Інженерія біосистем - багатогранний підхід до досліджень

НАЗАД до індексу характеристики

Мені важко визначити, що таке інженерія біосистем або навіть те, що насправді займаються інженери біосистеми, за винятком того, щоб сказати, що ми застосовуємо інженерні принципи до життя. Наша робота - це амбіція, що складається з біології, хімії, інформатики та інженерії, яка має як свої позитивні, так і негативні сторони, залежно від того, в який спосіб ви хочете подивитися.

Плавильний горщик

На кафедрі інженерії сільського господарства та біосистем університету Макгілл є більше різноманітності в наукових галузях, ніж, можливо, будь-який інший відділ, про який я знаю. Є хіміки-аналітики, харчові інженери та вчені, ґрунтознавці, комп'ютерні програмісти, мікробіологи, інженери після збирання врожаю, сільськогосподарські інженери, інженери-хіміки та інші, які працюють разом у галузі інженерії біосистем. Багато вчених навчалися на міжнародному рівні в інших університетах, пропонуючи із собою широкий спектр підходів до досліджень. А спільні проекти в рамках департаменту поширюються на такі різноманітні місця, як Єгипет, Індія, Панама та Китай.

Це може бути не скрізь, але наш відділ базується на наукових дослідженнях, і є, можливо, стільки ж аспірантів, як і студентів. Не дивно, що дослідження різноманітні: проекти починаються від нейромережевого моделювання різних систем до імпульсної обробки електричного поля харчових продуктів.

Наприклад, біоремедіація стала головним фокусом пізнього часу, головним чином внаслідок підвищення обізнаності про наше довкілля - а також більш жорстких урядових норм. У такій групі не рідкість було знайти хіміків-аналітиків, ботаніків, інженерів, ґрунтознавців та пару фахівців з комп'ютерного моделювання, які працюють над моделями, скажімо, вилуговування фосфатів у ґрунтах або розробляють методи видалення забруднення важкими металами.

Потім є інженерія після збирання. Для збереження продуктів, які ми їмо щодня в преміальному стані, потрібні дослідження. Як ви дістаєте гуаву з Південної Америки до Канади, не погіршившись? Контрольована атмосфера зазвичай є відповіддю, і будь-яке контрольоване середовище вимагає інженерії. Фізіологи працюють пліч-о-пліч з інженерами систем контролю, щоб визначити необхідні умови для збереження фруктів і овочів в оптимальній формі від врожаю до доставки. Очевидно, що і у свіжого продукту є різні рівні якості, тож як ви сортували продукцію за розміром та якістю? Було б чудово зробити це вручну, якби у вас було лише кілька бушелей, щоб розібратися, але більшість виробників мають справу з т. Це робить операції сортування вручну практично неможливими, оскільки продукт повинен швидко зберігатися в контрольованому середовищі для запобігання втрат. Для цього потрібні механічні сортувальники, які можуть сортувати за різними критеріями, такими як колір чи форма. Введіть ще один аспект інженерії біосистем, який потребує інженерів програмного забезпечення: машинне бачення.

У нашому відділі є також інженери харчової промисловості, які працюють над такими темами, як інактивація мікроорганізмів для запобігання псуванню та харчовим отруєнням. Вони застосовують такі методи, як імпульсні електричні поля для знищення шкідливих помилок, не впливаючи занадто сильно на якість продукції. Тут грають мікробіологія, харчова наука та розуміння інженерних принципів.

Ступені науки та інженерії, очевидно, є найпоширенішим фоном програми, але є люди з набагато більш різноманітним походженням, які займаються дослідженнями, що включають соціальні науки. Немає сенсу робити висновки про неефективні сільськогосподарські практики в Панамі, наприклад, якщо ви не можете передати місцевому населенню інформацію, отриману від досліджень, що насправді залежить від цих земель для їх життєдіяльності. Використовуючи поєднання інженерних та наукових знань, отриманих під час польових досліджень, а також взаємодії з громадами в країнах, що розвиваються, деякі дослідники нашого відділу розробляють методи ефективного передавання фермерам інформації про кращі практики, а також методи їх навчання приклад.

Техніка бродіння

Моя власна сфера досліджень - це бродильна техніка, сфера, яка потребує знань з техніки, мікробіології та з недавніх пір генетики. Прикладом технології бродіння є розробка системи очищення на основі мікробної культури для руйнування фенолу, який є токсичним і дуже стійким, до рідини, яку можна безпечно утилізувати. Сфера стає все більш важливою, особливо в галузі біотехнології. Наприклад, ферментація рідкої культури використовується для отримання великої кількості інсуліну та еритропоетину, що використовується для лікування діабету та анемії відповідно (останній також знайшов відомість у видах спорту на дистанції, таких як їзда на велосипеді та марафоні, для його властивості підвищення витривалості). Інженери з бродіння відповідають за розробку організму, який виробляє цікавий продукт, розробку масштабних виробничих процесів (що, до речі, не так просто, як ви могли б подумати), і придумувати, як переробляти велику кількість сировини.

Я почав ступінь бакалавра з харчових наук в університеті Стелленбош в Південній Африці, займаючись біохімією, харчовою інженерією та харчовою мікробіологією серед інших курсів. Мій університет був у самому центрі винного регіону Південної Африки, і багато моїх друзів вивчали енологію та виноградарство. Як і харчова наука, ці райони потрапляли під сільськогосподарський факультет, і деякі курси, що перекриваються, змусили мене зацікавити процесами бродіння. Я вирішив, що хочу продовжити навчання в цій галузі. Я також думав, що це буде вдалий кар’єрний хід для навчання за кордоном. Отже, я вибрав програму в університеті Макгілл за місцем її розташування та світовою репутацією для здобуття академічної майстерності.

Зацікавившись виробництвом пива, я почав ступінь магістра з інженерії біосистем, вивчаючи фізичні властивості пивоварних дріжджів. Пиво - прекрасний приклад економічно (і соціально) важливого біопроцесу. Щорічне виробництво однієї компанії може досягти або навіть перевищити 10 мільярдів літрів.

Чим більше я вчився, тим більше цікавився я в цій галузі і знаючи, що не хочу стати академіком, я почав контактувати з компаніями з надією отримати старт як дослідник пивоварної галузі. Відповідь була обнадійливою, але, оскільки я маю бажання бути в Європі, я вирішив, що доктор наук буде єдиним способом, що відповідає законам ЄС про захист ринку праці. Я вже розпочав численні проекти за межами моєї ступеня, які ще не були завершені, і коли це буде зроблено, буде ідеальним будівельним матеріалом для резюме. Внаслідок цього та збагачуючого досвіду навчання, який я мав у McGill, я вирішив залишитися, щоб закінчити докторську ступінь у цьому ж відділі. Ось де я зараз, і я насолоджуюся викликом!

Випадок неправильного тлумачення

Існують як позитивні, так і негативні аспекти багатопрофільної природи інженерії біосистем. З іншого боку, це сприяє взаємодії з дослідниками в інших сферах (і місцях), а також стимулює інтерес до інших тем. Я, наприклад, вважаю за краще бути генералістом і багато чого знаю, ніж усе про одне, тому поле мені підходить.

Але широкий характер інженерії біосистем може створювати проблеми, коли справа доходить до пошуку позицій. Той факт, що галузь перетинається з численними іншими, означає, що інженери біосистеми часто змагаються за одні і ті ж роботи з біологічними вченими, і тому конкуренція є жорстокою, особливо коли компанія прагне заповнити нішеву позицію. Моє враження, що люди, які працюють на роботу, недостатньо розуміють і не оцінюють набір інженерів біосистем і не помічають їх, оскільки вони вважають, що ступінь не звучить достатньо конкретно, як, наприклад, "харчова наука" або "машинобудування". На жаль, проблема полягає в неправильному тлумаченні, оскільки інженери біосистем готові вирішувати широке коло питань.

Можливо, це зміниться в майбутньому. У світі дедалі більшої раціоналізації роботодавці, швидше за все, схиляються до найму людей, які можуть виконувати кілька робіт. Оскільки більше людей отримують ступінь аспірантури та вступають у відповідні професії як спеціалісти, тим, хто матиме конкурентоспроможну перевагу, цілком можуть бути студенти, які забезпечили, що їхні дослідження стосуються кількох напрямків. Інженерія біосистем цілком може відповідати законопроекту в цьому плані. Незважаючи на це, це, безумовно, варто розглянути тим, хто шукає іншого виклику.