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人工智能时代的蛋白质结构预测 - NSF-PAR
机械活性蛋白对于无数生理和病理过程至关重要。在单分子力谱 (SMFS) 技术的进步的指导下，我们已经在分子水平上了解了几种机械活性蛋白如何响应机械力。然而，即使是 SMFS 也有其局限性，包括在力加载实验中缺乏详细的结构信息。这就是分子动力学 (MD) 方法大放异彩的地方，它以飞秒时间分辨率提供原子细节。然而，MD 严重依赖于高分辨率结构的可用性，而大多数蛋白质都无法获得高分辨率结构。例如，蛋白质数据库目前已存储 192K 个结构，而 Uniprot 上有 231M 个蛋白质序列。但许多人打赌这个差距可能很快就会缩小。在过去的一年里，基于人工智能的 AlphaFold 首次能够根据蛋白质序列预测近乎天然的蛋白质折叠，从而在结构生物学领域引起了轰动。对于某些人来说，AlphaFold 正在推动结构生物学与生物信息学的融合。从这个角度来看，使用计算机模拟 SMFS 方法，我们研究了 AlphaFold 结构预测在研究葡萄球菌粘附蛋白的机械性能方面的可靠性。我们的结果表明，AlphaFold 可以产生极其可靠的蛋白质折叠，但在许多情况下无法准确预测高分辨率蛋白质复合物。尽管如此，结果表明 AlphaFold 可以彻底改变对这些蛋白质的研究，特别是通过允许高通量扫描蛋白质结构。同时，我们表明 AlphaFold 结果需要验证，不应盲目使用，否则可能会获得错误的蛋白质机制。
Metal-AM-Winter-2021.pdf
于是，Formnext 举办了。如果安排在一周后，故事很可能会有所不同。在展览开始前的最后几天，德国 COVID 病例急剧上升的消息占据了新闻报道的主导地位，同时当局还对大型活动发出了警告。但整个秋天，Formnext 的组织者都保持镇定，宣布了“接种疫苗或最近康复”的入场政策，并建立了势头。尽管这个夏天让我们相信生活可以开始逐渐恢复正常，但我想我们都知道，11 月中旬在法兰克福举办的活动总是需要运气的。但主要的国际旅行限制放宽了，好像上级真的希望这项活动继续进行，信心增强，11 月 16 日上午 9 点，参展商在他们的展位上准备迎接开幕钟声。法兰克福展览中心的四个大厅变成了一个壮观的增材制造展览，但最大的问题是：参观者会来吗？我们参展商在各个方面都投入了精力，但参观者很容易错过它。然而，到了上午 10 点左右，大厅里出现了明显的嗡嗡声——Formnext 的魔力又回来了！感觉 AM 行业需要这次聚会。请原谅我使用了廉价的双关语，但这确实为所有致力于将增材制造提升到新水平的人打了一针强心剂。有点运气？也许是很大的运气。但肯定是 Formnext 的全部魔力。
人工智能时代的蛋白质结构预测
机械活性蛋白对于无数生理和病理过程至关重要。在单分子力谱 (SMFS) 技术的进步的指导下，我们已经在分子水平上了解了几种机械活性蛋白如何响应机械力。然而，即使是 SMFS 也有其局限性，包括在力加载实验中缺乏详细的结构信息。这就是分子动力学 (MD) 方法大放异彩的地方，它以飞秒时间分辨率提供原子细节。然而，MD 严重依赖于高分辨率结构的可用性，而大多数蛋白质都无法获得高分辨率结构。例如，蛋白质数据库目前已存储 192K 个结构，而 Uniprot 上有 231M 个蛋白质序列。但许多人打赌这个差距可能很快就会缩小。在过去的一年里，基于人工智能的 AlphaFold 首次能够根据蛋白质序列预测近乎天然的蛋白质折叠，从而在结构生物学领域引起了轰动。对于某些人来说，AlphaFold 正在推动结构生物学与生物信息学的融合。从这个角度来看，使用计算机模拟 SMFS 方法，我们研究了 AlphaFold 结构预测在研究葡萄球菌粘附蛋白的机械性能方面的可靠性。我们的结果表明，AlphaFold 可以产生极其可靠的蛋白质折叠，但在许多情况下无法准确预测高分辨率蛋白质复合物。尽管如此，结果表明 AlphaFold 可以彻底改变对这些蛋白质的研究，特别是通过允许高通量扫描蛋白质结构。同时，我们表明 AlphaFold 结果需要验证，不应盲目使用，否则可能会获得错误的蛋白质机制。
人工智能时代的蛋白质结构预测
机械活性蛋白对于无数生理和病理过程至关重要。在单分子力谱 (SMFS) 技术的进步的指导下，我们已经在分子水平上了解了机械活性蛋白如何感知和响应机械力。然而，即使是 SMFS 也有其局限性，包括在力加载实验中缺乏详细的结构信息。这正是分子动力学 (MD) 方法大放异彩的地方，它以飞秒时间分辨率提供原子细节。然而，MD 严重依赖于高分辨率结构数据的可用性，而大多数蛋白质都无法获得这些数据。例如，蛋白质数据库目前存储了 192K 个结构，而 Uniprot 上有 231M 个蛋白质序列。但许多人认为，这一差距可能很快就会缩小。在过去的一年里，基于人工智能的 AlphaFold 能够根据蛋白质序列预测近天然蛋白质折叠，从而在结构生物学领域引起了轰动。对于一些人来说，AlphaFold 正在促成结构生物学与生物信息学的融合。在这里，我们使用我们小组首创的计算机模拟 SMFS 方法，研究 AlphaFold 结构预测在研究葡萄球菌粘附蛋白的机械性能方面的可靠性。我们的结果表明，AlphaFold 可以产生极其可靠的蛋白质折叠，但在许多情况下无法准确预测高分辨率蛋白质复合物。尽管如此，结果表明 AlphaFold 可以彻底改变对这些蛋白质的研究，特别是通过允许对蛋白质结构进行高通量扫描。同时，我们表明 AlphaFold 结果需要验证，不应盲目使用，否则可能会获得错误的蛋白质机制。
植物生物学研究：下一步是什么？ - NSF-PAR
植物生物学是科学的一个关键领域，在人类当前和未来应对全球变暖、气候变化、污染和人口增长的影响方面发挥着重要作用。深入了解植物生理学对于我们优化当前农业实践、开发新作物品种或实施农业生物技术创新至关重要。下一代栽培品种必须能够承受环境污染和更广泛的生长温度、土壤养分和水分水平，并有效应对不断增长的病原体压力，以便在次优条件下继续获得高产。植物生理学和植物生物学的下一个重大问题是什么？未来十年我们应该研究和培训学生研究哪些研究途径？作为一名植物科学家，我周围都是志同道合的人，听到了很多想法，随着时间的推移，这些想法变成了流行语，例如植物的适应力、基因型到表型、数据科学、系统生物学、生物传感、合成生物学、神经网络、稳健性、跨学科培训、新工具开发、建模等。这一切意味着什么？我们应该共同努力解决的主要挑战是什么？在此，我将从个人角度介绍植物科学的当前问题和最大的长期问题。我提出了一些未来植物生物学研究的主题和方向，其中一些相对明显，一些可能很独特，这些主题和方向是由我自己的专业兴趣、经验和植物分子遗传学和生理学背景塑造的。
无人机物流和食品交付的未来
无人机物流和粮食交付的未来无人机物流的曙光巧妙地呼应了商业飞行本身的开发，这是一个世纪前认真地开始的。在这两种情况下，有关许可，保险和领空的类似法律问题将需要明确的监管答案。，但投资者有信心可以找到足够的解决方案并制定标准，因为这项技术实在是太好了，无法无用。那时和现在之间的主要区别归结为一件事：比例。大多数商业无人机的小尺寸也会转化为小距离，可能会以自动飞行机器人的持续嗡嗡作响，从而填充未来的仓库和城市天际线。这种新兴技术的好处是显而易见的。无人机可以将热餐和其他购买的商品交付，即使在严格的社会疏远时期，也可以将其直接带到消费者的家门口。他们可以在紧急情况下安全地运输需要的医疗设备，甚至可以在高大的建筑物中扑灭大火。他们可以在农田上释放水或化学物质，以最少的精力增加农作物的产量。可以编程为大型企业库存，每年节省数千个工时。几乎每个行业的各种可能应用都令人震惊。无人机物流部门的预测生长曲线反映了这种几乎无限的潜力。其2022年的市场价值估计为112亿美元，这一数字预计在接下来的五年中将超过两倍，到2027年达到290亿美元。迅速适应不断变化的法规并在出现后尽快抓住新机会的公司将获得最大的回报，因为商业无人机行业真正启动。
图像数据库、人工智能和胶囊内窥镜；赌注就在眼前
胶囊内镜已成为小肠检查的主要内镜方式，这一点已得到时间的认可。因此，胶囊内镜 (CE) 已成为千禧一代的又一项技术，他们现在以力量、意志和决心展望未来，走上更具颠覆性的道路 [1]。尽管如此，即使对于勇敢的年轻人来说，成熟也伴随着一定的“义务”和社会要求。当然，当医疗技术成为关注的主题时，这或多或少会转化为诊断产量、并发症率和质量/性能保证措施 [2 – 4]。此外，就该领域的未决问题而言，仍然存在一些问题。我们也许毫不犹豫地一口气数出 CE 的适应症，甚至提供类似的并发症率和安全“胶囊化”的途径，但对于我们这些在高容量中心阅读 CE 视频的人来说，我们希望制造商现在已经对一些技术调整进行了分类。它们的范围从更好的图像分辨率和电池寿命到各种软件增强和/或硬件进步 [5, 6]。事实上，我们一直在重复呼吁 CE 革命的下一波浪潮，即包括治疗能力、集成/智能、数据（不仅仅是图像）收集、驱动和定位的浪潮，总结了任何当前可用的 CE 提供系统必须面对的主要挑战，以提高其市场提案和价值超过竞争对手。人工智能 (AI) 的热潮并不新鲜；事实上，CE 阅读软件的本质是早期人工智能的应用之一。Lewis Score [7]、QuickView [8]、疑似血液指标 [9] 等工具只不过是专有阅读软件早期版本中集成的人工智能的巧妙片段，主要目的是协助、支持和/或加快医疗决策过程 [10]。
宇航学和航空学，1969年
历史是一个具有多样性的词。它们的范围从传达理想主义图像到最终真理的肥胖书籍，再到专业人士关于历史作为智力学科的偏见。对于那些被荣幸地沉浸在多年来的航空和空间科学技术中的人来说，历史也许是成就感。虽然该年表不是历史，但它确实试图在最拥挤的一年和人首先踏上外星人的身体的一年中对事件和评论进行首次切割。Apozzo 11宇航员Neil Armstrong和Buzz Aldrin于1969年7月20日进行了Lunay Walk时，它成为迄今为止世界历史上最替代的事件之一。世界各地有超过50亿人目睹了通过通讯卫星通过电视现场直播的这一重要时刻。许多没有目睹的人似乎今天不愿承认。尽管全世界热情，但七年的阿波罗（Apollo）努力的全部后果仍在先知和后代领域。，但我们已经看到了人类星球月球的观点所提供的第二种想法的证据 - 一种提高的意识，即宇宙飞船地球也许是独一无二的，即使是人类的多种问题，也肯定是宝贵的。，我们已经了解了自己作为一个民族。我们了解到，美国可以为自己设定一个庞大的，艰难的长期目标，并动员自己，并维持其成功的结论。痛苦。除了成为人类登陆月球的那一年外，1969年对航空和天文学的学生和参与者还具有许多其他意义。这是NASA在尼克松政府领导下的第一年，也是新的管理员托马斯（Thomas）0。这是太空任务小组向总统的报告重申了该国继续进行太空探索的委员会，并在太空后阿波罗目标的广泛轮廓中绘制了绘画。这是详细出现航天飞机的概念的一年，它作为一种实用，可重复使用，经济的太空运输系统的潜力令人兴奋。在太空科学中，这是Mariner VI和VII飞行在火星2600英里以内的一年，并寄回了Martian Surface的照片，火星上的数据是1964年Mariner IV的200倍。除了这些更壮观的事件外，太空科学，探索和应用还取得了良好的进步。所有这些事件＆D更多的人发现了他们在该年表中记录的里程碑。与航空A'HD空间相关的科学，技术和公共政策年代学既有价值和特别保留。它为历史学家或任何分析师提供了针对人类和机构故事的时间为导向的垫脚石。一般项目以帮助创建所选项目的社交环境。尽管在验证
银河系保护及其他：保护太空文化、自然和科学遗产的框架
* 2018 年法学博士，最优等成绩，威廉玛丽法学院；2015 年文学士，优异成绩，威廉玛丽学院。我要感谢威廉玛丽环境法与政策评论的编辑能力、家人和朋友的支持，以及巴斯光年在我从小就激发我对太空的兴趣。1 Loren Grush，为开采月球，私人公司 Moon Express 计划建造一支机器人登陆器舰队，V ERGE（2017 年 7 月 12 日上午 11:32），https://www.theverge.com/2017/7/12/15958164/moon-express-robot-landers-private-mining-outpost [https://perma.cc/RPP9-CXYE]。2 同上。3 这些宝贵的资源主要是水、氦-3 和稀土金属。月球淘金热：月球采矿如何进行，NASA，https://www.jpl.nasa.gov/info graphics/infographic.view.php?id=11272 [https://perma.cc/878U-DRDJ]（上次访问时间为 2019 年 4 月 3 日）；另请参阅下文注释 38–41 和随附文本。4 Kenneth Chang，谷歌 Lunar X Prize 的登月竞赛结束了。没有人赢。，纽约时报（2018 年 1 月 23 日），https://www.nytimes.com/2018/01/23/science/google-lunar-x-prize-moon.html [https://perma.cc/53DY-U8AG]； Paul Rincon，中国玉兔机器人月球车登陆月球，BBC 新闻台（2013 年 12 月 14 日），https://www.bbc.com/news/science-envi ronment-25356603 [https://perma.cc/BFT3-FFPC]。5 Chang，上文注 4。有关有登月野心的国家概况，请参阅 Benjamin D. Hatch 评论，《分天下的蛋糕：需要新的月球资源制度》，《24 世纪信息与通信技术评论》第 229、237–43 页 (2010 年)（描述了美国、俄罗斯、中国、欧洲、印度和日本的野心）。6 请参阅 Joel Achenbach，《美国宇航局听从特朗普的建议，可能在试飞月球任务中增加宇航员》，华盛顿。 POST（2017 年 2 月 15 日），https://www.washingtonpost.com/news/speaking-of
科罗拉多斯普林斯技术学校 (CSST)
内部人士的观点，并建立持久的联系。这种无缝集成创造了一个独特的学习环境，教育不局限于课堂，而是在具有全国影响力的当地产业的动态生态系统中蓬勃发展。我们的愿景很简单：培养未来的创新者，将他们置于当今技术突破的中心。CSST 不仅仅是一所学校；它是一个发射台。在这里，年轻人的好奇心与行业资深人士的专业知识相遇，课堂理论与实际应用相融合，创新的火花点燃了塑造未来的终生热情。加入我们。成为革命的一部分。走进科罗拉多斯普林斯创新学校区，让我们一步一个脚印，建设科罗拉多斯普林斯的 STEM 未来。执行摘要 CSST 的创始团队很高兴提交这个 D11 创新区学校的提案。我们相信，我们的商业、教育和社区领导团队有一个优秀的计划，可以打造一所优质的学校，为 CSST 的学生提供良好的服务。虽然该教育模式的某些部分借鉴了类似的最佳实践，但整个项目是独一无二的。提议创建 CSST 的生态系统组织所建立的成功记录应该会让 D11 教育委员会对我们实现所提交提案的能力充满信心。课程 CSST 课程将以高水平实施。该课程符合 CSST 的 STEM 教学理念，使学生掌握在职业和/或大学取得成功的技能和知识。科学、技术、工程和数学 (STEM) 将是我们学校的重点。由于我们的位置和合作伙伴名单，我们每位毕业生都将拥有超越典型 STEM 高中毕业生的网络安全领域技能和知识。我们相信高度参与的教育风格。每个教室都应该有“学习的氛围”。此外，我们的 STEM 教育重点要求比高中通常更高水平的动手学习。