宇宙線から心臓学まで – Physics World

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world.jpg" data-caption="学際的な達成者 Azadeh Keivani turned her sights from astrophysics to data science in healthcare, while also founding an educational non-profit organization. (Courtesy: Ashkan Balouchi)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world.jpg”>

天体物理学者からデータサイエンティストに転向 アザデ・ケイバニ 彼は異例のキャリアを歩んできました。彼女はイランの高校生だった頃から天文学に興味を持ち、宇宙線と素粒子天体物理学の博士号とポスドクを取得するために米国に渡り、現在はヘルスケア、教育、ビジネスにわたる機械学習技術を開発しています。ケイヴァニはまた、自分のこれまでの道のりを在校生と共有することに情熱を持っています。

今日、彼女はで働いています ニューヨーク長老病院、心臓病学用の AI モデルを開発しています。 2023 年にケイバニは米国物理学会 (APS) を受賞しました。 工業応用物理学フォーラム (FIAP) キャリア講演賞。彼女は、オープンマインドであることの重要性、学際的なコラボレーションの価値、教育イニシアチブへの関与、そして学術界に留まるかどうかの決断について語ります。

最初に興味を持ったきっかけは何ですか 科学、特に物理学でしょうか？

中学生のときに初めて星空観察会に参加して、とても興味をそそられました。空を眺めるだけでなく、素敵な人たちに囲まれて感動しました。その後、私は天文学雑誌に登録し、学校に通っていたテヘランで星空観察や天文学のワークショップなどの定期的なイベントを開催しました。私は物理学が私が追求できる天文学に最も近いものだと考えていました。

高校生になってからは、物理学そのものや物理学の問題を解くことに非常に興味を持ち、学部や大学院レベルの教科書を読むようになりました。私はあまり理解できず、数学は難しかったですが、本で何が語られているのかを見るのが楽しみでした。

当時イランでは国民全員を対象に大学入学試験があり、興味や試験の成績に基づいて人々が振り分けられていました。私は最終的に希望していた学科と大学に合格することができました。それが大学の物理学でした。 テヘランのシャリフ工科大学.

天体物理学の博士号を取得するきっかけとなったのは何ですか?大規模なコラボレーションに参加してみていかがでしたか?

シャリフ大学にいたとき、宇宙線物理学のグループで働き始め、大学院でもこの分野を続けることにしました。 2007年、私は学部XNUMX年生のときに、 メキシコでの国際宇宙線会議 (ICRC)。それは素晴らしい経験でした。なぜなら、米国のさまざまな大学の多くの人々と知り合うことができたからです。 ルイジアナ州立大学 (LSU)、私は 1 年後に博士号取得のために入学しました。私は、超高エネルギー宇宙線の偏向に対する銀河磁場の影響について研究しました。私のアドバイザーは ジェームズマシューズの先駆者の一人です。 ピエール・オージェ宇宙線天文台。彼はいつも私にとって素晴らしい指導者であり、今でも連絡を取り合っていることがとてもうれしいです。

コラボレーションにはメリットとデメリットがあります。たとえば、ほとんどの共同作業では、著者リストはアルファベット順に書かれているため、あなたが主要な寄稿者であっても、論文の最初の著者になることはありません。これは通常、若手物理学者の注目度の低下を意味します。しかし同時に、定期的にコラボレーション ミーティングに参加することで、非常に大規模なネットワークを構築することになります。そのため、ポスドクのポジションを見つけるのは比較的簡単でした。私が雇われたのは、 ミゲル・モスタファ および ダグ・コーウェン 彼らは、デレク・フォックスとともに、私のペンシルバニア州立大学での時間を本当に有意義なものにしてくれました。私は考えます  彼らは私の永遠の指導者であり、私のキャリアに大きな影響を与えてくれました。

そこで私はその一員になりました IceCubeニュートリノ天文台 と呼ばれるプロジェクト 天体物理マルチメッセンジャー観測ネットワーク (AMON)。これは、すべての高エネルギー天体物理観測所を単一のネットワークで接続するサイバーインフラを構築するプロジェクトでした。データを取得し、リアルタイムで分析を実行し、空の天体物理現象や発生源を示す信号があれば、他の天文台にアラートを送信しました。このシステムにより、私たちは次のことを発見しました。 2017年に天体物理学的高エネルギーニュートリノ源の最初の証拠.

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-1.jpg" data-caption="明るく輝く Azadeh Keivani and collaborators at AMON, IceCube, Swift, Fermi and other observatories discovered the first evidence of an astrophysical high-energy neutrino source in 2017. This artistic rendering depicts a powerful blazar, the origin of IceCube neutrino IC170922. (Courtesy: IceCube Collaboration/Google Earth: PGC/NASA US Geological Survy Data SIO,NOAA, US Navy, NGA, GEBCO Landsat/Copernicus)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-1.jpg”>

AMON プロジェクトに取り組んで最も良かったことの 1 つは、当事者意識を持ったことです。私は別のポスドクと緊密に協力しました。 ゴルダナ・テシッチ、今では良い友達です。また、コーディング、Python パッケージとデータベースの構築、統計分析、機械学習モデリングなどの技術スキルだけでなく、いくつかのソフト スキルも開発しました。

ポスドクを取得した後、次のステップは何でしたか?

ポスドクを取得した後、私は教員の職に応募し始めました。当時、夫はニューヨークにいたので、どうしてもそこで仕事がしたかったので、最終的にこの3年間の講義を選ぶことになりました。 コロンビア大学のフロンティア・オブ・サイエンス・フェローシップ.

天文学者と教育者によって設立されたこのプログラム デビッド・ヘルファンドでは、物理学、生物学、化学、神経科学、地球科学など、さまざまな STEM の背景を持つ博士号を持つ人材を採用しています。目的は、さまざまな分野を通じて新入生に科学的な心の習慣を植え付けることです。そのため、私たち全員がこれらすべてのトピックを教えなければなりませんでした。私たちは、論文の読み方や科学と疑似科学の見分け方、プロットや統計の傾向を理解する方法など、さまざまな科学スキルを教えていました。久しぶりに物理学以外の概念を学ばなければ教えられなかったので、とても挑戦的で興味深かったです。私は NASA の資金提供を受けた研究者でもありました。 コロンビア天体物理研究所、マルチメッセンジャー天文学におけるいくつかの高エネルギー天体物理観測所からのデータを使用します。私は機械学習技術の活用に焦点を当てました。

同時に、私のコロンビア時代には  私にとって講義、教育、そしてより一般的な教育にとても興味を持ちました。私は、特に十分なサービスを受けられていない地域の学生をどのように支援できるかを考え始めました。多くの点で、私たちの教育システムは依然として非常に伝統的です。しかし、世界は変化しているため、学生は早い段階から技術スキル、デジタルスキル、起業家精神を磨く必要があります。多くの場合、少数派の学生や低所得層の学生には、教育やキャリアの計画を立てるのに十分な機会や指導者がいません。特に新型コロナウイルス感染症のパンデミックの初期にこのことが頭にあり、私は次世代の労働力に力を与えるための教育テクノロジー非営利団体を共同設立しました。 デジタルエイジアカデミー （DAA）。

ニューヨーク州サウスブロンクスの高校と提携して、11 年生または 12 年生（16 ～ 18 歳）の生徒を募集しました。私たちはいくつかの労働力および起業家育成プログラムを開発し、学生と指導者をマッチングしました。彼らは家族やコミュニティを助けるいくつかのプロジェクトを一緒に定義し、いくつかの素晴らしいアイデアを思いつきました。 2020年末に、私たちは最初のDAAコホートを卒業しました。  現在、年間を通じて数多くのプログラムを実施しており、企業や学校のパートナーもいます。

あなたは現在、学界を離れて、依然として物理学に深く関与している業界の役割に就いています。このキャリアを選択する際に考慮した要素は何ですか?

考えたこともいくつかありました。 1 つは、マルチメッセンジャー天体物理学という狭いテーマに取り組み続けたいか、それとも新しい研究分野を探索したいかということでした。私は、超専門性を高めたいか、それとも新しいスキルを開発してプロの世界に対して多面的な視点を持ちたいかについて考えていました。ほとんどの人が企業や学業のはしごを登りたいと思っていることは知っていますが、それが私にとってより魅力的になりました。

ニューヨークに住むのはとてもお金がかかるので、給料のことも考えていました。それは必ずしも最も重要なことではありませんが、間違いなく重要な要素でした。金融やデータサイエンスの分野に進んだ博士号を持つ私の友人の多くは、ポスドクの給与の 3 ～ 4 倍を稼いでいました。

また、私のような移民にとって、ニューヨークは最高の街だから、ニューヨークに残りたいと思っていました。あなたはここに属していると感じます。しかし、教授になりたければ、米国中のどこにでも応募しなければなりません。ワークライフバランスもまた一つの側面であり、素粒子天体物理学コミュニティ以外の文化について学ぶことにも興味をそそられました。

2020年末にコロンビアを退職することを決意し、2021年間はDAAのみに取り組み続けました。 XNUMX 年末、私はデータ サイエンスのポジションに応募することにしましたが、科学的な雰囲気があったため、バイオテクノロジーとヘルスケアに焦点を当てました。私は最終的に メモリアルスローンケタリングキャンサーセンター (MSK) 上級データサイエンティストとして。私は「」というチームに所属していました。テクノロジーインキュベーション」には、デザイン、製品、エンジニアリング、データ サイエンスのさまざまな専門家が参加し、がん治療に新しいテクノロジーを導入するために協力しました。そして、2023 年の初めに、ニューヨーク長老派病院で現在の職務を開始しました。

現在、あなたにとって典型的な 1 日はどのようなものですか?仕事で活用している主なスキルは何ですか?

ニューヨーク長老派教会の科学者やエンジニアを含む私たちのチームは、次の機関と緊密に連携しています。 コロンビア大学の心臓病学部および生物医療情報学部。私は主に心エコー検査データを使用し、心血管疾患を早期に検出するための深層学習モデルを構築しています。当社は心エコー画像とクリップを読み取るプロセス全体を自動化しており、これらのモデルは心臓専門医がエコーを迅速に読み取り、大動脈弁狭窄症などの疾患を診断するのに役立ちます。

問題を解決するために機械学習モデルや統計モデルを構築するときは、問題を適切に定義し、明確な質問と仮説を立てる必要があります。

私は物理学の知識と学術で得た技術スキルの両方を活用しています。問題を解決するために機械学習モデルや統計モデルを構築するときは、問題を適切に定義し、明確な質問と仮説を立てる必要があります。これには私の物理学の背景が役に立ちます。データの前処理と分析にはコンピューターのスキルも必要です。

適切なデータセットを取得したら、大学院で学んだ数学を使用して、モデルを構築するための最適なアルゴリズムを見つけます。懐疑的になることも、私が物理学者であることから借りたものです。たとえば、  臨床研究ではモデルをテストする必要があるため、適切な結果が得られることを確認することが非常に重要です。

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-2.jpg" data-caption="心臓病学における AI Azadeh Keivani now works on building deep-learning models using echocardiographic data, such as the scan imaged here, to detect cardiovascular diseases at earlier stages. (Courtesy: Shutterstock/PIJITRA PHOMKHAM)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-2.jpg”>

また、心臓病学や医療全般において多くの物理概念を使用しています。たとえば、心臓から信号を送受信する場合は、ドップラー効果を使用する必要があります。信号の速度と周波数に基づいて、血液の速度を計算できます。

私が MSK で働いていたときのもう 1 つの興味深い例は、素粒子天体物理学の元同僚が、腫瘍検出のためのイメージング技術にチェレンコフ効果を使用した MSK の研究者についてオンラインに投稿していることに気づいたときです。私は彼に連絡し、全員で電話をしました。彼は素粒子天体物理学者で、他の 2 人は生物学者と腫瘍学者で、私はその中間だったので、とても興味深かったです。これをきっかけに、MSK の私たちのチームと MSK の他のチームとのコラボレーションが始まりました。なぜなら、私には彼らのデータの機械学習モデルに関するアイデアがあったからです。

2023 年にアメリカ物理学会 (APS) を受賞しました。 工業応用物理学フォーラム (FIAP) 講義。その仕事について少し教えてもらえますか？

ヘルスケアの分野でキャリアをスタートしてから、大学院生やポスドクに講義をして自分のストーリーを伝えたいと考えるようになりました。私は学界の内外での私の経験について話し、退職時に考えたメリットとデメリットを共有し、人々が自分独自のキャリアパスについて考えることができるようにしたいと考えていました。

私は 4 つの大学を訪問して講演をしましたが、その素敵な学生たちの中に自分自身が見えてきて、私たちの悩みや課題がいかに共通しているかがわかりました。また、米国でより安定したステータスを獲得するためにビザについて考えなければならない留学生を支援したいと考えていました。

FIAP 賞を受賞したとき、さまざまな学校に行き、生徒たちに既成概念にとらわれずに考えるよう促す機会が増えたので、とても興奮しました。この賞の一環として、十分な教育を受けられていない学校を含む少なくとも 3 つの研究機関で講演を行っています。に招待されました APSマーチミーティングそこで私は賞を受け取り、私のこれまでの道のりと物理学者のキャリアの機会についてのアドバイスについて招待講演をする予定です。

今日から勉強を始める学生たちへのアドバイスは何ですか？キャリアを始めたときに知っていればよかったと今知っていることは何ですか?

私が学生の頃、天文学の大学院生は天文学のセミナーしか出席しなかった人が多かったように記憶しています。 1 つのトピックに取り組んで、それが本当に上手になりたい場合は、あらゆる時間をそのトピックに集中することに費やすとよいでしょう。注意点は、集中しすぎて新しい洞察や視点を忘れてしまう可能性があることです。新しいアイデアを思いつくことは、孤独では起こりません。それは、他の人の考え、仕事、経験に触れたときに起こります。

すべての講演に参加することはできませんが、もし私が再び学生だったら、間違いなくもっと多くのセミナーに参加し、キャンパス内の他の科学部を探索するでしょう。講演者が、必ずしも専門的ではない一般的な話をすることがあります。そのため、別の分野に関する講演の半分を理解して、そのアプローチを理解できるかもしれません。アート パフォーマンスに行って自分の作品について新しいアイデアを生み出したり、金融やゲーム業界などの分野に興味があることに気づいたりすることもあります。ですから、目をしっかりと開いて、心を開いてください。

大学院の終わりに大きなプレッシャーを感じ、ポスドクを見つけるか心配していたのを覚えています。あなたは多くのスキルを身につけ、多くの知識と経験を持っていることを覚えておく必要があります。あなたはいつでも仕事を見つけることができ、生き残るだけでなく繁栄することができます。自分を信じるだけで、素晴らしいことができるのです。あなたは、何か新しいことを発見したり、他の人のために何かを創造したりする人になることができます。したがって、これらは人生において重要かつ極めて重要な瞬間です。それらは恐ろしいものですが、あなたを最高の自分に導くことができます。

最後に、誰のキャリアにも、人生全般にも、失望し、自分には成功できないと感じる瞬間があります。仕事が見つからない、または自分には苦手なことが1つあると考えるかもしれません。これはごく普通のことであり、実際には悪いことではありません。それはあなたが自分の価値観を再考していることを意味し、それを機会に次のステップを見つけることができます。それが世界の終わりだと思わないでください。新しい章の始まりです。

• この記事は、 APSのキャリア、によって発行されたガイド 物理学の世界 アメリカ物理学会を代表して。完全なガイドはオンラインで読むことができます

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/from-cosmic-rays-to-cardiology/