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突出的研究学科及研究领域

2009-11-25

卡内基梅隆大学由于其卓越的科学技术和突出的研究领域而备受世界的广泛关注和称赞。该大学有不少学科及众多的研究领域在美国,甚至是在世界上都享有盛誉。卡内基梅隆的计算机、机器人科学、理学、美术及工业管理都是举世公认的一流专业。特别是计算机专业的卡内基梅隆大学在国际软件业界拥有极高的声誉,目前国际软件行业最通行的标准———软件生产能力成熟度模型(Capability Maturity Model for SoftwareCMM)正是由该校的软件工程研究院研发并制定的。近年来卡内基梅隆大学在原有的CMM体系基础上又推出了CMMI最新体系,成为软件行业最新标准。美国卡内基梅隆大学的软件工程专业更是遥遥领先于其他名校。以下主要介绍卡内基梅隆大学在计算机、工程学这两个学科中的主要研究领域。

(1)计算机学院的主要研究领域

卡内基梅隆大学被公认为世界计算机教学的先驱,其计算机学院在美国众多高校的计算机学院中连续数年排名第一,现任教师中有多位图灵奖获得者和众多美国国家科学院和工程院院士。计算机学院主要包括:计算机系、机器人研究所、人机互动研究所、国际软件研究所、学习与自我研发中心、语言技术研究所。其中计算机系、机器人技术学院和国际软件所的研究最为突出。

计算机系Computer Science Department的研究领域主要包括以下几个方面:

人工智能(Artificial Intelligence)(包括计算机音乐、数字采矿、电脑绘图、机器改进、语言、视觉)

系统和语言(Systems and Language)(计算机建筑学、数据库、分布式系统、制图法、网络传输、运营系统、并行系统、编程语言、软件工程)

计算机理论(Theory)(包括计算法、复杂理论、语义学)瞯计算机生物学(Computational Biology)(计算分子生物学)目前计算机系有94位教员(也包括其他学院从事计算机相关领域的教员)开展计算机科学领域的博士教育以及从事计算机科学领域的研究。

机器人技术学院的研究领域主要包括以下几个方面:

人工智能(Artificial Intelligence)

制图学及其显现(Graphics & Visualization)

人机交互(Human-Computer Interaction)

机器人操作(Manipulation)

制造和检查(Manufacturing & Inspection)

医学上的应用(Medical Applications)

可移动的机器人技术(Mobile Robotics)

其他领域(Other Areas)

空间机器人技术(Space Robotics)

系统和控制(Systems & Control)

视觉及感知和传感器(VisionPerception & Sensors)

目前机器人技术学院有54位教师和研究人员。

卡内基梅隆大学在计算机科学方面取得了很大的成就。在卡内基梅隆大学中排名第一的计算机学院,更是做出了许多突破性的基础发现、发明和成就。这些发现和成就对计算机科学产生了影响,其最显著的成就在于运用计算机的研究和知识去影响其他的学科,甚至去改变其他学科的教学和研究;发展出跨学科的研究项目;将计算机与认知结合在一起,发展出人工智能;将管理学和工程学知识加入到计算机软件设计工艺中,或者是将计算机科学融入艺术中,创建了第一的娱乐技术中心。具体成就如下:

发明了人工智能,Herb SimonAllen Newelland Raj Reddy这三位学者成为这个领域的先驱。

享有盛誉的软件工程学院发明了软件工程的认证标准CMM(软件能力成熟度模型:Software Capability Maturity Model),主要用于软件开发过程和软件开发能力的评估和改进。此标准自1991年提出以来,已在美国、印度、日本、欧洲等地成功应用,并成为软件行业的工业标准。

创造了第一个分布式计算机环境,并且成为互联网的标准模式。

创造了第一个完整意义上的无线校园,让卡内基梅隆大学在众多校园中脱颖而出。

创造了著名的LYCOS互联网搜索引擎,以及第一个全球范围的网页目录和检索。Lycos是搜索引擎中的元老,是最早提供信息搜索服务的网站之一,2000年被西班牙网络集团Terra Lycos Network125亿美元收归旗下。

在自动化机器人研究领域居于世界领先地位,并且创建了第一个在机器人领域的博士学位计划。

在人机互动技术领域居于世界领先地位,同时人机互动研究所也是世界范围内该研究领域的佼佼者。

发明了大范围自动化认证系统,这也改变了系统可靠性和安全性的标准。瞯在独立的语音识别系统研究领域居于领先地位。

主导了精确性、基于国际语言的机器翻译的发展。

在可移动计算机、全球文档获取等领域作出先驱性的贡献。瞯将艺术与计算机进行整合创建了娱乐技术中心。

成为鼓励和支持女性的在计算机科学领域内发展的领导者。

超级计算中心,帮助解决了大量像理解全球天气系统这样的很具有挑战性的问题。

百万图书工程将会使得在世界上任何地方的任何人在任何时间能够免费获得用任何语言写作的任何一本书。

卡内基梅隆大学的网络搜索技术多年来都在发挥着重要的作用,在世界网络搜索技术中占据着重要的位置。其主要成就包括:

Lycos———Lycos始于19945月,是最早的搜索引擎之一,原先是卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的一个项目。Lycos开始是一个标准的搜索引擎,利用网络蜘蛛从网上搜索页面。从19994月起,转向类似Yahoo的目录模式,内容主要来自Open Directory项目,其后才是网络蜘蛛搜索到的页面。

199810月,Lycos购并了竞争对手HotBot,但保留后者的独立运行。

Vivisimo———新型的软件工具Vivisimo,可用以帮助将搜索结果进行分类,从而更好地进行管理。由三名前卡内基梅隆大学计算机科学家所创立的公司Vivisimo,目前他们所开发的一个具有对搜索结果自动进

行分类功能的搜索引擎,它能非常快速地将不同类型的网站进行分类整理并将结果呈现在人们的眼前。

2000年被西班牙网络集团Terra Lycos Network125亿美元收归旗下。

ESP Game———作为一种在线的游戏创造出在网页中人类大脑的对图片的感应而实现更有效的搜索,是由卡内基梅隆计算机学院的一名研究生LuisvonAhn发明的,他希望这个游戏能帮助解决与在网站上搜索

图片有关的问题。目前搜索引擎都是根据图片或者图片文件的名字去找到相应的图片,然而这样对于其他的条件进行搜索的效果却不尽如人意。因此该研究生发展的ESPGame用人类所擅长的视觉线索去搜索图片。

(2)工程学院的主要研究领域

工程学院的系所有:生物医学工程学(Biomedical Engineering)、化学工程学系(Chemical Engin-eering)、环境工程学系(Civil&Environmental Engineering)、电子计算机工程系(Electrical & Computer Engineering)、工程与公共政策系(Engineering & Public Policy)、信息网络研究所(Information Netwo-rking Institute)、综合工程系统研究所(Institute for Complex Engineered Systems)、材料科学工程系(MaterialsScience&Engineering)机械工程系(Mechanical Engineering)。其中以下系所的研究领域比较突出。

电子和计算机工程系,其主要研究领域有:

生物工艺学(Biotechnology)

通信,无线和宽带网络(CommunicationsWireless and Broadb and Networking)

计算机建筑学(Computer Architecture)

计算机系统和安全(Computer Systems and Security)

数据存储系统(Data Storage Systems)

电子设计与生产自动化(Electronic Design Automation and Manufacturing)

嵌入式,实时,智能系统(EmbeddedRealtimeand Intelligent Systems)

微电动机械系统(Microelectromechanical SystemsMEMS)

微电子学与半导体设备和材料(Microelectronics and Semiconductor DevicesandMaterials)

信号处理,传感器开发以及多媒体系统(Signal ProcessingSensor Exploitationand Multimedia Systems)

该系目前有63位教员,他们全部都是产业界的顾问,并且其中有大部分员工都是成功的企业家(该系教师创办了24家企业)

土木与环境工程系,其主要研究领域有:

高级基础设施系统(advanced infrastructure systems,计划,设计,工程运作及项目管理,强调实地操作、管理或者信息系统,包括实地的感应和控制)

环境工程,科学与管理(environmental engineeringscience and management,空气质量,环境管理,环保设计,水质量,地质信息)

机械,材料与计算机处理(mechanicsmaterials and computing,在变化多样的运用领域中流体与结构应用)

该系约有20名教员,10位行政工作人员,以及近70位全日制的研究生,每年级有近30位本科生。

机械工程系,其主要研究领域有:生物工程学(Bio-engineering)数据存储(Data Storage)环境工程(EnvironmentalFuel CellsAir Quality)微观/纳米工程(Micro/Nano engineering)机器人(Robotics)。目前在机械工程系任教的教员有30多位。

工程学的部分研究成果:工程学院的全体成员本着生产和传播知识的使命,开展一流的工程学教育,由此推动了该学院开展突破性的研究。他们拥有最优秀的教员,聪明的学生以及设备精良的实验室和研究设备。工程学院由于其开展的跨学科研究活动而受到全球的赞誉,来自于卡内基梅隆大学校园类各学科的教师和学生们聚集在一起,肩并肩地进行研发。这样不仅使得他们发明出新的产品和创造出新的技术,还使得他们在整个过程中加深了对技术的理解。不管是钢铁产业、汽车产业还是半导体产业,工程学院的研究都受到了企业、私人以及政府等公共部门的支持。由于他们杰出的研究工作和研究成果也使得卡内基工程学院成为排名前列的学院。同时工程学院为学生们开放研究设备,在学生的教育和培养过程中让学生运用这些先进设备进行研究。由于卡内基梅隆大学大部分的研究在本质上都是跨学科的研究。因此,工程学院的学生和教师和其他院系一样不仅可以使用本院系的研究室和设备,还可以使用大学所有的研究室和设备。

工程学院远远超越了自身所感兴趣的特定的研究领域,而去解决那些跨学科的现实的问题。他们的研究在某些方面引起了社会中的变革。在创造出新的理论之外,他们还将这些理论运用于解决人们遇到各种各样的问题和一些极其复杂的难题。工程学院是许多新技术和产品的发源地,这些技术和产品使得人们的生活变得更为惬意。其中至少在以下四个方面让世界变得更好:

第三只眼———对于盲人的支持技术(Trinetra—Assistive Technologies for the Blind)

为什么已污染的云为白色的(Why‘ Polluted’ Cloudsare White)

柳枝稷(注:一种植物),将可能成为解决美国当今遭遇的能源危机的方法(Switchgrass Could Be Solution to America’s Ongoing Energy Crisis)

计算机监护中心(Cyber Trust Center)

 


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