L’Impériale et la TUM allemande mènent une recherche et une éducation collaboratives passionnantes | Nouvelles impériales

L’Impériale et l’Université technique de Munich renforcent leurs liens dans divers domaines de recherche ainsi que dans la prestation innovante de l’enseignement.

TUM est l’une des universités les plus internationales et les plus entrepreneuriales d’Allemagne, produisant des recherches de haut niveau, comme l’Impériale, dans les domaines de la science, de l’ingénierie et de la médecine.

Les deux institutions sont actuellement impliquées dans plus de 50 projets communs actifs.

Au cours de la dernière année, le partenariat a lancé une deuxième cohorte de six projets de doctorat collaboratifs ; a attribué 15 nouveaux projets de recherche financés par le démarrage ; a mené avec succès un programme pilote pour mettre en réseau les chercheurs en début de carrière de l’Impériale et de la TUM ; et lance un deuxième appel à projets innovants d’éducation virtuelle.

Les sujets de recherche vont de l’acquisition d’une meilleure compréhension des problèmes de rythme cardiaque (arythmies) à l’aide de réseaux de neurones inspirés de la physique à la modélisation de la dynamique de la surface de la Terre. Pendant ce temps, les projets d’éducation collaborative incluent l’apprentissage co-créatif pour l’innovation en ingénierie et en robotique et l’enseignement de l’infographie dans un navigateur Internet.

Le vice-recteur de l’Impériale, le professeur Nick Jennings, a déclaré : « Cette collaboration approfondie entre deux des principaux instituts de recherche européens contribue à ouvrir la voie à de nouvelles innovations, technologies et thérapies qui permettront de relever bon nombre des défis mondiaux urgents auxquels nous sommes confrontés. Le partenariat contribue également à former la prochaine génération de leaders scientifiques, pour qui la collaboration et la réflexion multidisciplinaire seront une seconde nature. »

Juliane Winkelmann, Senior Vice President, International Alliances and Alumni chez TUM a ajouté : « L’Imperial College London et le TUM se marient parfaitement pour une collaboration. Nous partageons un portefeuille de sujets commun, ainsi que des ambitions élevées en matière de recherche, d’enseignement, d’innovation et d’impact sur la société. Nous bénéficions d’une relation de confiance qui offre des conditions-cadres uniques pour développer et tester des formats de collaboration innovants et inédits. Je suis particulièrement ravi que nos multiples activités profitent aux chercheurs, aux enseignants, aux étudiants et au personnel. »

Développer des pôles de recherche transversaux

L’Impériale et la TUM proposent conjointement un certain nombre de programmes de collaboration, notamment l’Académie conjointe d’études doctorales Imperial-TUM (JADS); Fonds de collaboration (d’amorçage) TUM-Imperial ; Fonds d’amorçage Impérial-TUM pour l’éducation. TUM propose également un TUM Global Incentive Fund, qui aide les PI TUM à développer des projets de collaboration avec l’Impériale.

Plus récemment, les deux institutions ont décerné six nouveaux projets de l’Académie conjointe des études doctorales (JADS). Le programme JADS vise à développer des grappes interdisciplinaires d’étudiants en doctorat qui auront accès à des superviseurs universitaires de premier plan et à des installations de pointe dans les deux institutions. Les doctorants travaillent dans des domaines où Imperial et TUM ont tous deux pris la tête du monde en matière de recherche, d’innovation et de suppression des frontières disciplinaires.

La cohorte débutant en 2021 se concentrera sur le thème « Mathématiques de l’information : théorie et application ».

Co-dirigeant l’un des projets JADS 2021 est le Dr Anthea Monod, maître de conférences en biomathématiques (département de mathématiques). Le Dr Monod a également deux autres projets Imperial-TUM actifs – un TUM-Imperial Collaboration (Seed) Fund et TUM Global Incentive Fund.

Les projets JADS qu’elle co-dirige avec le professeur Mathias Drton au TUM visent à développer des modèles statistiques pour suivre et comprendre l’évolution clonale de la leucémie, en utilisant des données moléculaires exclusives fournies par le Francis Crick Institute.

Elle commente : « L’objectif est d’apprendre les structures de dépendance des données de biologie moléculaire dans différents cas de la maladie, puis de les comparer pour quantifier statistiquement la différence dans l’évolution du cancer. Cela se fera avant et après le traitement, entre différents sous-types de cancer, à différents stades de progression de la maladie et entre différentes régions de la moelle osseuse.

Le professeur Almut Veraart (mathématiques) co-dirige un autre projet JADS – modélisation, prédiction et détection d’anomalies de la dynamique de surface de la terre et des océans. Ceci est en collaboration avec le professeur Dan Crisan à Imperial et le Dr Marco Körner et le professeur Martin Werner à TUM.

Le professeur Veraart explique que le lancement de missions satellitaires modernes d’observation de la Terre permet de surveiller la Terre à différentes échelles spatiales et temporelles avec différents capteurs. Combiné à de puissantes techniques de modélisation basées sur les données et à un apprentissage automatique qui ouvre de nouvelles possibilités.

« Si cette expertise peut être jointe, il semble possible d’obtenir des informations plus approfondies et plus détaillées sur le système Terre », commente-t-elle. « Nous avons identifié deux sous-processus à étudier : la croissance saisonnière des cultures cultivées à la surface de la Terre et les courants se produisant dans les océans. Bien qu’elles se produisent à différentes échelles spatio-temporelles, nous pensons qu’elles peuvent être modélisées de manière générique basée sur les données.

De nouvelles applications audacieuses en science des données

Le fonds TUM-Imperial Collaboration (Seed) soutient les collaborations qui s’inscrivent dans le thème des données et de leur application dans les domaines de la science, de la technologie, de la médecine et des affaires. L’objectif est que ces collaborations aident les universitaires impériaux à initier et à poursuivre des collaborations avec des collègues du TUM et, idéalement, à conduire à de nouvelles sciences et à de futures demandes de financement externe.

Le Dr Marta Varela est chercheur au National Heart & Lung Institute, qui co-dirige un fonds de collaboration TUM en plus d’un projet de fonds d’incitation mondial, tous deux axés sur les problèmes de rythme cardiaque (arythmies). Les arythmies sont souvent liées à des modifications des propriétés électriques du cœur, mais il peut être difficile de révéler le type ou la localisation de ces modifications qui se produisent.

Le Dr Varela commente : « En collaboration avec le TUM, nous avons créé un nouvel outil d’apprentissage automatique pour déduire les propriétés électriques du tissu cardiaque à partir de mesures électriques. Dans un article en cours de révision, nous montrons que notre outil – EP-PINNs (Electrophysiology Physics-Informed Neural Networks) – peut caractériser l’effet des médicaments anti-arythmiques sur les propriétés électriques du cœur et identifier les régions de cicatrice. Nous prévoyons maintenant de développer et de tester davantage les EP-PINN sur les données des patients pour les rapprocher de l’utilisation clinique. »

En plus des applications de santé, il existe des projets axés sur les données en ingénierie.

Les Drs Panagiotis Angeloudis et Yuxiang Feng travaillent avec le professeur Constantinos Antoniou et le Dr Tao Ma du TUM sur un projet de fonds d’amorçage unique et opportun.

Le Dr Angeloudis explique : « Ce projet vise à évaluer l’impact de COVID-19 sur les variations des modèles de flux de trafic au niveau du réseau à Londres, en mettant particulièrement l’accent sur les effets du deuxième verrouillage. Notre analyse a tiré parti des techniques de vision par ordinateur de pointe, qui ont été appliquées sur les flux vidéo de la circulation publique, qui sont ouvertement mis à disposition par Transport for London.

« En étroite collaboration avec l’équipe TUM, nous avons développé un pipeline d’analyse de trafic automatisé qui extrait des indicateurs de performance clés pour des segments du réseau routier londonien, tels que les volumes de trafic, la densité des véhicules et les trajectoires des véhicules, des vélos et des piétons. Les résultats de cette étude peuvent fournir plus d’informations sur les modèles de flux de trafic au niveau du réseau, ce qui peut aider à améliorer l’efficacité et la sécurité du trafic. Les techniques qui ont été développées dans le cadre de ce projet peuvent être facilement adaptées à d’autres villes dotées de caméras de surveillance.

Un réseau mondial de collaborateurs

Le TUM Global Incentive Fund soutient l’initiation et l’approfondissement de relations internationales dans le monde entier et en particulier avec des universités partenaires sélectionnées, telles que l’Imperial, l’Université Tsinghua en Chine et l’Université des sciences et technologies Kwame Nkrumah (KNUST) au Ghana.

Dans la dernière série de projets financés, le Dr Theoni Georgiou (Matériaux) de l’Impériale dirige un projet avec le professeur Christine Papadakis du TUM axé sur les hydrogels, qui sont des polymères biocompatibles capables d’absorber une grande quantité d’eau.

Elle commente : « Ce projet vise à étudier les hydrogels qui réagissent à la température. Ces hydrogels thermosensibles ont des applications intéressantes dans l’administration de médicaments et comme échafaudage pour l’ingénierie tissulaire. Dans ce projet, notre groupe fabriquera ces matériaux qui seront étudiés avec des techniques de caractérisation avancées par le groupe du professeur Papadakis au TUM. L’expertise combinée des chimistes et des physiciens des polymères ainsi que des méthodes de pointe se traduiront par une compréhension approfondie de la structure, des propriétés mécaniques et de la réponse de ces matériaux, ce qui est crucial pour leur future application.

Former la prochaine génération de leaders scientifiques

L’année dernière a vu le lancement des premiers projets Imperial-TUM Education Seed Fund. L’objectif est de développer des opportunités d’apprentissage expérientiel en ligne innovantes, inclusives et percutantes en partenariat avec nos étudiants.

Une European Talent Academy a été lancée dans le cadre du partenariat en 2020, pour soutenir les chercheurs en début de carrière de l’Imperial et de la TUM qui travaillent dans des domaines de recherche similaires, et pour fournir une formation aux opportunités de financement de l’UE pertinentes pour leurs domaines de travail. Il offre également l’opportunité de rencontrer des décideurs politiques et d’autres personnes liées au financement de la recherche de l’UE et d’avoir un aperçu de la façon dont les décisions de financement sont prises et donc de commencer à réfléchir tôt dans la carrière à l’accès au financement de la recherche pour soutenir les objectifs de carrière et de recherche.

La première édition incorporait le défi suivant : « Recherche sur le changement climatique et l’énergie après Covid-19 – le Green Deal de la Commission européenne peut-il apporter le bon soutien à la communauté de la recherche ? » Le deuxième tour de l’European Talent Academy a été lancé et les candidatures sont acceptées jusqu’au 12 novembre.

Un nouvel appel de fonds European Partners Fund et TUM Global Incentive Fund ont été lancés en septembre. Les chercheurs principaux qui ont des propositions de nouvelles collaborations sont encouragés à postuler. Le fonds les appels sont désormais ouverts et se clôtureront le 4 novembre.