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O 84º dia de seminário anual da Caltech olha para o corpo e para as estrelas
O Dia de Seminário anual da Caltech oferece a ex-alunos de todo o mundo a oportunidade de ouvir sobre pesquisas empolgantes e novas descobertas de especialistas em vários campos da ciência, tecnologia e engenharia.
Por Andrew Moseman - 31/05/2021


Cortesia

O Dia de Seminário anual da Caltech oferece a ex-alunos de todo o mundo a oportunidade de ouvir sobre pesquisas empolgantes e novas descobertas de especialistas em vários campos da ciência, tecnologia e engenharia. O Seminário Dia 2021, apresentado em 15 de maio pela Caltech Alumni Association, marcou a segunda vez na história de 84 anos do evento que ele foi realizado virtualmente por causa da pandemia COVID-19, com palestrantes e participantes aderindo via Zoom. As 761 pessoas de 16 países que participaram ouviram ex-alunos, professores e outros luminares do Instituto discutirem tópicos, incluindo buracos negros supermassivos, o poder da inteligência artificial e a busca por vida fora da Terra.

"À medida que o miasma da pandemia do coronavírus aumenta, precisamos salvar nossas conexões e celebrar nossas realizações", disse o presidente da Caltech, Thomas F. Rosenbaum. "Hoje, o Dia do Seminário, é uma grande oportunidade. Obrigado por fazer parte deste esforço." Rosenbaum e o colunista Patt Morrison do Los Angeles Times foram os anfitriões do evento, apresentando as quatro apresentações.

A primeira palestra, "The Supermassive Black Hole Story", apresentou Andrea Ghez (MS '89, PhD '92), Lauren B. Leichtman e Arthur E. Levine Professores de Astrofísica na UCLA. Ghez recebeu o Prêmio Nobel em 2020 por uma pesquisa pioneira que ajudou a revelar um buraco negro supermassivo à espreita no centro da galáxia da Via Láctea. Em sua palestra no Dia do Seminário, ela explicou o trabalho que levou a essa descoberta e como isso impactou o campo da astrofísica.

"Isso nos deu a melhor evidência hoje de que esses objetos exóticos existem no universo e nos forneceu um laboratório maravilhoso para entender a física dos buracos negros", disse ela. "Em outras palavras, como os buracos negros distorcem o espaço-tempo ou como a gravidade funciona perto de um buraco negro supermassivo ... e que papel os buracos negros desempenham na formação e evolução das galáxias?"

Ghez explicou que a existência de buracos negros foi teorizada antes de ser provada experimentalmente. Os físicos perceberam que uma estrela muito maior do que o nosso Sol, ao morrer, colapsaria sobre si mesma para criar um pequeno objeto no qual a gravidade superaria todas as outras forças conhecidas. Mais tarde, a existência de buracos negros foi comprovada graças a experimentos como a colaboração Caltech / MIT LIGO. Em contraste, ela disse, o conhecimento de buracos negros supermassivos, como aquele no centro de nossa galáxia, que tem um milhão a um bilhão de vezes a massa do Sol, começou no lado observacional antes de sua existência ser explicada teoricamente.

Cérebro feito de chip de computador e fios
AI - Crédito: Shutterstock 

O moderador Satoshi Ohtake (BS '00), diretor sênior de pesquisa e desenvolvimento farmacêutico da Pfizer, apresentou o painel de discussão voltado para o futuro "Sangue, suor e lágrimas, encontre seu melhor amigo: IA." O painel incluiu os membros do corpo docente do Caltech, Animashree Anandkumar e David Van Valen (PhD '11), e Christie Canaria (PhD '08), diretora de programa do Centro de Desenvolvimento de Pesquisa e Inovação em Pequenas Empresas (SBIR) do Instituto Nacional do Câncer. Os painelistas cobriram o poder transformador da inteligência artificial para os campos médicos, particularmente em sua capacidade de olhar para imagens médicas e encontrar padrões em enormes conjuntos de dados que os humanos podem perder ou não ter largura de banda para assumir.

"Bons modelos [IA] que podem avaliar se há tumores e qual é o estado de saúde podem fazer uma grande diferença porque os radiologistas hoje são escassos", disse Anandkumar, que trabalha nessa pesquisa na Nvidia. "E também há o componente de tempo: se pudéssemos fazer isso rapidamente, talvez você pudesse ter mais insights em tempo real sobre o que está acontecendo [dentro do corpo]."

Canaria apontou outra grande área de crescimento da IA ​​na medicina: o processamento de linguagem natural ou a capacidade de uma máquina de entender a linguagem falada ou escrita. Tal IA poderia ser desencadeado nas notas e registros médicos de um clínico para descobrir pistas e padrões neles ocultos.

Na terceira sessão, "Imagem fotoacústica: de organelas a pacientes com câncer", o professor Bren de Engenharia Médica e Engenharia Elétrica Lihong Wang explicou sua busca para desenvolver novas ferramentas que nos permitiriam examinar o corpo de forma não invasiva para obter melhores diagnósticos médicos. Ver as moléculas dentro do corpo tem sido um desafio de séculos porque os tecidos biológicos opacos espalham a luz, evitando que tecnologias mais antigas, como microscopia e imagens a laser, penetrem muito longe. Wang combina luz e som de maneiras inteligentes para criar imagens de alta resolução dentro do corpo.

Ele diz que essa tecnologia pode ser usada para pesquisas biológicas básicas e para a descoberta de medicamentos, em que um pesquisador precisa monitorar repetidamente o que está acontecendo dentro de uma cobaia. É importante ressaltar que a imagem fotoacústica de Wang não carrega consigo a exposição à radiação potencialmente prejudicial que vem com os exames de raios-X, por exemplo. Ele diz que também é útil para tentar ver dentro do cérebro.

“É muito difícil fazer isso com qualquer outra forma de imagem, então a ótica tem um papel único a desempenhar”, diz Wang. "No entanto, os meios ópticos padrão não permitem que você veja todo o cérebro em alta resolução. Nossas tecnologias estão prontas para essa aplicação porque podemos ver todo o cérebro."

O planeta marte - Crédito: NASA / JPL-Caltech

No seminário final, "Existe Vida Além da Terra?" Mike Brown, Richard e Barbara Rosenberg Professor de Astronomia Planetária, enquadraram a busca por vida extraterrestre desta forma: os cientistas sabem que os princípios básicos da física, química e geologia que funcionam na Terra estão em ação em outros mundos. O mesmo é verdade para a aeronáutica, que o helicóptero Ingenuity mostrou novamente quando voou em Marte. A existência de vida em outros planetas depende de se isso também é verdade para o campo da biologia. "A biologia já trabalhou além da terra, ou é realmente apenas algo que é único aqui."

Heather Knutson, professora de ciência planetária, explicou como sua pesquisa, estudando as atmosferas de planetas que orbitam outras estrelas, pode ser o caminho não apenas para encontrar mundos distantes que são potencialmente habitáveis, mas também para encontrar as assinaturas de vida que podem existir lá.

“A atmosfera prepara o terreno para a vida”, diz ela. "Ele determina as condições na superfície, se você realmente obtém ou não aquela água líquida [que é necessária para a vida]. Mas também a atmosfera pode ser uma espécie de repositório de materiais produzidos pela vida. Então, se você tiver poucas bactérias cobrindo a superfície de seu planeta, eles estão absorvendo gases e liberando gases e, portanto, podem alterar a composição da atmosfera simplesmente por estarem lá. "

Palestrantes em destaque


"A história do buraco negro supermassivo"

Andrea Ghez (MS '89, PhD '92), Lauren B. Leichtman e Arthur E. Levine Professor de Astrofísica, UCLA; diretor, UCLA Galactic Center Group; Laureado, Prêmio Nobel de Física de 2020

"Sangue, suor e lágrimas, encontre seu melhor amigo: IA"

Animashree (Anima) Anandkumar, Bren Professor de Computação e Ciências Matemáticas; codiretor, DOLCIT (Decisão, Otimização e Aprendizagem no California Institute of Technology); diretor de pesquisa de aprendizado de máquina, NVIDIA

Christie Canaria (PhD '08), diretora do programa, Centro de Desenvolvimento de Inovação em Pequenas Empresas do Instituto Nacional do Câncer (SBIR); vice-presidente, governança, Conselho de diretores da Caltech Alumni Association

David Van Valen (PhD '11), professor assistente de biologia e engenharia biológica

Satoshi Ohtake (BS '00), diretor sênior de pesquisa e desenvolvimento farmacêutico da Pfizer; presidente, Conselho de diretores da Caltech Alumni Association

"Imagem fotoacústica: das organelas aos pacientes com câncer"

Lihong Wang é o professor Bren de Engenharia Médica e Engenharia Elétrica

"Existe vida além da terra?"

Woodward (Woody) Fischer , professor de geobiologia; diretor associado, Centro de Sistemas e Tecnologias Autônomas

Kevin Peter Hand , principal investigador e diretor do JPL Ocean Worlds Laboratory; cientista do projeto, Europa Lander Mission Concept

Heather A. Knutson , professora de ciência planetária

Michael E. (Mike) Brown , Richard e Barbara Rosenberg Professor de Astronomia Planetária; Terence D. Barr Leadership Chair, Center for Comparative Planetary Evolution; diretor, Caltech Center for Comparative Planetary Evolution

 

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