斯坦福大学机械工程系研究领域介绍-新东方前途出国

 斯坦福大学机械工程系（ME）在四个主要研究领域工作：计算工程，设计，可持续性和人类健康。我们的研究理念很简单：突破可能的极限——超高效和最可持续，完全自主和超级控制，生物启发和最大持久性。

机械工程三个研究主题中重要的多学科、基于项目的学习机会采用一系列方法论——设计思维、多尺度建模、基于物理的仿真、控制系统和人工智能——来研究纳米尺度到复杂的生活和机械系统。

机械工程三个研究主题中重要的多学科、基于项目的学习机会采用一系列方法论——设计思维、多尺度建模、基于物理的仿真、控制系统和人工智能——来研究纳米尺度到复杂的生活和机械系统。

1.    计算工程

• 计算几何和虚拟设计
• 多尺度现象，包括原子模型与连续介质模型的桥接
• 生物医学应用，包括预测性手术
• 细胞、组织、骨骼和其他生物系统的计算研究
• 化学反应和多相流
• 材料行为和失效的原子物理学
• 气候建模
• 能源系统，包括燃料电池和高效发动机

相关研究：计算建模可以帮助理解阿尔茨海默病，一位机械工程教授解释了阿尔茨海默氏症在大脑中扩散的计算模型如何提供有关该疾病的新信息。

2. 设计——在机械工程中无处不在

设计和制造设备或产品;研究设计过程，包括团队设计和团队学习；开发工具，以促进各种规模和复杂性的工程产品的创建。该系的设计小组，为该部门贡献了许多教师哈索普拉特纳设计学，为创建和理解成功的设计过程提供了联系。力学与计算组和流动物理与计算组的众多教师正在为机械、流体和生物系统开发下一代仿真功能。在热流体，能源和推进系统组中，对热电和能量转换系统的设计进行了大量研究，从热电和太阳能转换器到清洁煤。最后，生物力学工程计划中生物医学结构的模拟，表征和设计有着悠久的传统。

过去，设计工程的主要关注点是“可行性”——我们传统的、以技术为导向的问题解决方法。由于我们被要求在当今的商业/工业环境中更具创新性，因此我们权衡“可用性”、“可行性”和“可取性”也变得至关重要。产品的可用性显然变得越来越有价值，除了技术要求外，还需要我们更加关注人类的价值。了解我们负责创造的产品和服务的可行性需要更好地了解商业原则，以便专注于适当的解决方案，以确保我们的设计能够走向世界。可取性需要对产品的社会背景和意义产生同理心。

以人为本的设计方法要求我们与认知心理学、社会学和文化人类学领域的社会科学家合作并更全面地理解他们的方法。在发展社会科学专业知识之后，我们的挑战和机遇是理解人类的价值和需求，其程度几乎与我们理解技术和分析问题的程度相同。这使我们能够设计出人们作为个人和文化真正重视的产品、服务和体验。向以人为本的设计方法的转变是相当深刻的;灵感不是主要来自我们试图利用的新技术进步，而是采取研究和观察人类的方法，以了解他们的需求和潜在需求。因此，我们能够设计出一个更合适的令人满意的解决方案，从而有所作为。

相关研究：

1新型纳米级3D打印材料

这种由斯坦福工程师设计的新材料能够吸收比其他类似致密材料多两倍的能量，可以为卫星、无人机和微电子提供更好的结构保护。

2研究人员创造了一种模仿社交触摸的设备

这项技术仍处于非常早期的阶段，并没有精确地模仿社交接触，而是创造了“触觉错觉”。

3. 人类健康-力学与医学相遇的地方

斯坦福大学校园距离 200 英里内有 20 多家医疗器械公司，步行即可到达三家顶 级医院，为医疗创新提供了独特的环境。许多从事人类健康/生物力学工程工作的教师和学生正在开发强大的机械技能与对生物和/或医疗系统和过程的工作理解相结合。研究范围从探索细胞如何感知环境和相互作用，到设计下一代医疗设备和关节置换。生物力学工程研究不仅包括基本的科学问题，还包括为医院，诊所和整个社会带来发现的努力，以改善整体健康，福祉和生活质量。

人类健康是该部门探索力学 - 生物医学界面并为这一快速增长的领域开发创新解决方案的核心。此外，许多学生在所有机械工程小组（设计;热流体、能源和推进系统;流动物理与计算;力学和计算）在生物系统领域有大量的研究工作。

相关研究：

1助理教授Renee Zhao的实验室正在开发由磁铁驱动的生物医学机器人，其灵感来自章鱼手臂的运动 - 通常被认为是自然界中最灵活的肢体之一。

2 斯坦福外骨骼走进现实世界，经过多年的精心开发，工程师们创造了一种类似靴子的外骨骼，可以提高步行速度并减少实验室外的努力

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4一种新的磁性装置可以彻底改变过敏诊断，通过分离嗜碱性粒细胞，即最稀有的白细胞，科学家们的目标是设计一种更安全、更准确的过敏测试。

4. 能源可持续性

能源的未来

提高能源系统的效率和发展可持续的低碳排放能源生产过程对于环境的长期健康至关重要。最近能源价格的上涨生动地提醒人们能源对我们的经济和生活质量的重要性。我们的大多数努力——经济、社会和社会——都是由相对便宜、高度可靠和易于获得的能源组成的近乎透明的基础设施推动的。然而，传统的模式——一种基于大量、廉价的化石燃料的模式——不会把我们带到本世纪中叶。

在斯坦福大学机械工程系，我们认识到开发可持续能源解决方案需要多个学科的努力以及大型教师和学生团队的努力。这将要求我们确定有吸引力的燃料来源，并开发以有效、无害环境的方式使用这些来源所需的技术。许多ME教师专注于先进的能量载体技术和能量转换设备，如燃料电池，储氢系统，混合动力运输和动力系统，以及完成化学到工作能量转换的“智能”方法。

相关研究：斯坦福大学启动氢作为气候解决方案的研究计划

斯坦福能源氢计划将资助研究，以评估氢在向可持续能源过渡中的作用以及履行该作用的技术、政策和财务机制。