211service.com
Un nouveau système au MIT
Le monde réel est désordonné et bien plus compliqué que le royaume soigné et réductionniste des scientifiques et des ingénieurs. Les trajets matinaux se transforment en embouteillages alors que des centaines de voitures interagissent avec les routes et entre elles. Les usines conçues pour l'efficacité polluent l'environnement. Les molécules et les cellules interagissent en parfaite harmonie pour aider à digérer un repas ou à courir un marathon ou à se déchaîner et former une tumeur.
Dans le monde réel, des composants disparates interagissent dans des systèmes complexes. Non seulement chaque partie d'une machine se combine avec d'autres pour former un tout fonctionnel, mais il y a aussi des travailleurs qui doivent utiliser ces machines, et différentes machines qui doivent travailler ensemble. La structure entière influence et est influencée par des facteurs externes. Au MIT, les ingénieurs et les scientifiques reconnaissent la nécessité de considérer leurs sujets comme des systèmes plutôt que des mécanismes isolés.
Cette attitude donne lieu à de nouveaux programmes qui non seulement traversent les frontières départementales, mais intègrent également des professeurs de différentes écoles dans des programmes d'éducation interdisciplinaire et des efforts de recherche. Par exemple, la Division des systèmes d'ingénierie (ESD) a été créée en 1998 pour créer une théorie et une pratique sur les projets d'ingénierie à grande échelle, et des efforts sont en cours depuis l'automne 2001 pour créer l'Initiative de biologie computationnelle et des systèmes. Les deux programmes sont nés des efforts de base des professeurs pour répondre à l'évolution du monde et à l'évolution de la pratique de l'ingénierie et de la biologie.
Division des systèmes d'ingénierie
Les ingénieurs ne peuvent pas fonctionner isolément : ils doivent traiter avec les régulateurs gouvernementaux, les économistes, les ouvriers et les gestionnaires ; beaucoup d'entre eux doivent faire face à devenir eux-mêmes des gestionnaires. Rarement tous ces collaborateurs travaillent ensemble sans effort. Et sur de très grands projets d'ingénierie, tels que Big Dig de Boston et la Station spatiale internationale, des problèmes particulièrement difficiles sont susceptibles de survenir. Les ingénieurs se sont rendu compte qu'ils ont besoin d'une compréhension des systèmes à grande échelle à la fois pour les aider à anticiper les problèmes d'ingénierie potentiels et pour assurer le bon déroulement des projets. La technologie joue un rôle de plus en plus important dans la société d'aujourd'hui, déclare Daniel Roos '61, SM '63, PhD '66, doyen associé pour les systèmes d'ingénierie. Nos produits et nos systèmes deviennent à la fois plus gros et plus complexes. Nous devons avoir une compréhension plus large que la technologie.
Bien que l'Institut ait développé une telle compréhension depuis un certain temps, il y a sept ans, un comité présidé par Tom Eagar '72, ScD '75, alors responsable de la science et de l'ingénierie des matériaux, a découvert que se positionner comme un centre d'ingénierie de premier plan pour le Au 21e siècle, la School of Engineering du MIT devrait doubler la taille de son corps professoral impliqué dans les activités de systèmes d'ingénierie intégrative.
Le comité d'Eagar a donc recommandé que l'Institut crée une division des systèmes d'ingénierie pour coordonner et lancer de telles activités. Avoir une division, dit Daniel Hastings SM '78, PhD '80, directeur associé et professeur d'aéronautique et d'astronautique, est un moyen pour le MIT de planter un enjeu dans le sol et de dire que nous allons être sérieux au sujet de la création d'un moyen de conceptualiser, planifier et construire des systèmes à grande échelle.
Pour ce faire, la division des systèmes d'ingénierie intègre des professeurs des écoles d'ingénieurs et de la Sloan School of Management. Déjà, le corps professoral a créé plusieurs nouveaux cours en systèmes d'ingénierie. Les membres travaillent ensemble pour créer des programmes de maîtrise et de doctorat axés sur les systèmes d'ingénierie et explorent une mineure de premier cycle. Notre objectif est de créer un nouveau domaine d'études, explique Roos, expliquant qu'ils ont l'intention de définir des systèmes d'ingénierie et d'influencer et de changer à la fois la formation en ingénierie et la pratique de l'ingénierie. L'objectif n'est pas de remplacer la pratique scientifique actuelle de l'ingénierie, dit Hastings, mais de la compléter. Il est nécessaire d'élargir la façon dont les ingénieurs pensent, agissent et pratiquent leur art. Il faut mettre l'accent dans les universités sur cette approche plus holistique de l'ingénierie, dit-il. Un petit nombre d'étudiants ont commencé une version pilote du programme de doctorat en septembre.
La division accueille plusieurs programmes interdisciplinaires préexistants de maîtrise et de doctorat qui ont été conçus pour aider les ingénieurs à comprendre les problèmes de gestion, ainsi que l'impact social, économique et environnemental de leurs projets. Les programmes comprennent Leaders for Manufacturing; Conception et gestion du système ; Technologie et politique ; Transport; Logistique; et Technologie, gestion et politique. Quatre centres de recherche interdépartementaux se sont également installés au sein de la division : le Centre pour la technologie, la politique et le développement industriel ; le Centre de Performance Industrielle ; le Centre d'études des transports et de logistique ; et le Centre pour l'innovation dans le développement de produits. Chacun de ces centres relie des partenaires universitaires, industriels et gouvernementaux dans des efforts visant à créer un développement mondial durable : c'est-à-dire une croissance économique qui ne consommera pas plus de ressources naturelles que la terre ne peut en fournir indéfiniment.
Plusieurs projets de recherche ont également été lancés sous l'égide de la division. L'initiative Lean Aerospace est un effort pour examiner les changements importants dans l'industrie aérospatiale, et un programme sur la mobilité durable vise à garantir notre capacité à nous déplacer dans le monde entier sans nuire à l'environnement. Cet automne, la division a lancé un programme majeur qui examine la sécurité intérieure, rassemblant des professeurs des départements d'aéronautique et d'astronautique, de génie nucléaire, de génie civil, de sciences politiques et de génie mécanique, ainsi que la Sloan School et le programme en science, technologie, et Société. Par exemple, un projet entrepris en coopération avec Sandia National Laboratories vise à développer des moyens de protéger ou de restaurer rapidement les systèmes de l'infrastructure du pays, tels que les systèmes d'eau et d'électricité, face à une attaque.
La mise en place d'une unité éducative qui traverse les frontières départementales du MIT et les limites de l'école s'est parfois avérée compliquée, dit Roos. Il a fallu beaucoup de temps pour obtenir l'approbation ESD car elle n'est pas conventionnelle, dit-il. La clé de son succès dans la création de nouveaux programmes de recherche et d'enseignement, ajoute-t-il, réside dans les personnes impliquées. Il y a une vision commune et une compréhension commune de ce que nous essayons d'accomplir.
Initiative de biologie computationnelle et des systèmes
Une vision et une compréhension similaires ont conduit à un programme interscolaire qui adopte une vision systémique d'un autre domaine connu pour son approche réductionniste : la biologie. Les professeurs des départements de biologie et de génie électrique et d'informatique, et la division de génie biologique ont uni leurs forces dans un effort local pour créer l'initiative de biologie computationnelle et des systèmes. Au printemps dernier, le corps professoral a enseigné le premier nouveau cours d'études supérieures du programme, et un deuxième sera ajouté ce printemps. Des efforts de recherche interdisciplinaire sont déjà en cours. L'objectif est de faire du MIT un leader de la troisième véritable révolution de la biologie moderne, explique le biologiste Peter Sorger, membre du comité exécutif de l'initiative. Pour la première fois, vous avez l'introduction de méthodes mathématiques pour comprendre la biologie comme un système intégré, dit-il. En tant que biologiste, lorsque vous abordez cette question, vous reconnaissez que ce sera l'avenir.
À bien des égards, la biologie moderne est la biologie moléculaire. Les biologistes moléculaires voient les systèmes biologiques du point de vue d'une seule molécule ou, peut-être, de deux ou trois molécules qui interagissent. Le nouveau point de vue est qu'une grande partie de la biologie ne peut être comprise que comme un système, ajoute Bruce Tidor, biologiste computationnel au Département de génie électrique et informatique et à la Division de génie biologique. Pour comprendre comment fonctionnent réellement les systèmes biologiques, il faudra une combinaison de calcul, d'ingénierie, de biologie et de science. Cela va nécessiter que des enquêteurs de ces différents domaines travaillent ensemble et des étudiants qui puissent franchir les frontières plus facilement. Le MIT est parfaitement adapté pour ce faire.
La raison? La force du MIT en ingénierie. L'ingénierie est essentielle, dit Sorger. Alors que d'autres institutions ont des programmes en biologie computationnelle ou des systèmes, dit Tidor, ce qui va rendre le MIT unique, c'est la très forte composante d'ingénierie. Les ingénieurs savent très bien comprendre les systèmes. L'initiative a déjà attiré des professeurs des départements de chimie, physique, mathématiques, sciences du cerveau et cognitives, génie chimique et génie mécanique. La Sloan School et le MIT Media Lab sont également impliqués. Contrairement à des efforts similaires dans d'autres établissements, ce programme ne supprimera pas les professeurs de leurs départements d'origine; au lieu de cela, il cherche à tisser des liens entre eux.
Trois volets composent les efforts de l'initiative pour intégrer les chercheurs à l'échelle de l'Institut : des projets interdisciplinaires, dont plusieurs sont déjà en cours; des installations de recherche de base qui donneront aux professeurs du MIT l'accès aux technologies de pointe en matière de calcul et d'étude des molécules et des processus biologiques ; et un nouveau programme éducatif qui comprendra à terme un doctorat en biologie des systèmes. Pour financer cet effort massif, le comité exécutif de l'initiative recherche des fonds auprès de fondations privées et d'agences gouvernementales telles que les National Institutes of Health, la National Science Foundation et la Defense Advanced Research Projects Agency. En outre, l'initiative travaille avec le programme de liaison industrielle du MIT pour étudier la possibilité d'un soutien industriel.
La Computational and Systems Biology Initiative et la Engineering Systems Division capitalisent sur les forces du MIT pour maintenir la position de leader de l'Institut dans l'enseignement et la recherche. Alors que le monde au-delà de l'université devient de plus en plus complexe et désordonné, les professeurs apprennent à franchir les frontières pour suivre le rythme de l'évolution de la technologie, de la science et de la société.