От космических лучей до кардиологии – Мир физики

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world.jpg" data-caption="Междисциплинарный деятель 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”>

Астрофизик, ставший специалистом по данным Азаде Кейвани прошел необычный карьерный путь. Начиная с раннего интереса к астрономии, когда она училась в средней школе в Иране, она переехала в США, чтобы получить докторскую степень и постдок в области космических лучей и астрофизики элементарных частиц, а теперь разрабатывает методы машинного обучения в здравоохранении, образовании и бизнесе. Кейвани также с радостью делится своим опытом с нынешними студентами.

Сегодня она работает в Нью-Йорк-Пресвитерианская больница, разрабатывая модели искусственного интеллекта для кардиологии. В 2023 году Кейвани получил награду Американского физического общества (APS). Премия Форума по промышленной и прикладной физике (FIAP) за звание лектора. Она говорит о важности открытости, ценности междисциплинарного сотрудничества, своем участии в образовательных инициативах и решении, оставаться ли в академических кругах.

Что вызвало ваш первоначальный интерес в науке и физике в частности?

Когда я учился в средней школе, я впервые посетил мероприятие по наблюдению за звездами, и это было для меня очень увлекательно. Не только смотреть на само небо, но и находиться в окружении крутых людей было вдохновляюще. После этого я подписался на астрономический журнал, который регулярно проводил мероприятия, в том числе ночи наблюдения за звездами и семинары по астрономии в Тегеране, где я ходил в школу. Я думал, что физика — это самое близкое к астрономии дело, которым я могу заниматься.

Позже, в старшей школе, я очень заинтересовался самой физикой, решением физических задач, а также чтением учебников для студентов и даже аспирантов. Я мало что понимал, а математика была трудной, мне просто было интересно узнать, о чем говорится в книгах.

В то время в Иране у нас был вступительный экзамен в университет для всех жителей страны, и людей сортировали по интересам и баллам на экзамене. В итоге я выбрал желаемый предмет и университет — физику. Технологический университет Шарифа в Тегеране.

Что побудило вас получить докторскую степень по астрофизике? И каково было быть частью большого сотрудничества?

Когда я учился в Университете Шарифа, я начал работать в группе по физике космических лучей и решил продолжить работу в этой области в аспирантуре. В 2007 году, будучи студентом третьего курса, я посетил Международная конференция по космическим лучам (МККК) в Мексике. Это был замечательный опыт, потому что я познакомился со многими людьми из разных университетов США, в том числе с группой Университет штата Луизиана (LSU), куда я поступил год спустя, чтобы получить докторскую степень. Я работал над влиянием галактических магнитных полей на отклонение космических лучей сверхвысоких энергий. Моим советником был Джеймс Мэтьюз, один из пионеров Обсерватория космических лучей Пьера Оже. Он всегда был для меня великим наставником, и я так рад, что мы до сих пор общаемся.

Работа в сотрудничестве имеет свои плюсы и минусы. Например, в большинстве совместных проектов списки авторов составляются в алфавитном порядке, поэтому, даже если вы являетесь основным участником, вы не будете первым автором статьи. Обычно это означает меньшую заметность для младших физиков. Но в то же время вы создаете очень большую сеть контактов, регулярно посещая собрания по сотрудничеству. Благодаря этому мне было относительно легко найти должность постдока. меня нанял Мигель Мостафа и Дуг Коуэн на постдок в Университете штата Пенсильвания, куда я поступил в 2014 году. Они вместе с Дереком Фоксом сделали мое время в Университете штата Пенсильвания по-настоящему плодотворным. Я думаю о  они мои вечные наставники, которые оказали большое влияние на мою карьеру.

Там я стал частью Нейтринная обсерватория IceCube и проект под названием Сеть астрофизических многомессенджерных обсерваторий (AMON). Это был проект по созданию киберинфраструктуры, объединяющей все высокоэнергетические астрофизические обсерватории в единую сеть. Мы получили данные, провели анализ в режиме реального времени, и если бы был сигнал, указывающий на астрофизическое событие или источник в небе, он отправил бы оповещения в другие обсерватории. С помощью этой системы мы обнаружили первое свидетельство существования астрофизического источника нейтрино высоких энергий в 2017 году.

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-1.jpg" data-caption="Сияй ярко 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”>

Одним из лучших моментов в работе над проектом AMON было чувство сопричастности. Я тесно сотрудничал с другим постдоком, Гордана Тешич, который теперь мой хороший друг. Я также развил несколько мягких навыков, а также технические навыки, такие как программирование, создание пакетов и баз данных Python, статистический анализ и моделирование машинного обучения.

Каковы были ваши следующие шаги после постдока?

После постдока я начал подавать заявки на преподавательские должности. В то время мой муж был в Нью-Йорке, и я очень хотела там работать, поэтому в итоге я выбрала трехлетнюю лекцию под названием Стипендия Frontiers of Science в Колумбийском университете.

Эта программа, основанная астрономом и педагогом Дэвид Гельфанд, набирает людей с докторскими степенями и разным опытом STEM – в области физики, биологии, химии, нейробиологии и наук о Земле. Идея состоит в том, чтобы привить новым студентам научный образ мышления посредством различных дисциплин, поэтому каждый из нас должен был преподавать все эти темы. Мы обучали различным научным навыкам, например, как читать статьи и как отличать науку от лженауки, как понимать тенденции в сюжетах и ​​статистике. Это было очень сложно и интересно, потому что впервые за долгое время мне пришлось изучать концепции, выходящие за рамки физики, чтобы иметь возможность преподавать их. Я также был исследователем, финансируемым НАСА, в Колумбийская астрофизическая лаборатория, используя данные нескольких астрофизических обсерваторий высоких энергий в мультимессенджерной астрономии; Я сосредоточился на использовании методов машинного обучения.

В то же время, во время моей Колумбийской  Мне стало очень интересно преподавание, преподавание, а также образование в целом. Я начал думать о том, как я могу помочь студентам, особенно из малообеспеченных сообществ. Во многих отношениях наши образовательные системы все еще довольно традиционны. Но мир меняется, поэтому студентам действительно необходимо с самого раннего возраста развивать свои технические, цифровые и предпринимательские навыки. Часто студенты из числа меньшинств и люди с низкими доходами не имеют достаточных возможностей или наставников, которые могли бы помочь им спланировать свое образование и карьеру. Я думал об этом, особенно в первые дни пандемии COVID-19, и поэтому я стал соучредителем некоммерческой организации в области образовательных технологий, призванной расширить возможности рабочей силы следующего поколения, под названием Академия цифрового века (ДАА).

Мы набрали учащихся 11 или 12 классов (в возрасте 16–18 лет), сотрудничая со средними школами Южного Бронкса в Нью-Йорке. Мы разработали несколько программ развития рабочей силы и предпринимательства, а также подобрали студентам наставников. Вместе они разработали несколько проектов, которые помогли их семьям и сообществу, и у них появилось несколько блестящих идей. В конце 2020 года мы выпустили первый набор ДАА.  Сейчас мы реализуем ряд программ в течение года и имеем корпоративных и школьных партнеров.

Сейчас вы покинули академическую сферу и работаете в отрасли, которая по-прежнему активно связана с физикой. Какие факторы вы учитывали при выборе профессии?

Я подумал о нескольких вещах. Один из них заключался в том, хочу ли я продолжить работу над узкой темой мультимессенджерной астрофизики или исследовать новые области исследований. Я думал о том, хочу ли я стать сверхспециалистом или развить новые навыки и иметь многоплановый взгляд на профессиональный мир. Это стало для меня более привлекательным, хотя я знаю, что большинство людей хотят подняться по корпоративной или академической лестнице.

Я также думал о зарплате, потому что жить в Нью-Йорке очень дорого. Это не обязательно самое важное, но это определенно был фактор. Многие из моих друзей с докторской степенью, которые занимались финансами или наукой о данных, зарабатывали в три или четыре раза больше зарплаты постдока.

Еще я хотел остаться в Нью-Йорке, потому что для такого иммигранта, как я, это лучший город. Вы чувствуете, что принадлежите этому месту. Но если бы я хотел стать профессором, мне пришлось бы подавать заявления повсюду в США. Еще одним аспектом был баланс между работой и личной жизнью, и мне также было интересно узнать о других культурах за пределами сообщества астрофизиков элементарных частиц.

В конце 2020 года я решил покинуть Колумбию и в течение года продолжал работать только над DAA. В конце 2021 года я решил подать заявку на должности в области науки о данных, но с научным уклоном, поэтому сосредоточился на биотехнологиях и здравоохранении. я оказался в Мемориальный Рак Кеттеринга (MSK) в качестве старшего специалиста по данным. Я был частью команды под названием «Инкубация технологий», в которую вошли различные эксперты в области дизайна, продуктов, инженерии и обработки данных, которые вместе работали над внедрением новых технологий для лечения рака. Затем, в начале 2023 года, я приступил к своей нынешней должности в Нью-Йоркской пресвитерианской больнице.

Как выглядит ваш типичный день сейчас и какие основные навыки вы используете в своей работе?

Наша команда, включающая ученых и инженеров New York-Presbyterian, тесно сотрудничает с Отделение кардиологии и кафедра биомедицинской информатики Колумбийского университета. В основном я использую эхокардиографические данные и строю модели глубокого обучения для выявления сердечно-сосудистых заболеваний на более ранних стадиях. Мы автоматизируем весь процесс чтения эхокардиографических изображений и клипов, и эти модели помогают кардиологам быстро читать эхо-сигналы и диагностировать такие заболевания, как стеноз аорты.

Когда вы создаете машинное обучение или статистические модели для решения проблем, вам необходимо хорошо определить проблему и сформулировать четкий вопрос и гипотезу.

Я использую как свои знания физики, так и технические навыки, полученные в академических кругах. Когда вы создаете машинное обучение или статистические модели для решения проблем, вам необходимо хорошо определить проблему и придумать четкий вопрос и гипотезу, в чем помогает мой опыт физики. Мне также необходимо использовать свои компьютерные навыки для предварительной обработки и анализа данных.

Получив хороший набор данных, я использую математику, которую изучил в аспирантуре, чтобы найти лучший алгоритм для построения модели. Скептика — это еще одна вещь, которую я позаимствовал у физика. Например,  нам необходимо протестировать модели в клинических исследованиях, поэтому очень важно убедиться, что они дают достойные результаты.

<a data-fancybox data-src="https://platoaistream.com/wp-content/uploads/2024/01/from-cosmic-rays-to-cardiology-physics-world-2.jpg" data-caption="ИИ в кардиологии 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”>

Кроме того, мы используем множество физических концепций в кардиологии и здравоохранении в целом. Например, вам нужно использовать эффект Доплера, когда вы отправляете и получаете сигналы от сердца. На основании скорости и частоты сигнала можно рассчитать скорость крови.

Еще один интересный пример из моей работы в MSK: я заметил, что бывший коллега из отдела астрофизики элементарных частиц разместил в Интернете информацию об исследователях из MSK, которые использовали эффект Черенкова в своей технике визуализации для обнаружения опухолей. Я связался с ним, и мы все вместе созвонились. Это было очень интересно, потому что он — астрофизик элементарных частиц, а двое других — биолог и онколог, а я был между ними. Это положило начало сотрудничеству между нашей командой в MSK и другой командой в MSK, поскольку у меня были некоторые идеи относительно модели машинного обучения для их данных.

В 2023 году вы были награждены наградой Американского физического общества (APS). Лекторий Форума по промышленной и прикладной физике (ФИАП). Не могли бы вы рассказать мне немного об этой работе?

После того, как я начал свою карьеру в сфере здравоохранения, я начал подумывать о том, чтобы читать лекции аспирантам и постдокам, чтобы рассказать им свою историю. Я хотел рассказать о своем опыте внутри и за пределами академических кругов, поделиться плюсами и минусами, которые я рассматривал, когда уходил, и дать людям возможность подумать о своем собственном уникальном карьерном пути.

Я побывал в четырех университетах и ​​выступил с лекциями, и я мог полностью увидеть себя в этих прекрасных студентах, видя, насколько распространены наши заботы и проблемы. Я также хотел помочь иностранным студентам, которым приходится думать о визах на пути к получению более постоянного статуса в США.

Когда я получил награду FIAP, я был очень взволнован, потому что теперь у меня больше возможностей ходить в разные школы и вдохновлять учеников мыслить нестандартно. Частью этой награды является чтение лекций как минимум в трех институтах, включая школу с недостаточным уровнем обслуживания. меня пригласили на Мартовская встреча АПС, где я получу награду, а также выступлю с приглашенным докладом о своем путешествии и советами о возможностях карьерного роста для физиков.

Что вы посоветуете студентам, начинающим сегодня? Что вы знаете сейчас и хотели бы знать, когда начинали свою карьеру?

Когда я был студентом, я помню, что большинство из нас, аспирантов-астрономов, посещали только семинары по астрономии. Если вы хотите поработать над одной темой и добиться в ней хороших результатов, возможно, вам захочется использовать каждую минуту, сосредоточившись на этой теме. Предостережение в том, что вы становитесь настолько сосредоточенными, что можете забыть о новых идеях и перспективах. Придумывание новых идей не происходит в одиночестве. Это происходит, когда вы подвергаетесь воздействию мыслей, работы и опыта других людей.

Невозможно присутствовать на всех выступлениях, но если бы я снова был студентом, я бы обязательно посещал больше семинаров и изучал другие научные факультеты кампуса. Иногда спикеры выступают с более общими докладами, которые не обязательно являются очень техническими, поэтому вы можете уловить половину выступления о другой области и понять их подход. Вы можете даже пойти на художественное представление и создать новое представление о своей работе или понять, что вас интересуют такие области, как финансы или игровая индустрия. Так что держите глаза открытыми и будьте непредвзяты.

Помню, по окончании аспирантуры я почувствовал сильное давление и беспокоился о том, чтобы найти постдока. Вы должны помнить, что у вас много навыков и много знаний и опыта. Вы всегда сможете найти работу и не только выжить, но и процветать. Вам просто нужно верить в себя, и вы сможете делать удивительные вещи. Вы можете быть человеком, который открывает что-то новое или создает что-то для других людей. Итак, это критические, поворотные моменты в жизни. Хотя они и пугают, они могут привести вас к тому, что вы станете лучшей версией себя.

Наконец, в карьере каждого человека и в жизни в целом бывают моменты, когда вы чувствуете разочарование и ощущение, что не сможете добиться успеха. Вы можете подумать, что не можете найти работу или что у вас ничего не получается. Это вполне нормально и на самом деле не так уж плохо. Это означает, что вы пересматриваете свои ценности и можете использовать эту возможность, чтобы найти свой следующий шаг. Не думайте, что это конец света. Это начало новой главы.

• Эта статья была впервые опубликована в Карьера в АПС, руководство, опубликованное Мир физики от имени Американского физического общества. Вы можете прочитать полное руководство онлайн

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/from-cosmic-rays-to-cardiology/