2022年1月4日整理發(fā)布：德克薩斯州丹頓 (UNT) —北德克薩斯 大學工程學院的三名 研究人員通過美國國家科學基金會的 教師早期職業(yè)發(fā)展計劃獲得了總計超過 140 萬美元的贈款 。Diana Berman、Hua Sun 和 Hui Zhao 都獲得了獎項，以資助他們的創(chuàng)新研究，以解決當今行業(yè)面臨的一些非常困難的問題。

“我們對今年工程學院職業(yè)獎的增長感到高興，”研究和創(chuàng)新副總裁馬克麥克萊倫說。“這些獎項幫助我們的年輕教師推動發(fā)現(xiàn)事業(yè)，并為學生提供進行復雜研究的機會，這是 UNT STEM 學位的標志。”

美國國家科學基金會職業(yè)獎授予在全日制大學任職的前 10 年內(nèi)，其學術(shù)成果被認為對其學科和/或社會產(chǎn)生重大影響的教師。

“在過去三年中，我們的教師職業(yè)獎數(shù)量增加了三倍，這體現(xiàn)了我們教師的素質(zhì)、我們的研究以及我們作為學院的持續(xù)發(fā)展，”工程學院院長黃漢臣說。“今年我們的三位杰出教師獲得了認可，我很高興看到他們的研究將對課堂和我們社區(qū)產(chǎn)生的影響。”

Berman 是材料科學與工程系的助理教授，他獲得了 500,000 美元的獎金，用于開發(fā)一種新的穩(wěn)健方法來制造機械穩(wěn)定的納米多孔陶瓷。該技術(shù)為廣泛應用的陶瓷薄膜和涂層提供了非常精確的設(shè)計控制，例如呼吸分析儀和一氧化碳檢測器中的傳感器、凈化設(shè)備、自清潔材料和反射涂層。

“這些材料受孔隙率和表面積的影響很大?？捎玫脑蕉啵牧系撵`敏度和功能就越強，”伯曼說。“這就是為什么在納米尺度上控制多孔結(jié)構(gòu)很重要。”

制造陶瓷的傳統(tǒng)方法涉及高溫或等離子體，但她的實驗室正在開發(fā)的技術(shù)可以在低得多的溫度下使用。這為用于先進制造的材料提供了新的可能性，擴大了它們的潛在用途。

“通過這種方法，我們現(xiàn)在可以將這些組合物混合在一起，同時制造這些多功能材料，”她說。“例如，一種材料能夠感知多種致癌化學物質(zhì)或危險蒸氣。”

電氣工程系助理教授 Sun 獲得了 427,000 美元的資助，用于資助他通過網(wǎng)絡(luò)信息理論探索密碼學基本極限的研究。他正在使用數(shù)學將通信理論應用于信息網(wǎng)絡(luò)，以提高數(shù)字通信的安全性、隱私性和匿名性。

“我們正試圖將我們稱為信息論的東西應用于密碼學問題，”孫說。“主要的工具叫做信息研究，由克勞德·香農(nóng)于 1948 年創(chuàng)立。‘位’這個詞就是在那篇論文中創(chuàng)造出來的。香農(nóng)告訴我們解決噪聲的最佳方法——當來自發(fā)射器的零和一沒有被完美接收時。”

Sun 正在將相同的理論應用于當今更復雜的數(shù)字通信問題，尤其是在大型網(wǎng)絡(luò)和匿名等問題上——在無法追溯到特定計算機的情況下進行搜索或提供數(shù)據(jù)。

“我們正在將信息理論應用于各種問題，例如秘密共享。一個典型的例子是核武器。你不希望一個人來決定它的發(fā)布。守門人一共三個，你得征得其中兩個人的同意。”孫說。“你設(shè)定一個門檻，只要有足夠的參與者，你就可以解碼數(shù)據(jù)。”

計算機科學與工程系助理教授趙將使用她的 519,000 美元贈款為 GPU 加速系統(tǒng)設(shè)計片上網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)在需要處理大量數(shù)據(jù)的應用程序中需要，例如深度學習、圖形分析、大數(shù)據(jù)和流媒體應用。她的研究是使這些系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信更加高效。

“GPU 計算利用圖形處理單元作為協(xié)處理器為通用科學和工程問題加速 CPU，”趙說。“一個 GPU 可以承載數(shù)百或數(shù)千個內(nèi)核，并且可以并行執(zhí)行數(shù)千個數(shù)學運算。”

目前，數(shù)據(jù)通信是 GPU 的關(guān)鍵性能瓶頸。趙和她的學生將開發(fā)技術(shù)來解決這些系統(tǒng)中快速增長的計算能力與有限的片上網(wǎng)絡(luò)帶寬之間的差距。

“沒有快速的數(shù)據(jù)傳輸，GPU 就無法充分利用其計算能力來實現(xiàn)高性能，”趙說。“我們將結(jié)合系統(tǒng)建模、新穎的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和新興的超大規(guī)模集成電路技術(shù)來解決這個問題。”

作為 NSF 資助的一部分，Berman、Sun 和 Zhao 將開發(fā)教育計劃，以便 UNT 學生可以參與他們的研究。研究生將進行研究，研究將納入本科課程。其他計劃包括針對高中生的暑期課程。

UNT 的 10 名研究人員目前由 NSF CAREER 基金資助，這是 NSF 為年輕研究人員提供的最負盛名的認可。這些贈款支持有潛力在研究和教育中充當學術(shù)榜樣的早期職業(yè)教師。