生物材料科学创新工作坊

生物材料设计与开发中的机器学习与人工智能

2021年10月19日
上午11美国东部时间

机器学习(ML)和人工智能(AI)已经在化学和材料领域发生了革命性的变化,在这些领域已经或可以生成大型数据集。然而,当数据稀缺且昂贵时,如生物材料设计,计算建模就受到限制。生物材料的计算机辅助设计往往依赖于从头开始建模(如分子动力学),不需要数据,但不能预测复杂的性质,如生物材料力学,光学性质,或体外体内行为或有效性。因此,人类的直觉与实验试验和错误常常是设计新的生物材料的最先进的技术。这些开发生物材料的传统方法既昂贵又费力,大大减缓了将新的生物医学设备转化为临床实践的速度。为了解决这一障碍,创新的方法包括使用ML和人工智能设计,以实现(生物)材料基因组的长期目标。本次网络研讨会将概述ML和人工智能的更广泛领域,以及计算能力的进步与大数据分析以及机器学习、建模和仿真方面的创新如何使人工智能彻底改变生物材料的设计和开发。

程序

  • 学习控制加速交付的人工智能模型
    帕耶尔达斯IBM Research的托马斯·沃森研究中心(Thomas K. Watson Research Center)

  • 基于机器学习引导自动化的纳米生物材料数据驱动发现
    亚当•葛姆雷
    罗格斯大学,

  • 抗生物污染单层膜的机理与分子设计
    林智博
    ,东京理工学院

  • 基于最大熵方法和深度学习的肽生物材料迭代发现
    安德鲁•白
    罗切斯特大学

版主


丹尼尔Benoit罗切斯特大学

Danielle Benoit是生物医学工程系的教授,在化学工程和肌肉骨骼研究中心任职,也是罗切斯特大学材料科学项目的主任。她领导治疗性生物材料实验室,该实验室专门研究用于再生医学和药物输送应用的高分子材料的合理设计。她的工作为骨同种异体移植修复的组织工程策略的翻译、用于核酸和小分子药物传递的ph响应纳米粒子的开发以及用于骨特异性传递治疗药物的新型靶向策略提供了见解。Benoit一直被众多奖项和赞誉为她的研究项目包括2019类AIMBE研究员,2018年缅因大学杰出校友奖,2016年凯特·格里森年轻工程师奖,2015年青年创新者奖在细胞和分子生物工程,一个NSF事业奖,以及亚历克斯柠檬水站青年调查员奖。她也是美国国立卫生研究院生物材料和生物界面研究部门的常设成员。Benoit在缅因州大学获得生物工程学士学位,在科罗拉多大学获得化学工程硕士和博士学位。然后她在华盛顿大学接受培训,在那里她是达蒙·鲁尼恩癌症研究基金会的默克研究员。伯努瓦于2010年加入罗彻斯特大学。


安德鲁•白罗切斯特大学

安德鲁•白 2008年毕业于Rose Hulman理工学院,获得化学工程学士学位。在罗斯期间,他在德国马格德堡的奥托·冯·盖里克大学和马克斯·普朗克复杂技术系统动力学研究所学习了一年。怀特于2013完成华盛顿大学化学工程博士学位。接下来,怀特与芝加哥大学的Greg Voth教授在2013-2014年担任生物物理动力学研究所博士后研究员。在芝加哥,他开发了模拟和实验相结合的新方法。White于2015加入罗切斯特大学化学工程系,现为副教授。他在化学系、生物物理学、材料科学和数据科学项目中有联合任命。White于2018获得国家科学基金会职业奖,2020获国家卫生研究院杰出青年研究者奖。怀特编写了一本关于分子和材料深度学习的教科书,可在 https://whitead.github.io/dmol-book

演讲者

帕耶尔达斯

帕耶尔达斯IBM Research的托马斯·沃森研究中心(Thomas K. Watson Research Center)

Payel Das是IBM人工智能研究中心的主要研究人员和经理。她也是哥伦比亚大学应用物理和应用数学(APAM)系的兼职副教授。她在莱斯大学获得理论生物物理学博士学位。目前,她负责低数据环境下值得信赖的人工智能和机器创造力的研究。中心重点是开发可控的生成式AI和高效的黑盒优化技术。其目标是实现复杂系统的可靠建模,并为各种下游业务和科学应用(包括药物发现和材料设计)高效合成新颖和有用的设计。达斯曾担任《纽约时报》编辑顾问委员会成员ACS中央科学杂志. 她获得了两项IBM杰出技术成就奖(IBM最高技术奖)、两项IBM研究部奖、一项IBM卓越奖和六项IBM发明奖。

亚当•葛姆雷

亚当•葛姆雷罗格斯大学,

亚当·戈姆利是罗格斯大学生物医学工程助理教授,纳米生物材料专家。在加入罗格斯大学之前,亚当是卡罗琳斯卡学院(2016年)的玛丽·斯科多夫斯卡·居里研究员,也是伦敦帝国理工学院(2012-2015年)莫莉·史蒂文斯教授实验室的惠特克国际学者。获犹他大学Hamid Ghandehari分校生物工程博士学位(2012),利哈伊大学利哈伊大学机械工程学士学位(2006)。2017年1月,Adam启动了Gormley实验室,该实验室旨在利用机器人技术和人工智能开发生物活性纳米生物材料。Gormley目前是NIH R35杰出研究员奖、NSF CBET奖和NSF设计材料革命和设计未来奖(DMREF)的PI。


林智博,东京理工学院

林智博于2003年在Ruprecht-Karls-Universität海德堡大学获得博士学位。他于2003年加入东京工业大学,担任博士后研究员,并于2010年晋升为副教授。他的专业领域是表面和界面科学,扫描探针显微镜,材料信息学和计算机模拟。他获得了11个学术奖项,包括日本聚合物科学学会的朝日Kasei奖(2011)。他的活动摘要载于http://lab.spm.jp/