O Dia de Semina¡rio anual da Caltech oferece a ex-alunos de todo o mundo a oportunidade de ouvir sobre pesquisas empolgantes e novas descobertas de especialistas em vários campos da ciaªncia, tecnologia e engenharia. O Semina¡rio Dia 2021, apresentado em 15 de maio pela Caltech Alumni Association, marcou a segunda vez na história de 84 anos do evento que ele foi realizado virtualmente por causa da pandemia COVID-19, com palestrantes e participantes aderindo via Zoom. As 761 pessoas de 16países que participaram ouviram ex-alunos, professores e outros luminares do Instituto discutirem tópicos, incluindo buracos negros supermassivos, o poder da inteligaªncia artificial e a busca por vida fora da Terra.

"Amedida que o miasma da pandemia do coronava­rus aumenta, precisamos salvar nossas conexões e celebrar nossas realizações", disse o presidente da Caltech, Thomas F. Rosenbaum. "Hoje, o Dia do Semina¡rio, éuma grande oportunidade. Obrigado por fazer parte deste esfora§o." Rosenbaum e o colunista Patt Morrison do Los Angeles Times foram os anfitriaµes do evento, apresentando as quatro apresentações.

A primeira palestra, "The Supermassive Black Hole Story", apresentou Andrea Ghez (MS '89, PhD '92), Lauren B. Leichtman e Arthur E. Levine Professores de Astrofísica na UCLA. Ghez recebeu o Praªmio Nobel em 2020 por uma pesquisa pioneira que ajudou a revelar um buraco negro supermassivo a  espreita no centro da gala¡xia da Via La¡ctea. Em sua palestra no Dia do Semina¡rio, ela explicou o trabalho que levou a essa descoberta e como isso impactou o campo da astrofa­sica.

"Isso nos deu a melhor evidência hoje de que esses objetos exa³ticos existem no universo e nos forneceu um laboratório maravilhoso para entender a física dos buracos negros", disse ela. "Em outras palavras, como os buracos negros distorcem o Espaço-tempo ou como a gravidade funciona perto de um buraco negro supermassivo ... e que papel os buracos negros desempenham na formação e evolução das gala¡xias?"

Ghez explicou que a existaªncia de buracos negros foi teorizada antes de ser provada experimentalmente. Os fa­sicos perceberam que uma estrela muito maior do que o nosso Sol, ao morrer, colapsaria sobre si mesma para criar um pequeno objeto no qual a gravidade superaria todas as outras forças conhecidas. Mais tarde, a existaªncia de buracos negros foi comprovada graças a experimentos como a colaboração Caltech / MIT LIGO. Em contraste, ela disse, o conhecimento de buracos negros supermassivos, como aquele no centro de nossa gala¡xia, que tem um milha£o a um bilha£o de vezes a massa do Sol, começou no lado observacional antes de sua existaªncia ser explicada teoricamente.

O moderador Satoshi Ohtake (BS '00), diretor saªnior de pesquisa e desenvolvimento farmacaªutico da Pfizer, apresentou o painel de discussão voltado para o futuro "Sangue, suor e la¡grimas, encontre seu melhor amigo: IA." O painel incluiu os membros do corpo docente do Caltech, Animashree Anandkumar e David Van Valen (PhD '11), e Christie Canaria (PhD '08), diretora de programa do Centro de Desenvolvimento de Pesquisa e Inovação em Pequenas Empresas (SBIR) do Instituto Nacional do Ca¢ncer. Os painelistas cobriram o poder transformador da inteligaªncia artificial para os campos médicos, particularmente em sua capacidade de olhar para imagens médicas e encontrar padraµes em enormes conjuntos de dados que os humanos podem perder ou não ter largura de banda para assumir.

"Bons modelos [IA] que podem avaliar se hátumores e qual éo estado de saúde podem fazer uma grande diferença porque os radiologistas hoje são escassos", disse Anandkumar, que trabalha nessa pesquisa na Nvidia. "E também háo componente de tempo: se pudanãssemos fazer isso rapidamente, talvez vocêpudesse ter mais insights em tempo real sobre o que estãoacontecendo [dentro do corpo]."

Canaria apontou outra grande área de crescimento da IA ​​na medicina: o processamento de linguagem natural ou a capacidade de uma ma¡quina de entender a linguagem falada ou escrita. Tal IA poderia ser desencadeado nas notas e registros médicos de um cla­nico para descobrir pistas e padraµes neles ocultos.

Na terceira sessão, "Imagem fotoacaºstica: de organelas a pacientes com ca¢ncer", o professor Bren de Engenharia Manãdica e Engenharia Elanãtrica Lihong Wang explicou sua busca para desenvolver novas ferramentas que nos permitiriam examinar o corpo de forma não invasiva para obter melhores diagnósticos médicos. Ver as moléculas dentro do corpo tem sido um desafio de séculos porque os tecidos biola³gicos opacos espalham a luz, evitando que tecnologias mais antigas, como microscopia e imagens a laser, penetrem muito longe. Wang combina luz e som de maneiras inteligentes para criar imagens de alta resolução dentro do corpo.

Ele diz que essa tecnologia pode ser usada para pesquisas biológicas ba¡sicas e para a descoberta de medicamentos, em que um pesquisador precisa monitorar repetidamente o que estãoacontecendo dentro de uma cobaia. a‰ importante ressaltar que a imagem fotoacaºstica de Wang não carrega consigo a exposição a  radiação potencialmente prejudicial que vem com os exames de raios-X, por exemplo. Ele diz que também éútil para tentar ver dentro do cérebro.

“a‰ muito difa­cil fazer isso com qualquer outra forma de imagem, então a a³tica tem um papel aºnico a desempenhar”, diz Wang. "No entanto, os meios a³pticos padrãonão permitem que vocêveja todo o cérebro em alta resolução. Nossas tecnologias estãoprontas para essa aplicação porque podemos ver todo o cérebro."

No semina¡rio final, "Existe Vida Além da Terra?" Mike Brown, Richard e Barbara Rosenberg Professor de Astronomia Planeta¡ria, enquadraram a busca por vida extraterrestre desta forma: os cientistas sabem que os princa­pios ba¡sicos da física, química e geologia que funcionam na Terra estãoem ação em outros mundos. O mesmo éverdade para a aerona¡utica, que o helica³ptero Ingenuity mostrou novamente quando voou em Marte. A existaªncia de vida em outros planetas depende de se isso também éverdade para o campo da biologia. "A biologia já trabalhou além da terra, ou érealmente apenas algo que éaºnico aqui."

Heather Knutson, professora de ciência planeta¡ria, explicou como sua pesquisa, estudando as atmosferas de planetas que orbitam outras estrelas, pode ser o caminho não apenas para encontrar mundos distantes que são potencialmente habita¡veis, mas também para encontrar as assinaturas de vida que podem existir la¡.

“A atmosfera prepara o terreno para a vida”, diz ela. "Ele determina as condições nasuperfÍcie, se vocêrealmente obtanãm ou não aquela águala­quida [que énecessa¡ria para a vida]. Mas também a atmosfera pode ser uma espanãcie de reposita³rio de materiais produzidos pela vida. Então, se vocêtiver poucas bactanãrias cobrindo asuperfÍcie de seu planeta, eles estãoabsorvendo gases e liberando gases e, portanto, podem alterar a composição da atmosfera simplesmente por estarem la¡. "

Andrea Ghez (MS '89, PhD '92), Lauren B. Leichtman e Arthur E. Levine Professor de Astrofísica, UCLA; diretor, UCLA Galactic Center Group; Laureado, Praªmio Nobel de Fa­sica de 2020

Animashree (Anima) Anandkumar, Bren Professor de Computação e Ciências Matema¡ticas; codiretor, DOLCIT (Decisão, Otimização e Aprendizagem no California Institute of Technology); diretor de pesquisa de aprendizado de ma¡quina, NVIDIA

Christie Canaria (PhD '08), diretora do programa, Centro de Desenvolvimento de Inovação em Pequenas Empresas do Instituto Nacional do Ca¢ncer (SBIR); vice-presidente, governana§a, Conselho de diretores da Caltech Alumni Association

David Van Valen (PhD '11), professor assistente de biologia e engenharia biológica

Satoshi Ohtake (BS '00), diretor saªnior de pesquisa e desenvolvimento farmacaªutico da Pfizer; presidente, Conselho de diretores da Caltech Alumni Association

Lihong Wang éo professor Bren de Engenharia Manãdica e Engenharia Elanãtrica

Woodward (Woody) Fischer , professor de geobiologia; diretor associado, Centro de Sistemas e Tecnologias Auta´nomas

Kevin Peter Hand , principal investigador e diretor do JPL Ocean Worlds Laboratory; cientista do projeto, Europa Lander Mission Concept

Heather A. Knutson , professora de ciência planeta¡ria

Michael E. (Mike) Brown , Richard e Barbara Rosenberg Professor de Astronomia Planeta¡ria; Terence D. Barr Leadership Chair, Center for Comparative Planetary Evolution; diretor, Caltech Center for Comparative Planetary Evolution