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Benvenuti nel corso MOOC NPTEL sulla bioingegneria un'interfaccia con la biologia e la medicina. Nella lezione precedente avevamo discusso vari problemi di base che riguardano tutti noi equiparati a prescindere da quale disciplina la biologia, la medicina o l'ingegneria apparteniamo a to.Oggi, cercherò di fornire alcuni esempi su come la bioingegneria abbia già siglato avanzamenti in più discipline dell'assistenza sanitaria e tecnologica.Iniziamo innanzitutto con l'ingegnerizzazione bio. Per studiare la creazione e gli elementi della natura e da tale ispirazione sviluppare progettisti e modelli per risolvere il problema umano complesso, facciamo un paio di esempi qui per l'ingegneria bio - ispirata. Guarda questo fiore che è fiore di loto e la sua foglia. Ci forniscono un esempio per l'impermeabilizzazione. Se si guarda la foglia dal loto, ha le crepe del microscopico pressappoco surfaceto cinta l'aria su cui galleggia le goccioline d'acqua. Così loto ci dà lezione di waterproofing. Ora questa osservazione è stata sfruttata da un'azienda Green Shield che è un'azienda ispirata alla natura. Hanno realizzato le sostanze chimiche che utilizzano effetto loto che possono essere usate per la waterproofingin le vernici. Immaginate di sapere a Mumbai e molte parti del mondo tanta pioggia succede e gli edifici sembrano così brutti perché le pitture si laveranno come si sa con le piogge pesanti. Con avere queste specie di waterproof, le vernici potrebbero essere così utili per questi edifici potrebbero ottenere acqua alta e colorare repellenza.Analizziamo un altro esempio per l'architettura. Queste termiti maniche mantengono una temperatura molto stabile all'interno grazie al processo di climivecooling. La creazione di edifici sostenibili uno potrebbe prendere lezioni da queste termiti. Guarda questo elegante edificio in Zimbabwe Eastgate Building.Loro sistema di climatizzazione è modellato sull'autoraffreddamento delle termiti e ha dato vita ad un sistema di raffreddamento meccanico o passivo che ha usato 10% energia per la ventilazione, poi cosa serve per l'edificio convenzionale. Immaginate che questa minore osservazione dell'architettura dalle termiti abbia ha comportato un edificio efficiente ed elegante che utilizza molto meno potenza e che ancora oggi fornisce il sistema di raffreddamento per le persone che vivono all'interno. Ora andiamo ad un altro esempio. Su schermo potete vedere il delfino. Dolphin fornisce ispirazione per il sistema di allerta Tsunami che può essere usato per avvertire la peoplesu Tsunamis.Dolphins nella loro famiglia che riconoscono chiamate quasi 25 chilometri di distanza quando sono in acqua per far fronte al sound scattering dell'alta frequenza.Ora un'azienda EvoLogics, utilizzano questa particolare comprensione dai delfini e developedhigh - performance underwater sonar e sistemi robotici subacquei che ha comportato un modem ad alte prestazioni per la trasmissione dei dati che è attualmente impiegato in Tsunami early warningsystems in Indian Oceans.Lasciate che ora passiamo ad un altro trasporto applicativo e guardiamo questo uccello sullo schermo che è Kingfisher e un ingegnere capo e birdwatcherin Japan Eiji Nakatsu.Ha modellato la parte frontale del treno di proiettili Shinkansen che si ispira al becco di Kingpescche ha provocato un treno molto tranquillo e meno elettricità e viaggia molto più velocemente. Così le persone che vivono lì vicino hanno usato per affrontare molti problemi a causa del rumore di questi treni e a causa del modo in cui Kingfisher va in acqua spezza il pesce il silencefalo che tipo di osservazione aiuta questo birdwatcher a modellare la parte anteriore di questo particolarformare che è il superveloce treno di proiettili nel mondo. Adesso parliamo di tecnologia di raccolta di nebbia e lezioni sono state scattate dal beetleche è una gracilipe di Stenocara. La tecnologia da un IIT Bombay alumnus che ha studiato al MIT, ha preso lezioni da thisbeetle. E poi ha sviluppato queste maglie che tipo di mimici il lavoro simile, così scarabeo che questi beetlesdo, così beetle raccolgono goccioline d'acqua durante le ore di nebbia del mattino e poi cercano di scorrere l'umidità nella sua bocca e quindi può conserviere l'acqua e quindi esausta il suo fabbisogno idrico nella zona del deserto. Così hanno sviluppato un dispositivo che consiste di maglie per attirare droplet e poi che potrebbero essere scivolati nel contenitore e ora gli abitanti del villaggio che vivono nella zona circostante che sono stati tanto colpiti a causa del deserto e non hanno bevuto acqua sono almeno in grado di raccogliere qualche acqua potabile nelle ore del mattino. Così come Andy McIntosh ha menzionato il mondo naturale è pieno di disegni eccellenti che wecan imparano da. C'è bisogno di interazione tra un buon biologo e ingegnere per trasformare molte di queste osservazioni in dispositivi e outlet molto utili. Ora discutiamo di alcuni esempi di progetti diversi che stanno perseguendo i giganti della tecnologia che stanno davvero investendo pesantemente ora nei mega progetti di biologia. Molti di voi sono studenti di ingegneria che desiderano perseguire un vettore che può essere molto attraente che può essere all'avanguardia e a ciò che potreste avere a cui pensare in quest' epoca of21st secolo, tutto è che sapete davvero trasformarsi con le rivoluzioni di biologia. Quindi c'è molto da conoscere l'integrazione dalla tecnologia nell'applicazione biologica che sta attualmente andando avanti e tutte le vostre aziende dei sogni se si parla di Google, IBM.You pensa a tutti i grandi mega progetti che accadono in queste aziende sono attualmente evoluti con le applicazioni biologiche. Così guardiamo a questo particolare progetto che è il progetto Google X o il Google Brain.C' è molto che conosci la ricerca che sta accadendo nell'area dell'intelligenza artificiale. Come realizzare i Google Brains che si propone di costruire macchine intelligenti incorporando l'intelligenza artificiale. Anche i progetti di Google incorporano anche le lenti a contatto intelligenti. Immaginate solo che la lente a contatto intelligente se rimuovo il vetro e che indosso questo tu conosci contactlens e che la lente ha i sensori che potrebbero intuire per la misurazione del glucosio e theresono i chip che possono monitorare questi livelli di glucosio durante tutto il giorno che i dati vengono registrati e inviati al mobile o inviati ad alcuni altri dispositivi che potrebbe allertarlo all'individuo che in quel momento si sa che c'è un tuffo nel livello di glucosio. Perché si sa che è direttamente nel tocco con il fluido corporeo che si sta facendo il vero - timemonitoraggio del livello di glucosio e del diabete e si conoscono molti problemi come questo possono essere monitorate in tempo reale. Così questi sono tipo voi che si conoscono i progetti molto interessanti che stanno accadendo a Google levelof ovviamente ci sono molti altri progetti interessanti in biologia.Ma solo a me sto dando un sapore di varie cose che sono in corso nel settore della tecnologia e della biologia.Un altro mega progetto è in IBM che è IBM Watson.They stanno utilizzando la potenza di supercalcolo di nuovo l'intelligenza artificiale e supercomputingin che potrebbe essere sfruttato per realizzare un computer che potrebbe funzionare se non meglio umanat meno può pensare come umano e poi fornire soluzioni a vari problemi medici e tante altre applicazioni in cui Watson può essere sfruttato per fornire come aiuto e soluzioni. Così si capisce che ci sono molti questi tipi di progetti più recenti che sono la biologia guidata in diverse conosci le principali aziende come Google, IBM, Microsoft, etc e queste sono solo pochissimi esempi quasi tutti i giganti hi - tech si stanno concentrando in qualche altro modo diverso tipo di mega problemi biologici se i tiri sono legati alle problematiche sanitarie o alle problematiche energetiche. E molti di questi problemi sono attualmente intrapresi che è sull'interfaccia della bioingegneria. Un'altra mano, c'è molta rivoluzione nell'ambito della genetica umana e medicalricerca. Così si sa diversi anni fa, infatti decenni fa, i medici si erano soliti prescrivere farmaci basati su alcuni test di parametri biochimici. Ora le cose stanno davvero rivoluzionando molto velocemente e l'intero area medica sta cercando di evolversi e cercare di incorporare la comprensione basata su diversi tipi di tecnologie genetiche e proteiche, come possono fornire alcune informazioni più precise. Così ad esempio il profiling omics personalizzato è uno dell'area attraente che è yousa davvero in corso e molte rivoluzioni stanno avvenendo in questa particolare area in cui si conoscono campioni di corpo, diversi fluidi corporei e esemplari bio sono analizzati un tipo diverso da un livello molecolare per osservare il loro DNA, RNA, proteine atlete soprattutto con la genomica, la trascrittomica e la proteomica tecnologye poi cercando di fornire una sorta di informazione che sia unica per quell' individuo. Così in questa slide vi ho mostrato un esempio da parte di un Lukas Workman che soffriva di fromleucemia e dopo aver identificato che una mutazione specifica che è FLT3 mutazione FMS - liketyrosina chinasi 3 sull'espressione si trova in questo particolare in questo case.Poi, sono in grado di mirare un axitinib specifico inibitore che in realtà è stato approvato da FDAper il cancro della cellula renale. Immaginate quindi che conoscendo la cosa potrebbe essere la causa di una malattia se si può identificare la mutazione giusta giusto che conosci obiettivi allora puoi fornire una terapia più efficace.Questo è quindi uno degli esempi ispiratori in cui il ricercatore potrebbe effettivamente imparare il suo genoma e poi si sa finalmente avere qualche soluzione che potrebbe aiutare a finalizzare la medicina personalizzata. Veramente durante il mio ultimo anno di fellowship ho iniziato a sentirmi un po' mormorato, è accaduto più improvvisamente questa volta, questo passato luglio mi è stato diagnosticato nuovamente la leucemia e sono stato ricoverato in ospedale e iniziato su una chemioterapia molto forte.Purtroppo, anche se la Leucemia non è andata in remissione dopo essere stata trattata con questa chemioterapia a dosi molto elevate.Non ci sono stati veri e propri trattamenti promettenti all'orizzonte e quindi le cose sembravano piuttosto sbiadite. Ma allo stesso tempo in cui sono stato trattato il mio genoma di leucemia è stato sequenziato l'istituto di genoma qui alla Washington University School of Medicine.Siamo tornati i risultati di sequenziamento che hanno dimostrato che ci sono obiettivi promettenti che werenot anche nell'ambito dei nostri protocolli di trattamento standard per questo tipo di leucemia. A causa di quei risultati, sono riuscito ad avviare una chemioterapia meno aggressiva che io potevo tollerare. E poi una terapia mirata che era stata approvata per il rene cellulare in realtà cancro. Entro pochi giorni il mio sangue conta migliorarsi e nel giro di poche settimane la mia leucemia era inremissione. Quindi si va proprio da una situazione che sembra davvero sbalorditiva fino ad ora che c'era di nuovo la speranza. Ci sono più esempi come questo che sta accadendo attualmente nell'area clinica, integrativo personalizzato omics profiling.Dr. Mike Snyder della Stanford University in USA.Ha profilato i propri campioni corporei per conoscere quasi 14 mesi e periodicamente analizzati in modo longitudinale che quello che succede si sa a diverso intervallo di tempo il levelat la conosci fluttuazione del livello proteico, fluttuazione del livello metabolita. E quelli hanno dato molto romanzo all'interno che si sa come il corpo che si conosce possa in qualche tempo getrisentire con diversi tipi di malattie e che tipo di percorsi potrebbero essere cambiati in risposta a quelli. Ora si conoscono vari ospedali medici soprattutto uno mostrato qui nel Michigan Center for Translational Pathology.Si stanno utilizzando in modo molto sistematico di guardare sia i profiledegli individui clinici che omici per poi cercare di utilizzare tali informazioni per fornire ai pazienti molto personalizedtrattamento Dr. Arul Chinnaiyan e il suo team ha pubblicato molte carte landmark in questarea e che ha mostrato elegantemente come la comprensione di un individuo personalizedomics profiling potrebbe essere così utile per i trattamenti. Conosci altri mega progetti che stanno accadendo attualmente, l'intenzione è quella di osservare quali sono i massimi cambiamenti molecolari che accadono in un determinato individuo e per schermare l'analogo thingsin grande popolazione. Così il progetto Human Phenome Project di Londra, stanno cercando di profilare tutti i metaboliti insani e le popolazioni colpite da diverse malattie e cercando di comprendere diverse tipologie di malattie metaboliche che vengono perturpate. Sapete come ci sono individui sani che acquisisce diverse malattie e quei mega - proiettori che si conoscono sono perseguiti al National Phenome Center che ora vi sta fornendo conoscere pubblicazioni ed esempi molto interessanti ed eleganti in cui ora possiamo comprenderci la fisiologia umana e l'umano conosci fenotipi osservando sia la massa spettrometria e tecnologia NMRbased che sta fornendo questi tipi di big data. Così il campo che sta emergendoci è OMICS e la biologia dei sistemi dove insieme alle informazioni cliniche, le informazioni ottenute al genoma del livello del gene, la trascrizione di livello della trascrizione, il proteoma di livello proteico, i metaboliti a livello metabolomico e il comportamento fenotipico atl.Questo intero campo sta generando così tanti grandi dati che arrivano sotto i big data. richiede molto potere computazionale, l'analisi computazionale che è di nuovo sa essere percepire da studenti universitari come voi studenti e come integrare quelle informazioni, costruisce i modelli, creare simulazioni e poi utilizzare quelle informazioni per prevedere il comportamento incognito viene perseguito da molti ingegneri computazionali nell'area della biologia del sistema.Quindi spero che tu sappia ora che stai ottenendo il sentire che in che modo la biologia si sta integrando e applicata con molte discipline e perché è che conosci così tanto importante tointegrare persone da diverse discipline per portare le migliori menti a risolvere i grandi problemi che richiedono l'integrazione di diverse abilità. Ora tornando a IIT Bombay dove sono attualmente located.Bio-ricerca è una realtà a IIT Bombay.Quasi il 15% della nostra facoltà di IIT Bombay è attivamente coinvolta nel fare bio - ricerca e lo spettro più ampio è coperto dal guardare la base di ricerca applicata e traslazionale. In effetti, abbiamo fatto una sorta di sondaggio a IIT Bombay e abbiamo scoperto che non si conosce solo il Dipartimento di Bioscienze e Bioingegneria è attivamente coinvolto nel fare bio-research.Ma molti dipartimenti tra cui la chimica, l'ingegneria chimica e anche i dipartimentali come si conoscono, elettrici, meccanici, matematica, fisica e naturalmente informatica. Molti di questi appartamenti sono attivamente coinvolti nell'interfaccia di biologia e ingegneria e molte applicazioni dell'assistenza sanitaria percepite in questi dipartimenti particolari. In realtà IIT Bombay lavora molto da vicino con molti ospedali circostanti che stanno providinga sistema sanitario. Così abbiamo un Healthcare Research Consortium a IIT Bombay dove molti ospedali locali differenziano le aziende di pharma insieme a IIT Bombay facoltà sono coinvolti per perseguire molti progetti congiuntamente.È solo che ti dà la sensazione che perché sai che c'è questo tipo di integrationis richiesto; è solo realtà che sta accadendo nel nostro campus. Molte delle nostre facoltà sono da sfondo ingegneristico, alcune sono di background medico, stanno inseguendo un bio-research.Per esempio qui mostrato è uno del sistema diagnostico portatile basato sull'analisi delle urine alla prova di zucchero nel sangue. Ancora questo tipo di dispositivi portatili basati su mobile possono essere così utili e molto utili. Un altro laboratorio di IIT Bombay hanno sviluppato un tipo diverso di voi sapete i devicestesi che potrebbero essere molto rapidamente non tradotti a conoscenza della realtà clinica e molte delle sperimentazioni di laboratorio e le sperimentazioni cliniche sono in realtà attualmente in corso per portare i dispositivi agli ospedali. I membri della facoltà sono anche alla ricerca di piattaforme diagnostiche basate su cellulari per rilevare le conchiglie siciliane nel sangue ai dispositivi diagnostici di punta. Ancora sapete molte di queste richiedono la comprensione di soluzioni ingegneristiche su una mano per i dispositivi del punto di vista e nei concetti biologici di base che è necessario conoscere l'esattezza e come fornire soluzioni accurate. Cosa sarà sapere motivare per voi imparare che molti studenti che imparano la biologyat IIT Bombay anche se sono minorenni ingegneristi come voi allora alla fine di voi sapete che una delle idee vi macchiate mai e sapete a qualche punto potreste desiderare di perseguire che per tutta la vostra portaerei. Così ci sono stati molti studenti di IIT Bombay alumnae che si sono trasferiti per approfondire ulteriormente il loro vettore. E poi ora sono docenti in diverse parti del mondo che stanno attualizzando di nuovo attività di bio - ricerca nell'interfaccia della bioingegneria. Uno vi ha mostrato qui è il dottor Harmit Malik.Again, ha fatto qualche progetto dal nostro reparto prima e ora è a conoscenza di Fred HutchinsonCancer Centre dove sta indagando su di voi conoscere vari problemi.Dr. Vivek Jayaraman di Aerospace Engineering.Ha perseguito in un vettore attivo nell'area di comprensione del comportamento cerebrale e di pensare alla complessità cerebrale in cui può essere sfruttato dal punto di vista ingegneristico. Professor Chaitan Khosla, è alla Stanford University of course sapete che è uno degli stimatissimi, illustri docenti e collega per IIT Bombay che vi tengono consapevolmente a IIT Bombay un diverso livello fornisce mentorship. E in una delle interazioni ha accennato che ogni studente di IIT Bombay tutti i sottogradsshould ottengono l'esposizione della biologia e che semplicemente arriva all'interno di vaste esperienze di ricerca su come gli sviluppi stanno accadendo altrove in tutto il mondo, tu parli di conosci Stanford, MIT Harvard, California, tutti questi conosci le grandi università, stanno perseguendo l'attivebiologia anche per le discipline ingegneristiche. Quindi quindi l'integrazione di queste due tecnologie può diventare molto fattibile, quindi sai che questi sono sapori esempio molto bello per trasmettervi che in cui waypersone che stanno avendo il vettore di ingegneria attiva anche loro hanno portato in tanti biologicalsoluzioni a causa della loro conoscenza di base in biologia.Così in questo corso quello che vi parleremo non è la biologia tradizionale.Sai molte volte la biologia richiede di conoscere tante terminologie, hai la parola complessa di quelle tecnologie quelle terminologie. Così quelle cose che cercheremo di evitare. Vi parleremo di una nuova biologia che è richiesta per il 21 secolo.La nuova biologia che integrerà la chimica, la fisica, la biologia, la matematica, l'ingegnerizza per comprendere profondamente i sistemi biologici e fornire soluzioni basate sulla biologia ai problemi societari che potrebbero essere in caso di assistenza sanitaria, ambientale, alimentare e discipline. Torna ancora perché questo corso è richiesto?Vogliamo fornirti un buon background di concetti biologici e temi che sono rilevanti per gli impatti societari. Biologia ti influenzerà in uno o nell'altro modo.Quindi è importante che tu abbia una comprensione dignitosa di questo soggetto che ti preparerà bene per il tuo prossimo set di percorso di carrier. La combinazione di conoscenze di biologia con il core engineering, la fisica o la chimica maycontribuiscono alla ricerca biomedica. E questo corso potrebbe anche aiutarti a capire e apprezzare come l'ingegneria e la tecnologia di biologia siano intrecciate tra loro. Così nelle ultime due lezioni cerchiamo di sottolineare che la biologia è richiesta per gli ingegneri, perché capire i concetti biologici e conoscerlo dove può essere applicata canbe così immenso valore a te che conosci potrebbe rilevare alcune idee nel tuo cervello che couldbe davvero trasformazionale in natura. Quindi vogliamo davvero parlarvi di alcuni concetti di base nelle prossime lezioni. Atnello stesso tempo mentre passiamo attraverso il concetto di base che vorrei sottolineare sulle applicazioni reali in cui questi potrebbero essere sfruttati e probabilmente molte delle interazioni interessanti avranno anche con i clinici che cercheranno di postare certe sfide, alcuni problemi di fronte a voi che anche i medici hanno bisogno di molte soluzioni ingegneristiche inutilizzate nelle pratiche mediche. Così si sa combinando le lezioni alcune delle comprensione teorica, le applicazioni interessanti e portando la prospettiva del clinico, la renderemo moreinterattiva, andando a renderla più motivante per voi e mentre andiamo insieme avremo anche le numerose assegnazioni, domande e interazioni sul forum probabilmente alsoparte delle sessioni dimostrative di laboratorio dal vivo nelle prossime settimane. Grazie.