TR 35

Leur travail est une feuille de route pour ce qui est chaud dans les technologies émergentes - et leurs réalisations façonneront le monde dans lequel nous vivons pour les décennies à venir.

Ce sont des inventeurs, des découvreurs et des entrepreneurs. Ce sont des chimistes, des biologistes, des ingénieurs logiciels et des concepteurs de puces. Ils créent leurs merveilles dans les universités, les startups et les grandes entreprises. Ils gravitent autour des problèmes scientifiques et techniques les plus intéressants et les plus difficiles et parviennent à des solutions que personne n'avait imaginées. Ils s'attaquent à de gros problèmes. Ce sont les TR35 – Examen de la technologie sélection des meilleurs innovateurs technologiques de moins de 35 ans (au 1er octobre 2005). Les gagnants des années précédentes (quand c'était le TR100) ont changé votre monde. Il en sera de même pour les personnes que vous allez rencontrer.

Cette histoire faisait partie de notre numéro d'octobre 2005

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Jia Chen

Narashima Chari

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Rédacteurs et rédacteurs contributeurs :
Éditeur du projet TR35 : Herb Brody
Rédacteurs de profils :
Erika Jonietz
Eric Hellweg
Michael Fitzgerald
Deborah Asbrand
Corie Lok
Neil Sauvage
Stu Hutson
David Talbot
Lisa Scanlon
Sally Atwood
Ken Garber

Daniel Riskin, 33 ans
Centre médical de l'UCLA
Développer des dispositifs pour la fermeture des plaies et l'intervention précoce en cas de crise cardiaque

En plus de travailler environ 80 heures par semaine en tant que résident en chirurgie au Medical Center de l'Université de Californie à Los Angeles, Daniel Riskin crée des entreprises pour développer et commercialiser de nouveaux dispositifs médicaux. Les médecins ont l'obligation d'innover, dit Riskin.

Tout en suivant une formation de médecin à l'Université de Boston et à l'Université Tufts, Riskin s'est intéressé au développement technologique, en écrivant des logiciels pour aider les médecins à gérer leur cabinet et en recherchant différentes conceptions de clips chirurgicaux avec une entreprise de dispositifs médicaux. Mais il voulait faire plus – proposer ses propres inventions et les généraliser. Ainsi, il s'est inscrit, à mi-chemin de sa résidence, à la Sloan School of Management du MIT. Pendant ses études pour son MBA, il a maintenu ses compétences en salle d'opération en travaillant dans des cabinets chirurgicaux privés le soir et le week-end.

Après avoir obtenu son diplôme de Sloan, Riskin a été nommé premier boursier du nouveau programme d'innovation chirurgicale de l'Université de Stanford. À Stanford, lui et ses collaborateurs ont développé un patch élastique, adhésif à base de polymère qui, espèrent-ils, offrira une alternative moins douloureuse aux agrafes ou aux points de suture pour fermer les plaies et les incisions chirurgicales. Il forme maintenant une entreprise pour commercialiser le patch, qui, selon lui, réduira également les cicatrices.

Riskin aide également les médecins ayant peu de compétences en affaires ou peu d'expérience à devenir eux-mêmes des innovateurs.

L'année dernière, Riskin, avec Michael Laposata, directeur des laboratoires cliniques du Massachusetts General Hospital à Boston, a créé une entreprise, MedPacks, pour développer des tests de diagnostic portables et des médicaments que les patients pourraient utiliser à la maison - avant de se rendre aux urgences - s'ils pensaient qu'ils avaient des crises cardiaques. Un tel traitement précoce pourrait réduire le risque de décès ou de complications jusqu'à 50 pour cent. Si nous voulons faire quelque chose d'innovant, dit Laposata, nous aurons besoin de plus de Dans.

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Jia Chen, 33 ans
Centre de recherche IBM Watson
Passer du silicium aux nanotubes de carbone

À terme, les fabricants de semi-conducteurs ne pourront plus entasser de transistors sur des puces de silicium. Jia Chen travaille donc sur une alternative : des circuits électroniques et des dispositifs qui utilisent des molécules de carbone cylindriques et nanométriques appelées nanotubes de carbone. Parmi leurs autres avantages, certains types de nanotubes peuvent conduire l'électricité 100 fois mieux que le silicium.

Jusqu'à présent, la plupart des transistors fabriqués à partir de nanotubes de carbone étaient de type p, ce qui signifie qu'ils utilisent des porteurs de charge positifs ; négatif - m -type - les transistors à nanotubes ont été beaucoup plus difficiles à produire. Chen, cependant, a trouvé un moyen plus simple de les fabriquer, ce qui pourrait être une étape importante vers l'intégration des nanotubes de carbone dans l'électronique conventionnelle. Chen a découvert que la fixation de certains types de molécules aux nanotubes leur ajouterait des électrons ou en retirerait des électrons, produisant des dispositifs de type p ou n.

Un autre problème avec les transistors à nanotubes est leur besoin d'électrodes métalliques, qui sont nécessairement beaucoup plus grandes que les nanotubes. La différence de taille a tendance à provoquer des fuites de courant, ce qui réduit l'efficacité électrique. Chen a découvert qu'elle pouvait ajouter certaines impuretés à un petit segment d'un nanotube pour permettre au nanotube de servir d'électrode, mais avec peu de fuites. Ses transistors à nanotubes transportaient 100 fois plus de courant électrique que les précédents.

Les propriétés des nanotubes varient en fonction de leurs diamètres. Le choix d'un diamètre particulier fait qu'un tube émet de la lumière à une longueur d'onde particulière. Chen a pu contrôler les charges positives et négatives dans un nanotube pour le faire émettre une lumière 100 fois plus brillante que la lumière des appareils précédents. Cela pourrait donner aux nanotubes la capacité de servir d'interconnexions optiques – en transmettant les données entre les circuits plus efficacement que le cuivre. À terme, chaque appareil d'une puce pourrait être fabriqué à partir de nanotubes. Imaginez un circuit avec le même matériau agissant comme des capteurs, des transistors, des émetteurs de lumière et également des interconnexions, explique Chen.

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Narasimha Chari, 31 ans
Réseaux Tropos
Définir la norme de réseau maillé

À la fin des années 1990, alors que les ordinateurs portables équipés du Wi-Fi étaient encore une nouveauté, Narasimha Chari a vu la possibilité de créer de grandes infrastructures de communication en utilisant des réseaux maillés sans fil – qui étaient à l'époque la province exclusive de l'armée. En 18 mois de travail au noir alors qu'il était étudiant diplômé en physique à l'Université Harvard, il a créé des algorithmes élégants qui ont adapté les réseaux maillés aux communications civiles de routine.

Tropos Networks, la société que Chari a fondée en 2000 avec le co-inventeur Devabhaktuni Srikrishna, a contribué au lancement d'un réseau maillé sans fil commercial. Avec leur installation simple - les routeurs se fixent aux lampadaires - et le faible coût qui en découle, les réseaux maillés sont devenus largement utilisés à la fois à l'extérieur (sur les campus, dans les réseaux de sécurité publique et lors de rassemblements tels que les festivals) et à l'intérieur (dans les hôpitaux et les usines). Mais Tropos se concentre sur le marché en croissance rapide des réseaux qui desservent des municipalités entières. C'est l'application de prédilection pour un tiers des 200 clients de l'entreprise.

Les services de Tropos, qui sont construits autour des protocoles de routage de Chari, dominent l'industrie naissante des réseaux maillés. Les entreprises de télécommunications craignent la prolifération de la technologie, la considérant comme une menace pour leurs activités d'accès à Internet. En fait, l'industrie des télécommunications fait pression pour qu'une législation leur accorde, et non aux gouvernements locaux, les premiers accès aux installations Wi-Fi municipales. Pendant ce temps, Tropos gagne rapidement des clients ; 75 ont signé au premier semestre 2005.

L'expansion de Tropos boucle la boucle de Chari. En 1992, après avoir obtenu la troisième note la plus élevée sur 80 000 à l'examen d'entrée des instituts indiens de technologie, Chari a quitté l'Inde pour Caltech. Plus tard, alors qu'il était à Harvard, il a eu des entretiens nocturnes avec un ami de Caltech, Srikrishna, sur la possibilité de fournir des communications à tout moment et en tout lieu dans les pays en développement. Maintenant, alors que Tropos expédie ses premiers systèmes en Inde, Chari voit son innovation se connecter à son pays natal.

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Parham Aarabi, 29 ans
Université de Toronto
Aiguiser les capacités d'écoute d'un ordinateur

Les ordinateurs ont du mal à faire ce que le cerveau fait facilement : se concentrer sur une voix tout en ignorant les autres sons. Le professeur de génie électrique de l'Université de Toronto, Parham Aarabi, a créé un algorithme qui calcule la différence entre les moments auxquels un son atteint deux microphones rapprochés. Sur la base du retard, le logiciel peut déterminer la direction des locuteurs et amplifier la parole de n'importe lequel d'entre eux ; toute autre conversation est retraitée en un léger bourdonnement. L'invention d'Aarabi, qui est 30 % plus précise que les autres systèmes multimicrophones, pourrait filtrer les voix étrangères dans les conversations téléphoniques ou améliorer le contrôle vocal dans les voitures.

Vladimir Aksyuk, 33 ans
Les Bell Labs de Lucent Technologies
Fabriquer de minuscules miroirs pour les faisceaux laser

Vladimir Aksyuk s'est fait un nom dans le monde des systèmes microélectromécaniques en 1999 lorsqu'il a dirigé le développement du commutateur tout optique de Bell Labs - le premier appareil commercial à utiliser des milliers de minuscules miroirs rotatifs pour manipuler de manière complexe les signaux de communication optique sans les convertir en impulsions électriques et retour. Ses performances étaient 16 fois plus rapides que celles du meilleur de ses homologues électriques.

Aksyuk a depuis développé cette technologie pour créer des systèmes comportant des réseaux avec des miroirs aussi petits que 100 micromètres de diamètre, chacun capable non seulement de rotation mais aussi de mouvement de haut en bas. Ces réseaux permettent un contrôle extrêmement précis des faisceaux laser, ce qui est crucial pour le programme de l'armée américaine visant à développer un système de communication laser sécurisé à large bande passante pour les avions, les bases au sol et même les véhicules spatiaux.

Les matrices pourraient également bientôt changer la façon dont les micropuces sont produites. Aksyuk, d'origine russe, dirige un projet aux Bell Labs visant à utiliser des micromiroirs pour découper des micropuces sans les masques coûteux – essentiellement des pochoirs à motifs de circuits – qui sont actuellement utilisés pour graver optiquement les puces. Non seulement cela pourrait réduire les coûts et le temps de production, mais cela pourrait également prolonger la durée de vie de la loi de Moore.

Régina Barzilay, 34 ans
AVEC
Apprendre aux ordinateurs à lire et à écrire
Pour sa thèse de doctorat à l'Université Columbia, l'informaticienne Regina Barzilay a dirigé le développement de Newsblaster, qui fait ce qu'aucun programme informatique ne pouvait faire auparavant : reconnaître les articles de différents services d'information comme portant sur le même sujet de base, puis paraphraser des éléments de tous les histoires pour créer un résumé.

Bien que les humains puissent facilement deviner le sens d'un mot à partir de son contexte, les ordinateurs ne le peuvent pas. Barzilay utilise un logiciel d'apprentissage automatique statistique pour apprendre aux ordinateurs à faire des suppositions éclairées. Un ordinateur reçoit des paires d'échantillons de texte dont on lui dit qu'ils sont équivalents - deux traductions de la même phrase de Madame Bovary , dire. L'ordinateur dérive alors son propre ensemble de règles pour reconnaître les correspondances. Une fois entraîné, il peut aborder de nouvelles phrases, calculer des arbres syntaxiques qui analysent leurs éléments structurels de différentes manières et déterminer la probabilité que chaque interprétation soit correcte. Ensuite, il compare statistiquement les arbres les plus probables de deux phrases pour voir s'ils correspondent. Le logiciel Newsblaster reconnaît les correspondances environ 80 % du temps.

Le logiciel fonctionne mieux avec les reportages, car ils présentent une certaine régularité ; le problème est plus limité, explique Barzilay, maintenant professeur adjoint au MIT en génie électrique et en informatique. Elle travaille sur une variante de Newsblaster pour le langage parlé, qui pourrait générer des applications allant de la synthèse de conférences enregistrées à la gestion des appels de réservation des compagnies aériennes.

Hélène Blackwell, 33 ans
Université du Wisconsin
Parler aux bactéries de causer des infections

La principale cause de décès chez les patients atteints de mucoviscidose, et une menace pour de nombreux brûlés et patients atteints du SIDA, est la bactérie Pseudomonas aeruginosa . Mais le microbe n'est pas un problème de santé tant que suffisamment de bactéries ne se réunissent pas pour former un amalgame gluant appelé biofilm. Près de 80 pour cent des infections bactériennes sont sous forme de biofilm. Helen Blackwell, professeure adjointe de chimie, étudie le quorum sensing – le mécanisme de communication qui indique aux bactéries qu'elles se sont suffisamment répliquées pour former un biofilm. Il est facile, selon Blackwell, de synthétiser les molécules organiques que les bactéries utilisent pour se parler.

Blackwell teste une série de ces molécules messagères pour voir si elle peut détourner le réseau de communication de la bactérie. Jusqu'à présent, sur les centaines de molécules qu'elle a criblées, 10 semblent prometteuses. La bonne molécule peut combattre une infection difficile à traiter ou induire une petite infection précoce pour stimuler la réponse immunitaire du corps. Le groupe de Blackwell a développé un moyen d'accélérer la réaction qui produit les molécules messagères en les chauffant avec des micro-ondes. Nous réduisons une séquence de réaction d'environ trois jours à environ 45 minutes, dit-elle.

Thijn Brummelkamp, ​​30 ans
Institut Whitehead pour la recherche biomédicale
Faire taire les gènes qui causent le cancer

Recueillir des informations détaillées sur les gènes humains qui jouent un rôle dans le cancer et quels sont leurs rôles est au cœur de nombreux efforts de lutte contre la maladie. L'une des nouvelles approches les plus prometteuses pour l'identification des gènes cancérigènes s'appelle l'interférence ARN, une méthode pour supprimer les gènes afin d'apprendre leurs fonctions. Mais l'ARNi est coûteux et ne fait taire les gènes que quelques jours à la fois – pas assez longtemps pour que les chercheurs étudient les maladies à développement lent. Thijn Brummelkamp a développé un moyen peu coûteux de faire durer l'effet, en faisant taire un seul gène indéfiniment. Les travaux de Brummelkamp mèneront à de nouveaux traitements contre le cancer, déclare Phillip Sharp, biologiste du MIT et lauréat du prix Nobel.

Martha Boulyk, 33 ans
Faculté de médecine de Harvard
Découvrir comment les gènes sont régulés

Comprendre comment les gènes coordonnent les phénomènes complexes de la vie implique plus que déchiffrer une séquence d'ADN. Des protéines appelées facteurs de transcription contrôlent les gènes en se fixant à l'ADN ; découvrir où chacune de ces protéines se lie est essentiel pour comprendre comment les gènes régulent les cellules fonctionnelles. Martha Bulyk a utilisé la technologie des puces génétiques développée à l'origine pour mesurer l'activité des gènes et l'a adaptée pour déterminer les préférences de liaison à l'ADN des protéines. La technologie remplace les tests minutieux par des criblages efficaces, qui pourraient aider la recherche sur les maladies qui sont affectées par des mutations dans les facteurs de transcription ou dans leurs sites de liaison, telles que l'hypertension, le cancer et le diabète.

Stewart Butterfield, 32 ans
Flickr (Yahoo)
Construire des communautés à travers des photos

En février 2004, Stewart Butterfield et ses collègues de Ludicorp, alors engagés dans le développement d'un jeu en ligne, ont lancé un produit secondaire appelé Flickr – un peu sur une alouette. À l'été, le projet avait repris l'entreprise ; c'est aujourd'hui le site de partage de photos à la croissance la plus rapide du Web. En utilisant des balises qui permettent aux gens de rendre leurs photos consultables par contenu, Flickr encourage les utilisateurs à s'engager dans des discussions sur leurs photos. Racheté par Yahoo en mars, Flickr compte désormais plus d'un million d'utilisateurs, qui publient des centaines de milliers de nouvelles photos par jour.

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George Candea, 30 ans
Systèmes de données Aster
Protection des logiciels contre les plantages

Aussi contre-intuitif que cela puisse paraître, le concept de logiciel anti-crash de George Candea peut en fait aider à garder le logiciel sans plantage. Selon Candea, les pannes logicielles et les redémarrages ultérieurs ne doivent pas nécessairement être des événements catastrophiques à l'échelle du système. Il a décrit un logiciel qui peut être entraîné à se surveiller lui-même et, s'il détecte quelque chose qui ne va pas, à lancer un redémarrage chirurgical ou micro de l'élément d'application problématique, tandis que le système dans son ensemble fonctionne sans interruption. Le micro-redémarrage permet au logiciel de réagir à une défaillance en temps machine plutôt qu'en temps humain, explique Candea, qui a récemment obtenu son doctorat en informatique à l'Université de Stanford.

Bryan Cantrill, 31 ans
Microsystèmes solaires
Logiciel de traçage en temps réel

Même avec toutes les avancées récentes des technologies de l'information, les administrateurs système sont toujours aveugles : si un logiciel ne fait pas tout à fait ce qu'il devrait, les administrateurs peuvent passer des jours à rechercher le problème et à trouver comment le résoudre. Bryan Cantrill, ingénieur senior chez Sun Microsystems, a créé une application appelée DTrace qui offre des diagnostics logiciels en temps réel, donnant aux informaticiens un moyen de voir ce qui se passe et de commencer à améliorer les performances en quelques minutes. Ce genre de pouvoir exalte de nombreux programmeurs. Avec DTrace, dit Cantrill, je peux entrer dans une salle de techniciens aguerris et les faire rire.

Andy Carvin, 34 ans
Réseau de fracture numérique
Apporter la puissance d'Internet aux démunis

En tant que rédacteur en chef fondateur en 1999 et directeur actuel du Digital Divide Network, Andy Carvin a contribué à créer une communauté en ligne de plus de 7 500 activistes technologiques, éducateurs, propriétaires de petites entreprises et décideurs politiques. Leur mission est de trouver des remèdes à l'iniquité fondamentale de l'ère de l'information : la plupart des gens dans le monde n'ont pas la capacité d'accéder à Internet ou les compétences nécessaires pour l'utiliser. Carvin promeut également un moyen pour la technologie de donner la parole aux exclus : le mobcasting.

L'idée de Carvin est de combiner l'omniprésence des téléphones portables avec la facilité de publier des informations dans des journaux Web (blogs). Supposons que les militants des droits de l'homme qui protestent soient brutalisés par la police, sans médias traditionnels pour enregistrer leur sort. Sur leurs téléphones, les militants des droits humains pourraient envoyer plusieurs rapports sur ce qui se passe – audio ou vidéo – sur le même site Web. Carvin pousse les programmeurs à créer un logiciel de mobcast qui fonctionne en dehors du système téléphonique américain. Avec l'utilisation du mobcasting, suggère Carvin, soudainement, les personnes mêmes qui en sont victimes sont habilitées à témoigner du monde presque instantanément.

Bram Cohen, 29 ans
BitTorrent
Faire évoluer le monde du partage de fichiers, petit à petit

La création de Bram Cohen, BitTorrent, répond à une question d'une simplicité trompeuse : si quelqu'un demande un fichier sur un réseau et que plusieurs personnes sur le réseau possèdent le fichier, pourquoi une seule personne devrait-elle envoyer le fichier dans son intégralité au demandeur ? La solution révolutionnaire de Cohen : envoyer de minuscules morceaux du fichier à partir de plusieurs utilisateurs, éliminant ainsi le manque de bande passante qui se produit lorsqu'un seul utilisateur envoie un fichier volumineux dans son intégralité. Un fichier vidéo de 400 mégaoctets dont la distribution peut prendre des heures à un seul utilisateur peut être divisé en milliers de morceaux, dont chacun ne prend que quelques secondes à envoyer. L'impact de la technologie développée par Cohen va bien au-delà du monde de l'échange de fichiers illicite : les sociétés de jeux et les développeurs Linux expérimentent également la distribution BitTorrent.

Cohen est humble au sujet de sa création et de son impact potentiel. C'est, dit-il, juste un moyen de déplacer des morceaux.

Dennis Crowley, 29 ans
ballon chasseur
Se déplacer en ligne socialisant dans les rues

Lorsque Dennis Crowley sort en boîte à New York, il envoie un SMS avec son emplacement à Dodgeball, la société qu'il a fondée. Le message de Crowley - @ Luna Lounge, par exemple - s'adresse à tous les amis qu'il a répertoriés sur le site Web de Dodgeball. L'ordinateur de l'entreprise vérifie l'adresse du club par rapport à sa liste d'emplacements géographiques dans 22 villes. Si quelqu'un qui ne figure pas sur la liste d'amis de Crowley mais sur la liste d'un de ses amis s'est enregistré au cours des trois dernières heures et dans un rayon de 10 pâtés de maisons, l'ordinateur en informe les deux parties. Si Crowley a répertorié une fille qu'il ne connaît pas comme coup de cœur, elle recevra un message avec sa photo disant qu'il est intéressé. Elle aura la possibilité de le trouver ou de l'esquiver, sans qu'il sache jamais où elle se trouve. Google a tellement aimé l'idée qu'il a acheté Dodgeball en mai. Crowley dit que c'est une chose très puissante de savoir où sont vos amis tout le temps.

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Matthieu DeLisa, 32 ans
L'Université de Cornell
Fournir plus de médicaments à partir de microbes

Chaque année, des milliards de dollars de médicaments, de l'insuline pour diabétiques au tPA, un médicament contre les accidents vasculaires cérébraux, sont fabriqués dans d'énormes cuves remplies de microbes conçus pour produire des protéines humaines. Le processus est à la fois inefficace et extrêmement coûteux. Matthew DeLisa, professeur adjoint de génie chimique et biomoléculaire, a été le premier scientifique à utiliser une voie de translocation jumelle d'arginine (Tat) pour produire des protéines humaines. Cela devrait signifier des protéines plus propres et des cultures à plus longue durée de vie.

DeLisa modifie également les bactéries pour améliorer chaque étape de la production de protéines. Son objectif, dit-il, est l'ingénierie de machines biologiques pour résoudre des problèmes que la nature elle-même ne peut pas faire. Jusqu'à récemment, l'industrie biotechnologique se concentrait sur la modification de l'environnement de croissance des bactéries pour augmenter la productivité des protéines, mais DeLisa suralimente la production en pénétrant à l'intérieur de la cellule elle-même. Par exemple, il remplace des éléments clés de la machinerie de fabrication de protéines de la bactérie par des composants d'organismes supérieurs pour produire des usines de médicaments miniatures finement réglées.

Kevin Eggan, 31 ans
Université de Harvard
Utiliser le clonage pour étudier les maladies dégénératives

Tout en obtenant son doctorat, Kevin Eggan a contribué à faire du laboratoire de Rudolf Jaenisch au Whitehead Institute for Biomedical Research un laboratoire de clonage de premier plan. Eggan est sans doute devenu le cloneur de souris le plus habile de ce pays, dit Jaenisch. Eggan a utilisé ces compétences pour cloner des souris à partir de neurones, prouvant que les animaux pouvaient être clonés même à partir des cellules les plus spécialisées du corps – un exploit que de nombreux scientifiques considéraient comme impossible. Eggan a également aidé à expliquer comment le clonage reprogramme le matériel génétique d'une cellule de souris adulte, identifiant les changements qui se produisent pour réinitialiser le noyau au début du développement.

Eggan, maintenant professeur adjoint de biologie moléculaire et cellulaire, prévoit de créer des lignées de cellules souches humaines à partir de patients atteints de troubles neurodégénératifs tels que les maladies de Parkinson et de Lou Gehrig, afin d'étudier le développement de la maladie et de rechercher de nouveaux médicaments. Il a également commencé à étudier la reprogrammation nucléaire dans les cellules humaines dans l'espoir de trouver un moyen de créer des cellules souches embryonnaires spécifiques au patient sans utiliser d'ovules humains.

Anita Goel, 32 ans
Nanobiosyme
Construire de nouveaux détecteurs d'agents pathogènes

La physicienne et médecin Anita Goel trouve son inspiration dans le minuscule : les protéines qui se frayent un chemin le long de l'ADN, lisant et copiant les gènes à l'intérieur de chaque cellule. En tant qu'étudiant diplômé en physique à l'Université Harvard, Goel a développé une théorie pour expliquer le fonctionnement de ces moteurs moléculaires. Tout en préparant son diplôme de médecine à Harvard en 2004, elle a fondé Nanobiosym pour appliquer ses théories au développement de dispositifs nanotechnologiques permettant de contrôler précisément ces protéines ; de tels dispositifs pourraient identifier les virus et les bactéries dans, par exemple, un échantillon de sang plus rapidement, plus précisément et à moindre coût que les techniques actuelles ne le peuvent. Son objectif : un appareil portable à faible coût pour les applications de biodéfense et biomédicales.

Saul Griffith, 31 ans
Laboratoires de calmars
Suivre l'inspiration pour inventer

Avant que Saul Griffith ne perfectionne sa méthode de cinq minutes pour fabriquer des lentilles sur mesure pour 5 $, il s'est porté volontaire en Amérique du Sud, où il a déjà dû remettre une paire de lunettes de grand-mère à un homme de six pieds : c'était la seule paire le groupe de bénévoles avait ce qui correspondait à la prescription de l'homme, se souvient-il. Et c'est du kite-surf, un sport qui repose sur la force des cordes attachant un surfeur à un parachute tracté par le vent, que Griffith a puisé l'idée des cordes intelligentes, dans lesquelles des fils conducteurs intégrés révèlent des faiblesses en développement. Après avoir poursuivi de telles idées en route vers son doctorat au MIT Media Lab, il a cofondé Squid Labs pour explorer le monde de l'invention. Parmi ses projets : du matériel open source, faire pour le matériel informatique ce que Linux a fait pour les systèmes d'exploitation.

Paul Hergenrother, 33 ans
Université de l'Illinois à Urbana-Champaign
Découvrir des drogues qui défient les conventions

Paul Hergenrother est un chimiste qui s'occupe d'énormes problèmes médicaux non résolus : résistance aux antibiotiques, cancer et maladies neurodégénératives. Ses composés à petites molécules se lient étroitement aux cibles non conventionnelles liées aux maladies, les désactivant. Par exemple, Hergenrother a découvert des composés qui éliminent les plasmides, les anneaux d'ADN que les bactéries mortelles utilisent pour propager la résistance aux antibiotiques. Ce projet pionnier l'a conduit à une méthode générale pour trouver des médicaments qui ciblent un type particulier d'ARN - l'ARN messager - comme moyen de faire taire les gènes pathogènes, ce que les médicaments standard ne peuvent pas faire. La vision à dix ans d'Hergenrother pourrait conduire à des traitements pour la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson.

Katrine Hilmen, 34 ans
Recherche d'entreprise ABB
Tirer le meilleur parti des plates-formes pétrolières

Katrine Hilmen contribue à maintenir la productivité des gisements de pétrole en déclin de la mer du Nord. L'ingénieur chimiste du centre de recherche d'ABB en Norvège a développé des outils de surveillance et de gestion en ligne innovants pour les plateformes de production pétrolière. Sa technologie surveille des paramètres tels que la chaleur, les vibrations, la pression et les débits, et peut rapidement identifier un problème et sa cause. Les avantages typiques : une augmentation de 3 à 8 pour cent de la production de pétrole, une réduction de 10 à 15 pour cent des dépenses d'exploitation et moins de pollution. Ses innovations en matière d'optimisation des procédés, qui ont conduit à quatre dépôts de brevets, sont largement étudiées par d'autres dans le domaine, renforçant leur impact.

Tracey Ho, 29 ans
Caltech
Des bits de brouillage pour un Internet plus efficace

Les transmissions Internet d'aujourd'hui découpent les fichiers en paquets, chacun étant transmis de routeur en routeur jusqu'à ce qu'il atteigne sa destination finale. Mais lorsque les fichiers deviennent volumineux ou sont envoyés à de nombreux utilisateurs, les transmettre sans obstruer le réseau devient compliqué. Avec le codage réseau, une idée proposée pour la première fois en 2000, les routeurs mélangeraient les bits de différents paquets, formant de nouveaux paquets. Cette recombinaison des données donne à l'utilisateur final des informations supplémentaires, accélérant théoriquement les téléchargements et augmentant la capacité du réseau. Mais les premiers schémas de codage de réseau nécessitaient une autorité centrale divine qui savait comment les paquets devaient être combinés – une impossibilité pratique.

En tant qu'étudiante en doctorat au MIT, Tracey Ho avait une nouvelle alternative : laisser les nœuds du réseau mélanger les paquets au hasard, en les marquant avec juste assez d'informations pour aider les ordinateurs des utilisateurs finaux à récupérer les données d'origine. Cette méthode décentralisée optimise automatiquement l'utilisation de la bande passante. Cela semble un peu fou, déclare Muriel Medard, directrice de thèse de Ho. Mais ce n'est pas seulement que cela fonctionne; vous ne pouvez pas le faire mieux fonctionner. En tant que professeur adjoint de génie électrique et d'informatique, Ho étudie toujours le codage de réseau. Mais quelques mois seulement après avoir présenté pour la première fois son schéma de codage de réseau aléatoire distribué, les chercheurs de Microsoft ont montré qu'il pouvait clairement surpasser les systèmes de multidiffusion actuels. La société s'est lancée dans un projet appelé Avalanche pour commercialiser le programme.

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Trey Ideker, 33 ans
Université de Californie, San Diego
Définir et faire progresser la biologie des systèmes

En tant qu'étudiant diplômé, Trey Ideker a publié un article qui a aidé à définir la discipline de la biologie des systèmes. Ses objectifs de recherche reflètent aujourd'hui ceux de l'ensemble du domaine : intégrer la myriade de données que les chercheurs peuvent collecter sur une cellule dans des modèles informatiques cohérents. En tant que professeur adjoint de bio-ingénierie, Ideker n'améliore pas seulement ces modèles, mais les utilise dans la découverte biologique. Par exemple, il recherche des réseaux de protéines uniquement présents dans les organismes pathogènes ; ceux-ci pourraient constituer de bonnes cibles médicamenteuses. Il espère qu'en fin de compte, les modèles dérivés des systèmes permettront aux chercheurs de simuler comment les médicaments potentiels affecteront le corps – bien avant que les composés ne soient testés chez l'homme.

Hang Lu, 28 ans
Institut de technologie de la Géorgie
Concevoir des puces microfluidiques pour étudier les cellules

Hang Lu a le flair pour s'adapter à de nouveaux environnements. À 16 ans, elle a quitté la Chine pour le Colorado, où elle a excellé sur le plan scolaire. En tant que postdoctorante, elle a appliqué son expertise dans la construction de bioMEMs - de minuscules dispositifs qui manipulent des cellules et des micro-organismes - à la conception d'expériences innovantes en neurobiologie. Lu a conçu de minuscules labyrinthes pour tester comment les vers microscopiques apprennent à l'aide de l'odorat, et elle a construit des gradients de gaz à micro-échelle pour aider à identifier les voies sensorielles que les vers utilisent pour détecter les niveaux d'oxygène. Aujourd'hui professeure adjointe en génie chimique et biomoléculaire, Lu espère que son travail continu sur les vers fournira des indices sur le fonctionnement du cerveau humain.

Samuel Madden, 29 ans
AVEC
Simplifier les réseaux de capteurs sans fil

Les réseaux de capteurs sans fil permettent la surveillance à distance de tout, de l'habitat d'une espèce d'oiseau en voie de disparition à la réponse d'un bâtiment à un tremblement de terre. Le problème, explique l'informaticien Samuel Madden, est que la programmation correcte des nœuds de collecte de données des réseaux peut nécessiter des mois d'attention d'experts. En 2003, alors qu'il était étudiant diplômé à l'Université de Californie à Berkeley, Madden a créé un logiciel appelé TinyDB qui traduit des requêtes de haut niveau telles que Quelle est la température moyenne dans la forêt ? en instructions précises. Madden, professeur adjoint d'informatique, installe maintenant des capteurs dans les voitures pour surveiller les conditions de fonctionnement et déterminer des itinéraires plus rapides.

Yael Maguire, 30 ans
ChoseMagie
Inventer à travers les disciplines

Omnivore technologique, Yael Maguire évolue sans crainte dans des domaines tels que la physique, l'ingénierie, la biologie et la conception de logiciels. En tant qu'étudiant diplômé au MIT, il a conçu un capteur qui rend la mesure de la résonance magnétique nucléaire entre 10 et 100 fois plus sensible mais fonctionne sur des échantillons 1 000 à 10 000 fois plus petits que ceux requis par les sondes actuelles. Shuguang Zhang, directeur associé du Center for Biomedical Engineering du MIT et directeur de thèse de Maguire, affirme que les capteurs permettront aux chercheurs d'obtenir plus facilement des informations précieuses pour la conception de nouveaux médicaments.

Alors qu'il était étudiant au doctorat au MIT Media Laboratory, Maguire a cofondé ThingMagic, où il est maintenant co-directeur de la technologie, et a été le pionnier de l'utilisation de la radio définie par logiciel pour les puces d'identification par radiofréquence qui permettent de suivre les stocks de détail plus rapidement et avec plus de précision. Le logiciel de Maguire permet à un seul lecteur de numériser et de décoder des centaines d'étiquettes à la fois, quel que soit le protocole de données existant qu'il utilise. Maguire a également cofondé ThinkCycle, une organisation à but non lucratif qui encourage les technologues à collaborer sur les problèmes des pays en développement.

Mélissa Mahoney, 32 ans
Université du Colorado à Boulder
Fabriquer des matériaux pour traiter les lésions cérébrales

Les greffes de cellules nerveuses sont très prometteuses pour les patients qui souffrent des effets d'un AVC, de la maladie de Parkinson ou d'autres maladies neurodégénératives. Mais des expériences sur des rongeurs ont montré qu'environ 95 pour cent des cellules transplantées dans le cerveau meurent avant de pouvoir aider le receveur. Melissa Mahoney travaille au développement de matériaux hydrogels pouvant abriter les cellules, les protéger et leur fournir des protéines qui favorisent leur croissance. En collaboration avec des scientifiques de l'Université du Colorado au Centre des sciences de la santé de Denver, Mahoney, professeur adjoint de génie chimique, prévoit de tester ces gels chargés de cellules chez le rat au cours de la prochaine année.

Rajit Manohar, 33 ans
L'Université de Cornell
Retirer les horloges des puces informatiques

Les différentes fonctions d'une puce informatique sont synchronisées par une horloge embarquée, mais cela signifie que les opérations les plus rapides ne peuvent pas transmettre leurs données tant que les plus lentes n'ont pas terminé. Rajit Manohar, professeur agrégé de génie électrique et informatique, accélère les puces et réduit la consommation d'énergie en supprimant l'horloge ; ses puces sont 10 fois plus économes en énergie que les puces sans horloge précédentes. Au lieu d'un réseau d'horloge séparé transportant un signal de synchronisation global, les puces de Manohar utilisent des fils courts pour transporter des signaux qui alertent les opérations successives lorsque les opérations précédentes sont terminées. L'année dernière, Manohar a également construit le premier processeur basse consommation pour les réseaux de capteurs : vous n'activez que la partie de la puce qui fait le travail dont vous avez besoin, dit-il. De tels capteurs pourraient fonctionner sur les mêmes batteries pendant des années au lieu de semaines.

Profils plus longs :

Daniel risque

Jia Chen

Narashima Chari

Alphabétique:

UN B

C

D-H

JE SUIS

P-Z

Juges TR35

David Pennock, 34 ans
Recherche Yahoo
Prédire l'avenir des marchés

Comment les marchés pourraient-ils être en mesure de prédire des choses comme l'endroit où un ouragan frappera ? En partie parce qu'ils agrègent bien les informations, explique David Pennock, qui étudie comment la théorie économique peut être exprimée via le calcul. Les recherches de Pennock sous-tendent non seulement les marchés prédictifs, mais aussi les fonctions de recherche sponsorisées extrêmement réussies présentées sur Yahoo, Google et ailleurs. Les moteurs de recommandation comme ceux d'Amazon.com s'inspirent également du travail de Pennock. Plus récemment, Pennock a conçu un nouveau type de marché, le marché dynamique du pari mutuel, maintenant offert chez Yahoo Tech Buzz. À la fois course de chevaux et marché à terme, il permet aux gens de parier sur le fait qu'un produit est une mode ou pour de vrai.

Matthieu Rabinowitz, 32 ans
Rosum
Donner au GPS une image plus nette

À l'intérieur des bâtiments et des vallées urbaines des grandes villes, la technologie du système de positionnement global est souvent imprécise ou inutilisable. Matthew Rabinowitz a affiné la précision du GPS en exploitant les codes de synchronisation intégrés dans les signaux de télévision diffusés. Ces codes permettent à un récepteur TV de compiler de nombreux signaux en une seule sortie harmonieuse. Rabinowitz, qui a cofondé Rosum et est maintenant directeur de la technologie, a développé un appareil portable qui utilise des codes de synchronisation pour calculer à quelle distance l'utilisateur se trouve de la source des signaux et ainsi déterminer son emplacement. La technologie Rosum affine les lectures de position GPS à un mètre ou deux près, même à l'intérieur et dans les villes.

Adam Rasheed, 31 ans
Recherche mondiale GE
Ouvrir la voie à des moteurs d'avion efficaces

Adam Rasheed a apporté des améliorations fondamentales à un système de propulsion d'avion basé sur un moteur à détonation pulsée - une technologie dans laquelle un mélange air-carburant est comprimé et explose jusqu'à 100 fois par seconde. La détonation pulsée crée des pressions beaucoup plus élevées que la combustion plus lente de la chambre de combustion d'un moteur conventionnel, offrant un gain d'efficacité théorique de 5 %. Rasheed a construit un prototype qui fonctionne plus longtemps et sans l'enrichissement en oxygène requis par d'autres efforts de recherche. Et il a été le premier à utiliser cette technologie dans un rôle important : entraîner les turbines qui sont au cœur des moteurs à réaction d'aujourd'hui.

Shiladitya Sengupta, 33 ans
Faculté de médecine de Harvard
Fournir des médicaments aux cellules cancéreuses

En tant qu'étudiante à la maîtrise en Inde, Shiladitya Sengupta a développé un gel anti-inflammatoire qui est maintenant vendu en Inde sous le nom de marque Nimulid. Au cours de ses études de doctorat à l'Université de Cambridge, il a révélé comment une protéine qui provoque la régénération du foie favorise la croissance des vaisseaux sanguins et a cofondé Dynamic Biosystems pour transformer la découverte en traitements pour les plaies chroniques telles que les escarres. Mais un jouet d'enfant – plusieurs petits ballons encapsulés dans un plus gros – a inspiré ce qui pourrait être sa plus grande innovation : un appareil à l'échelle nanométrique pour traiter le cancer.

Le dispositif d'administration de médicaments de Sengupta, développé au cours de son postdoctorat au MIT, consiste en une sphère lipidique d'environ 200 nanomètres de large entourant des sphères polymères biodégradables plus petites. Ces nanocellules se concentrent sur les cancers en se basant sur les caractéristiques uniques des vaisseaux sanguins tumoraux. Les enveloppes externes se dissolvent alors, libérant un médicament qui détruit les vaisseaux. Lorsque les cellules cancéreuses manquent d'oxygène, elles sécrètent des enzymes qui brisent les sphères internes, dispensant un agent de chimiothérapie standard. Les nanocellules ont le potentiel à la fois de traiter les tumeurs plus efficacement que les régimes existants et de réduire les effets secondaires.

Les nanocellules se sont avérées efficaces dans des modèles murins de mélanome et de cancer du poumon. Étant donné que Sengupta les a conçus à l'aide de polymères et de médicaments déjà approuvés pour un usage humain, les médecins peuvent rapidement les faire passer aux essais cliniques. Aujourd'hui professeur adjoint à la Harvard Medical School et au Brigham and Women's Hospital, Sengupta étend le concept au traitement d'autres maladies.

Francesco Stellacci, 32 ans
AVEC
Fabriquer des puces à ADN plus rapidement

Les puces à ADN sont des lames parsemées de centaines de milliers de segments de gènes différents qui aident les chercheurs à repérer des séquences d'ADN particulières, ce qui en fait des outils précieux pour l'étude de maladies génétiquement influencées allant du diabète à de nombreuses formes de cancer. Mais les méthodes actuelles de fabrication de puces à ADN sont très coûteuses et chronophages en raison des dizaines d'étapes d'impression qu'elles nécessitent. Le professeur adjoint en science des matériaux Francesco Stellacci a peut-être trouvé un moyen de produire rapidement des puces à ADN pour aussi peu que 50 $. Dans son approche, un seul brin d'ADN imprime des informations génétiques sur une lame, qui peut ensuite servir de modèle maître pour la production de plusieurs matrices identiques.

Adam Chaume, 24 ans
Université Johns Hopkins
Déverrouillage des portes numériques

Adam Stubblefield est devenu un champion pour trouver des failles dans des systèmes soi-disant sécurisés. Il a prouvé qu'une première version du protocole de sécurité sans fil WEP n'était pas sécurisée et a aidé à casser le filigrane électronique de la Secure Digital Music Initiative. Stubblefield a également contribué à révéler des failles de sécurité dans le logiciel de la machine à voter de Diebold – le premier examen de sécurité sérieux du code de la machine à voter électronique, selon Cindy Cohn, directrice juridique de l'Electronic Frontier Foundation.

Plus récemment, Stubblefield a procédé à la rétro-ingénierie d'un code d'identification par radiofréquence. Pourtant, il note modestement qu'il n'est pas vraiment un programmeur et qu'il n'a pas encore appris à parler une langue étrangère. Mon cerveau n'est pas très bon dans beaucoup de choses, dit Stubblefield, qui a reçu son doctorat de Johns Hopkins au printemps. Mais son cerveau aide à empêcher que les systèmes d'information ne soient utilisés pour empiéter sur les libertés civiles – une bonne chose en effet.

Haitao Zheng, 30 ans
Université de Californie, Santa Barbara
Réglage des radios cognitives

À 15 ans, Haitao Zheng s'est démarquée à l'université chinoise Xian Jiaotong, compétitive à la fois pour sa jeunesse et son éclat. Aujourd'hui, ses travaux sur les radios dites cognitives se distinguent par leur potentiel à mettre en pratique une technologie prometteuse. À l'aide de logiciels, les radios cognitives détectent et exploitent dynamiquement les fréquences radio inutilisées ; les appareils pourraient atténuer la concurrence pour la quantité toujours plus réduite de spectre radio non attribué. Pour être vraiment utile, cependant, une radio cognitive doit non seulement détecter le spectre libre, mais également sélectionner la meilleure fréquence pour une fonction donnée, le tout sans interférer avec d'autres appareils. Chez Microsoft Research Asia, Zheng a créé des algorithmes qui permettent à des appareils disparates de négocier, en allouant automatiquement le spectre disponible de manière efficace et équitable. Zheng poursuit ses recherches sur les systèmes à spectre ouvert en tant que professeur adjoint d'informatique à l'Université de Californie à Santa Barbara.

Profils plus longs :

Daniel risque

Jia Chen

Narashima Chari

Alphabétique:

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JE SUIS

P-Z

Juges TR35

Juges TR35

Howard Anderson Directeur général, YankeeTek Ventures
Gordon Bell Chercheur senior, Microsoft's Media Presence Research Group
* Alexis Borisy Fondateur, président et chef de la direction, CombinatoRx
*Aref Chowdhury Membre du staff technique, département de recherche en information quantique et optique, Laboratoires Bell de Lucent Technologies
Joe Chung Cofondateur, Art Technology Group
James Collins Professeur de génie biomédical, Boston University
Sanjay Correa Leader mondial des technologies de l'énergie et de la propulsion, General Electric Global Research
Irène Greif Boursier IBM et responsable de groupe de département, Collaborative User Experience, IBM
Bill Joy Associé, Kleiner, Perkins, Caufield et Byers
* Christina Lampe-Onnerud , PDG, Boston-Power
Tchad Mirkin Professeur de chimie, Northwestern University
Nicolas negroponte Professeur de technologie des médias et président fondateur du MIT Media Laboratory
* Sceau Michée Président et chef de la direction, Concept2Company
Michael S. Tomczyk Directeur général, Mack Center for Technological Innovation, Wharton School, Université de Pennsylvanie
Sophie V. Vandebroek Ingénieur en chef, Xerox
*Susie Wee Chercheur principal
et responsable du département R&D, Hewlett-Packard Labs
Chelsea C. Blanc III Professeur de transport et de logistique, School of Industrial and Systems Engineering, Georgia Institute of Technology
Jackie Ying Directeur exécutif, Institut
de bio-ingénierie et nanotechnologie, Singapour
*Daphné Zohar Fondateur et directeur général associé, PureTech Ventures

* Ancien lauréat TR100 jeune innovateur

Profils plus longs :

Daniel risque

Jia Chen

Narashima Chari

Alphabétique:

UN B

C

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