留学背景提升之JHU科研项目

众所周知,约翰·霍普金斯大学,是一所世界顶尖的私立研究型大学,也是美国第一所研究型大学,美国大学协会的14所创始校之一,全球最富学术声望的大学之一。霍普金斯大学被公认为是当今世界一流的高等教育机构之一,不仅拥有全球顶级的医学院、公共卫生学院、国际关系学院,其生物工程、空间科学、社会与人文科学,音乐艺术等领域的卓越成就也名扬世界。参加JHU科研项目是一个背景提升的好方法。今天小编要介绍俩个JHU的科研项目。

JHU科研课题:基于数据挖掘的网络购物经济学分析

课题简介

数据挖掘(Data Mining)是计算机学的一个跨学科分支,一般是指用户通过自动或半自动的分析大量数据,做出归纳性的推理,最终提取出过去未知且具有价值的潜在信息的过程。近年来,数据挖掘已经成为人工智能和数据库领域的研究热点,并被越来越多地应用于市场营销、客户群体划分、企业危机管理等商业领域。
网购平台中的商家经常开展各种促销活动,刺激消费者的购买欲,这加剧了网购平台上商品价格的波动性。但实际上,商家经常会使用提价后再打折、绑定销售低性价比商品等手段,确保营业额最大化。这种信息不对称造成大多数消费者难以在短时间内,思考出性价比最高的购买计划,在实际付费后,经常后悔不已。
本课题会利用爬虫等技术,获取不同网购平台上的各种商品的历史价格数据,并指导学生基于此,构建数学模型。通过数据挖掘和深度学习等手段,学生可以对数据进行量化分析,为消费者提供最优购买策略。同时,学生也可以在对消费者的网购行为进行分析后,给予商家关于促销时间、促销产品、促销方式的建议,帮助网购平台最大化经济效益。
科研方法
AI+X数据驱动型科研
使用人工智能(AI)算法,收集、处理、分析具体学科(X)的海量数据,并基于此进行预测,从而获得科学发现的研究方法。与传统的、基于实验或逻辑推理的研究方式相比,AI+X数据驱动型科研可以借助AI算法强大的运算能力,高效地进行大数据分析,具有投入产出比高、适用范围广的优点。
AI+X数据驱动型科研已被广泛地应用于各个领域,利用AI算法研究基因数据,从而进行早期的癌症筛查便是其中一例。基因组与癌症病患的数据千千万万,使用传统的科研方式对其进行分析,工程量大、过程繁琐,在客观上难以实现。
但借助AI算法这一便捷的工具,生命科学家便能够以海量的患者的遗传信息为基础,建立数据库,与过往的研究成果进行对照,快速、准确地在两者中发现规律、建立联系,从而使癌症诊断的“标准化”成为可能。

授课导师

约翰霍普金斯大学健康科学信息学博士
约翰霍普金斯大学健康科学信息学博士;
清华大学生物医学工程学硕士,大数据能力提升项目参与者;
曾在Analytical Methods、Analytical Chemistry多篇SCI、EI期刊上以第一作者身份发表文章,参与过创新光学健康科学国际会议等多个学术会议;
研究方向涉及电子健康档案、健康监测和管理系统、预测建模等多个领域。

课题要求

本课题适合: 9-12 年级学生,有较强的逻辑思维和抽象思维能力:
英文:
具备基本的学术英语阅读能力;
接触过英文写作,有论文写作经验者更佳;
数学:
了解基础的微积分知识,包括:极限、微分、积分,有一定的偏微分知识者更佳;
经济学:
对经济学有一定兴趣,愿意学习本科水平的相关知识。

JHU科研课题:再生医学:计算机模拟人造心血管

课题简介

精准医学

Precision medicine, PM

是一种针对患者的个别情形,进行医疗卫生个别化的医学模式,包括医学决策、治疗、实务以及药品都是针对病患“量身定制”的。

计算机辅助设计

Computer Aided Design, CAD

是指运用计算机软件制作并模拟实物设计,并展现其外型、结构等特色的过程。有限元方法是一种用于求解微分方程组或积分方程组数值解的数值技术,这种技术在材料力学性能模拟中有重要应用。

先天性心脏病

Congenital heart defect, CHD

是指在婴儿出生时就已有的心脏问题,其中部分可能致命。大部分严重的CHD都与婴儿的心脏血管发育畸形有关,比如著名的法洛氏四联症(又称蓝血婴儿症)。法洛氏四联症的症状主要是新生儿的右心室-肺动脉血管(RV-PA 血管)狭窄或缺失,这会导致血液无法有效抵达肺部并进行氧气交换,患儿血氧含量很低,血液呈蓝色而不是正常的红色。患有法洛氏四联症的新生儿必须进行开胸手术,在右心室和肺动脉之间安装一个人造RV-PA管来替代狭窄或缺失的血管的功能。然而,随着患儿的生长和发育,人造的RV-PA管无法跟随患儿一起生长,因此在患儿成年之前,每隔几年就需要对其进行一次新的开胸手术来置换一个直径更大的RV-PA管,这给患者带来了极大的痛苦和风险。近年来,3D打印技术的快速发展使得精准医学在植入外科手术上的应用成为了可能。通过计算机设计和模拟,如果能设计出一种可以随着时间“生长”的RV-PA管,就能有效地解决这一问题。

本课题旨在运用计算机辅助设计几种折叠式的自变形RV-PA管结构,并且通过有限元方法对其在不同血压和血液流速下的半径变化进行模拟,再通过模拟结果和文献中的病人数据进行对比来确定最佳的设计方案。

本课题是跨医学、材料科学、物理学和计算机科学的综合研究,并且与实际应用有极强的联系。研究者将对计算机3D建模、模拟仿真和医疗材料设计有深入的了解。
科研方法
计算机仿真模拟

计算机仿真模拟是一种运用计算机软件建立抽象模型、模拟真实条件并进行分析的技术。与传统的实验相比,计算机模拟技术通过数学建模,解放了普通实验对于器材的苛刻要求,具有可多次进行、反复试错的优点。同时,由于计算机模拟技术黑箱化了复杂的理论推导与数据计算,能够以直观的方式呈现研究的成果,对于初次涉猎科学研究的高中生而言,也更为简单易学、容易上手。

例如:在设计外太空的卫星轨道时,受制于客观条件,科研工作者无法在地球上重现外太空的环境,因此,只能借助计算机强大的运算能力,对外太空的情况和卫星的轨道进行模拟、反复实验,并基于模拟实验的结果,完成科学的轨道设计。

整个科研教学流程中,每一位学员都将有学术督导协助保障研究阶段性作业和论文的进度,确保取得研究成果。

授课导师

约翰霍普金斯大学博士;
清华大学学士;
多次以第一作者身份,在生物力学领域多篇专业学术论文;
研究方向:生物力学。

课题要求

本课题适合: 9-12 年级学生,有较强的逻辑思维和抽象思维能力
英文:
具备基本的学术英语阅读能力;
接触过英文写作,有论文写作经验者更佳;
数学:
 微积分(微分方程);
线性代数;
立体几何;
计算机:
CAD软件;
物理:
基础物理(力学)

以上两个都是JHU的科研项目,对于留学背景提升有很大帮助。喜欢JHU的同学赶紧参加吧。

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