معهد بيكمان للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة

يُعدّ معهد بيكمان للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة وحدةً تابعةً لجامعة إلينوي في أوربانا-شامبين، مُخصصةً للبحوث متعددة التخصصات. وقد ساهمت هبةٌ سخيةٌ من العالم ورجل الأعمال والفاعل الخير أرنولد أو. بيكمان (1900-2004) وزوجته مابل (1900-1989) ^{[ 1 ] [ 2 ]} في بناء المعهد الذي افتُتح عام 1989. وهو أحد خمس مؤسسات تتلقى دعمًا مستمرًا من مؤسسة أرنولد ومابل بيكمان. ^{[ 3 ] [ 4 ]} تشمل البحوث الحالية في بيكمان مجالات الهندسة الجزيئية ، والأنظمة الذكية، وعلوم التصوير . ويعمل الباحثون في هذه المجالات عبر الحدود الأكاديمية التقليدية في مشاريع علمية يُمكن أن تُفضي إلى تطوير تطبيقات عملية في الطب والصناعة والإلكترونيات وصحة الإنسان على امتداد مراحل العمر. ^{[ 4 ]}

يعود أصل معهد بيكمان للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة إلى اجتماع عُقد عام ١٩٨٣، حيث وضع كلٌ من المستشار جون إي. كريبت ، وثيودور إل. براون ، ومورت وير ، ولويس بارون ، ونيد غولدواسير، استراتيجياتٍ للتواصل مع مصادر تمويل خاصة لإنشاء مشاريع ومراكز علمية جديدة واسعة النطاق في حرم جامعة إلينوي. ^{[ ٥ ] : ٤} شُكّلت لجنتان، برئاسة ويليام تي. غرينو (علم النفس) وغريغ ستيلمان (الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب) (لاحقًا كارل هيس )، لوضع أفكارٍ لإنشاء مرفق بحثي متعدد التخصصات. ^{[ ٥ ] : ٦-٧} ساعد توماس يوجين إيفرهارت ، الذي خلف كريبت في منصب المستشار عام ١٩٨٤، وسارة واسرمان، نائبة المستشار المساعدة لشؤون البحث، براون ووير في مراجعة المقترح النهائي وتطويره. ^{[ 5 ] : 9} جُمعت تقارير اللجنة لاقتراح إنشاء معهد ذي قسمين رئيسيين: مركز لعلم الأحياء والسلوك والإدراك، ومركز آخر لعلوم المواد والحواسيب والحوسبة. ويهدف برنامج البحث في المعهد إلى استكشاف الذكاء بأوسع معانيه، بدءًا من الأنظمة الاصطناعية التي ابتكرها الإنسان وصولًا إلى الأنظمة الطبيعية الموجودة في العالم البيولوجي. ^{[ 5 ] : 14}

تلقى أرنولد بيكمان اقتراحًا من رئيس الجامعة ستانلي إيكنبيري ، ولو بارون، ومورت وير. وقدّر بيكمان أن الاقتراح سيتطلب مبلغًا غير مسبوق قدره 50 مليون دولار. ^{[ 5 ] : 10} في 5 أكتوبر 1985، أعلنت الجامعة رسميًا أن أرنولد ومابل بيكمان قدّما أكبر تبرع على الإطلاق لجامعة عامة في ذلك الوقت - 40 مليون دولار، بالإضافة إلى 10 ملايين دولار من ولاية إلينوي - لبناء مركز أبحاث في إلينوي من شأنه أن يشجع العلماء والمهندسين من مختلف التخصصات على العمل معًا. ^{[ 5 ] : x، 12-13} بحلول 10 ديسمبر 1985، اختارت الجامعة شركة سميث، هينشمان وغريلز (SH&G) المعمارية (التي تُعرف الآن باسم SmithGroup ) والمصمم المعماري رالف يونغرين لتنفيذ المشروع. ^{[ 5 ] : 16-17، 19.} أُقيم حفل رمزي لوضع حجر الأساس في 10 أكتوبر 1986. ^{[ 6 ]} أصبح ثيودور ل. براون ، الذي كان مشاركًا بنشاط في المشروع كنائب رئيس الجامعة للبحوث وعميد الدراسات العليا، أول مدير للمعهد اعتبارًا من 12 مارس 1987. ^{[ 5 ] : 30.} أصبح ويليام ت. غرينو وكارل هيس مديرين مساعدين، بنصف دوام، في خريف عام 1987. ^{[ 5 ] : 38}

بحلول ديسمبر 1988، كان بناء المبنى قد بلغ مرحلة متقدمة بما يكفي ليتمكن أعضاء هيئة التدريس من الانتقال إليه. ^{[ 5 ] : 46} وُضعت المكاتب الإدارية مؤقتًا في الطابق السفلي. أُقيم حفل افتتاح رسمي في 7 أبريل 1989، لافتتاح معهد بيكمان للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة كواحد من أوائل مراكز الأبحاث في العالم المخصصة للبحوث متعددة التخصصات. ^{[ 5 ] : 53} وخلف الكيميائي جيري جوناس ثيودور ل . براون في منصب المدير في صيف عام 1993. ^{[ 5 ] : 71} وتولى جيري جوناس إدارة معهد بيكمان من عام 1993 إلى عام 2001؛ وخلفه بيير ويلتزيوس ، مدير معهد بيكمان من عام 2001 إلى عام 2008؛ وتامر باشار ، المدير المؤقت من عام 2008 إلى عام 2009؛ ^{[ 7 ]} وآرثر ف. كرامر ، المدير من عام 2010 إلى عام 2016. جيفري إس. مور ، مدير من عام 2016 إلى عام 2022؛ وناديا ماسون ، مديرة من عام 2022 إلى عام 2023. ^{[ 8 ]} كانت كاثرين جيه. مورفي مديرة مؤقتة من عام 2023 إلى عام 2024، ^{[ 9 ]} وتم تعيين ستيفن مارين مديرًا في يوليو 2024. ^{[ 10 ]}

بحسب التقرير السنوي لعامي 2022-2023 الصادر عن معهد بيكمان للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة، فإن حوالي 200 عضو هيئة تدريس، و500 طالب دراسات عليا، و325 طالب بكالوريوس، و80 باحث ما بعد الدكتوراه، و150 موظفًا يقومون بإجراء البحوث أو العمل في معهد بيكمان. ^{[ 11 ]}

تتمحور الأبحاث العلمية في معهد بيكمان حول ثلاثة محاور بحثية رئيسية: الأنظمة الذكية، والتصوير التكاملي، والعلوم والهندسة الجزيئية. ^{[ 12 ]}

يمثل موضوع البحث في الأنظمة الذكية ( IntelSys) دمجًا لموضوعين سابقين (الذكاء البيولوجي والتفاعل الذكي بين الإنسان والحاسوب). يتميز هذا الموضوع بشموليته، إذ يسعى الباحثون إلى فهم الدماغ والإدراك والسلوك بدءًا من المستويات الجزيئية والخلوية وصولًا إلى الوظائف الإدراكية العليا كالذاكرة والانتباه واتخاذ القرارات . كما يشمل أبحاثًا تقنية مثل رؤية الحاسوب ، والتعرف على الإشارات البصرية المرتبطة بالأحداث، والتعرف على الكلام .

يركز محور البحث في التصوير التكاملي (IntIm) على الاكتشاف متعدد التخصصات للمبادئ الأساسية في علم التصوير، وتطوير تقنيات جديدة للجيل القادم من أجهزة التصوير، وتقنيات مبتكرة للبحوث الأساسية والتطبيقية. ويعمل العديد من الباحثين في هذا المحور على تطبيقات طبية حيوية، باستخدام الموجات فوق الصوتية ، والتصوير بالرنين المغناطيسي ، والبيوفوتونيات ، أو التصوير البصري الطبي .

يجمع مجال البحث في العلوم والهندسة الجزيئية (MSE) علماء من مجالات الأحياء والهندسة والفيزياء والكيمياء، لدراسة البنى والعمليات الجزيئية. وتشمل محفظة أبحاث MSE الهندسة الجزيئية ، والمواد ذاتية الإصلاح ، والفيزياء الحيوية الحاسوبية (مثل NAMD ).

يحق لأعضاء هيئة التدريس في جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين، سواءً كانوا مرشحين للترقية أو حاصلين على الترقية الدائمة، الانضمام إلى معهد بيكمان. ومن أبرز أعضاء معهد بيكمان:

• ناريندرا أهوجا ، ^{[ 13 ]} رؤية الحاسوب
• تامر بشار , ^{[ 14 ]} مدير مؤقت
• رشيد بشير ، ^{[ 15 ]} تكنولوجيا النانو الحيوية
• ج. كاثرين بوك ، ^{[ 16 ]} علم اللغة النفسي
• ستيفن أ. بوبارت ، ^{[ 17 ]} علم الفوتونات الحيوية
• مارتن د. بيرك ، ^{[ 18 ]} الكيمياء
• كاثرين بي إتش كلانسي ، ^{[ 19 ]} علم الإنسان
• نيل ج. كوهين ، ^{[ 20 ]} أنظمة الذاكرة وعلم الأعصاب
• جينيفر إس. كول ، ^{[ 21 ]} اللغويات
• برايان تي. كانينغهام ، ^{[ 22 ]} هندسة أجهزة الاستشعار البيولوجية
• مينه دو ، ^{[ 23 ]} معالجة الإشارات والصور
• غريغوري س. جيرولامي ، ^{[ 24 ]} الكيمياء
• ويليام تي. غرينوف ، ^{[ 25 ]} علم الأعصاب
• مارتن جرويبيل ، ^{[ 26 ]} الكيمياء
• كارل هيس ، ^{[ 27 ]} فيزياء أشباه الموصلات
• توماس هوانغ ، ^{[ 28 ]} تكوين الصور ومعالجتها
• دوغلاس ل. جونز ، ^{[ 29 ]} معالجة الصور والإشارات
• آرثر ف. كرامر ، ^{[ 30 ]} الشيخوخة الإدراكية وعلم الأعصاب
• بول لاوتربور ، ^{[ 31 ]} التصوير بالرنين المغناطيسي
• جان بيير ليبورتون ، ^{[ 32 ]} تكنولوجيا النانو
• ستيفن إي. ليفينسون ، ^{[ 33 ]} الروبوتات
• جينيفر أ. لويس ، ^{[ 34 ]} التجميع الموجه للمواد الوظيفية اللينة
• زايدة لوثي شولتن ، ^{[ 35 ]} محاكاة الديناميكا الجزيئية
• ناديا ماسون ، ^{[ 36 ]} الفيزياء
• ليفيو ميريكا , ^{[ 37 ]} الكيمياء
• جيفري إس. مور ، ^{[ 38 ]} كيمياء المواد
• كاثرين ج. مورفي ، ^{[ 39 ]} الكيمياء
• غابرييل بوبيسكو ، ^{[ 40 ]} التصوير الطوري الكمي
• ريتشارد باورز ، ^{[ 41 ]} روائي
• جون أ. روجرز ، ^{[ 42 ]} الإلكترونيات المرنة
• جاستن رودس ، ^{[ 43 ]} علم الأحياء العصبي
• كلاوس شولتن ، ^{[ 44 ]} الفيزياء الحيوية الحاسوبية
• دانيال سيمونز ، ^{[ 45 ]} علم النفس
• نانسي سوتوس ، ^{[ 46 ]} مواد ذاتية الإصلاح
• جوناثان ف. سويدلر ، ^{[ 47 ]} الكيمياء التحليلية
• سكوت ر. وايت ، ^{[ 48 ]} مواد ذاتية الإصلاح

يقدم معهد بيكمان مجموعة متنوعة من برامج الزمالات التي تُمكّن الباحثين من العمل لفترات قصيرة في المعهد. ^{[ 49 ]} تُمنح زمالات بيكمان لما بعد الدكتوراه لعلماء بيكمان الذين يحصلون على تعيينات لمدة ثلاث سنوات، تشمل راتباً وميزانية بحثية. كان أول الحاصلين على زمالة بيكمان لما بعد الدكتوراه هما إفرات شمشوني (فيزياء المادة المكثفة) وأندرو نوبل (نظرية المعلومات والإحصاء). ^{[ 5 ] : 66 [ 50 ] [ 49 ]} تُمنح زمالات بيكمان للدراسات العليا للطلاب الذين يدرسون في مرحلة الماجستير أو الدكتوراه. ^{[ 49 ] [ 51 ]} تُمنح زمالات بيكمان العليا لأعضاء هيئة التدريس ذوي الخبرة من مؤسسات أخرى. ^{[ 49 ] [ 52 ]}

لا ينبغي الخلط بين زمالات بيكمان التي تُدار من خلال معهد بيكمان وتلك التي تُدار من خلال مركز الدراسات المتقدمة (CAS) في جامعة أوربانا-شامبين. ^{[ 53 ]} يمنح مركز الدراسات المتقدمة سلسلة من زمالات بيكمان وجوائز بيكمان البحثية لدعم أعضاء هيئة التدريس في أوربانا-شامبين في أنشطتهم البحثية. مُوّلت هذه الجوائز من خلال هبة من أرنولد ومابل بيكمان، مُنحت في أواخر سبعينيات القرن الماضي، قبل إنشاء معهد بيكمان. تُدار هذه الجوائز بشكل منفصل وتُمنح على مستوى الجامعة، وليس فقط في كليات العلوم. ^{[ 5 ] : 3-4}

يضم معهد بيكمان مرفقين بحثيين رئيسيين. يشمل مركز التصوير الطبي الحيوي مختبر التصوير بالرنين المغناطيسي، ومختبر التصوير الجزيئي، ومختبر التصوير بالموجات فوق الصوتية. ^{[ 54 ]} أما مجموعة تقنيات التصوير فتضم وحدة المجهر ومختبر التصوير المرئي. ^{[ 55 ]}

يُعدّ معرض معهد بيكمان حدثًا سنويًا يُقام بالتزامن مع معرض كلية الهندسة بجامعة إلينوي في أوربانا-شامبين . ^{[ 56 ]}

• أرنولد أو. بيكمان
• بيكمان كولتر
• المركز الوطني لتطبيقات الحوسبة الفائقة ، وهو وحدة بحثية أخرى متعددة التخصصات تابعة لجامعة إلينوي في أوربانا-شامبين
• معهد علم الأحياء الجينومي ، وهو وحدة بحثية أخرى متعددة التخصصات تابعة لجامعة إلينوي في أوربانا-شامبين
• معهد أبحاث البراري ، وهو وحدة بحثية أخرى متعددة التخصصات تابعة لجامعة إلينوي في أوربانا-شامبين
• مختبر العلوم المنسقة ، وهو وحدة بحثية متعددة التخصصات تابعة لكلية الهندسة بجامعة إلينوي في أوربانا-شامبين ، ويقع بجوار معهد بيكمان.
• نادين باري سميث

• الموقع الرسمي