安捷伦科学未来-采访亚历山德拉理查德森
的科学期货该项目是由安捷伦科技公司设计的一个倡议，旨在从博士生圆桌会议上获得学术界和工业界之间的合作关系对他们工作的影响的观点和观点。在本期节目中，我们将听到Alexandra Richardson的评论。
Alex是伦敦国王学院的一名学生，在那里她正在使用被动采样器设备研究环境中的药物化合物。她的研究是一个为期四年的资助博士项目的一部分，来自伦敦跨学科生物科学联盟(LIDo)工业案例(iCase)奖学金，与安捷伦技术公司合作。
在这次采访中，Alex向我们讲述了更多关于她的研究，技术在其中扮演的角色，以及行业合作伙伴的重要性。
你能告诉我们一些关于你的研究和你希望达到的目标吗?
亚历克斯·理查森(AR):我的研究目的是用人工设备代替无脊椎动物的测试，比如被动采样器。不幸的是，在我们的河流系统中，有来自我们日常生活中使用的药物、农药和其他化学物质的污染。这些污染物通过污水和污水处理厂处理后的排放物进入河流。我们可以使用各种技术很容易地测量水中污染物的浓度，但更棘手的是测量动物体内污染物的浓度。目前，我们这样做的方式包括捕捉动物，杀死它，处理它和一长串的其他步骤，这些步骤相当复杂，坦率地说，令人不快。
我要做的是使用一种人工设备，比如被动采样器，它可以在河里放置7天左右。在此期间，被动采样器就像一块化学海绵，吸收水中的一些污染物。在七天结束时，我们可以从河里收集被动采样器并提取被吸收的东西。从那里，计划是使用机器学习工具来预测动物体内的浓度，从被动采样器吸收了什么和多少。然后我们就可以对动物体内的药物和其他污染物进行快速评估，而不需要出去抓这些小家伙。
在这项研究中，我观察了一种微小的无脊椎动物叫做Gammarus pulex这是一种非常小的虾，是欧洲和英国河流和小溪中大多数食物网的基础。我们希望，如果这项工作成功了，我们可以把它扩展到更大的脊椎动物，比如鱼类。
你的研究中是否有一个你正在解决的特定问题或问题?
基于“增大化现实”技术:在进行这项研究的过程中，我遇到了一些挑战。其中一个浮现在我脑海里的是机器学习，并试图弄清楚如何将正确的机器应用到我的研究问题上。机器学习模型是很好的工具，也是一个令人兴奋的领域，但最初我很难理解它们工作背后的数学原理，数学从来不是我最擅长的学科。这在一定程度上是因为我想要了解模型内部到底发生了什么，而不是简单地把它当作一个可以正常工作的黑盒。让我有点惊讶的是，机器学习的领域比我最初想象的要大得多，包括回归和主成分分析(PCA)等“日常”算法，以及神经网络和深度学习。我即将面临的一个挑战是选择正确的模型来进行从被动采样器到动物的预测。老实说，我真的不知道哪种模式会起作用，所以我目前的计划是尝试几个，看看哪些可行，然后从那里开始。使用和创建有用模型的另一个挑战是，模型的好坏取决于用于开发模型的数据。因此，必须注意确保我收集和用于训练模型的数据是高质量的，以便创建一个健壮的预测工具。最重要的是，这些算法需要几个不同的输入或特征来进行预测，比如分子的重量或碳的数量等。 Selecting which of those features to use and what combination is an entirely different kettle of fish to selecting the type of model and I suspect I will fall down a deep rabbit hole of feature/input selection before the end of my PhD. Though I am looking forward to the challenge of trying out different combinations of models and features to find the best fit, it will be like solving a big puzzle.
你的研究最重要的成果是什么?
基于“增大化现实”技术:我热爱环境，我想帮助保护这些神奇的栖息地，让后代享受。通过开发可以用来更好地评估水中和生活在那里的动物的化学污染的工具，我希望在保护和维持这些生态系统方面发挥一小部分作用。最重要的是，我发现机器学习在环境问题上的应用令人着迷。因此，能够用人工设备来模拟活体的可能性，比如我的被动采样器，是非常令人兴奋的，而且可能在我的领域之外有应用。
你的研究解决了哪些全球或社会挑战?
基于“增大化现实”技术:全球和社会面临的挑战是药物污染和环境中新出现的污染物。这项研究将提供一种快速监测生态系统和动物体内这些污染物的方法。目前，我们制定了有关水系统中这些污染物的“安全”水平的政策，但如果“安全”水平实际上是致命的或对动物构成重大风险，那么这个水平就不能很有效地保护环境。有了这项技术和知识，我们就有可能确定哪些污染物对环境构成威胁，并找到更好的方法从废水中去除这些污染物。
科技在你的研究中扮演了什么角色?
基于“增大化现实”技术:在我的博士生涯中，技术发挥了比我们预期的更大的作用。最初的被动采样，我们将使用一个市售的被动采样器。通过与同事的交流，我决定用3D打印技术开发自己的被动采样器。在我们的实验室里有一台3D打印机，这让我在一个与预期略有不同的方向上攻读博士学位，但思路是一样的。在我的研究中，通过互联网获取开源信息非常有用。从3D打印的在线课程，到开放期刊访问，再到丰富的R和Python代码在线文档。这在尝试新东西或调试脚本时非常有用。
为了保持这一领域的势头，并继续推动这些进步，我们需要获得能力和技术，无论是通过开源期刊还是通过鼓励产业界和学术界之间的合作。
在你的研究中，师徒关系有多重要?
基于“增大化现实”技术:对我来说，导师在我研究的各个方面都非常重要，无论是在我刚刚开始研究的时候，还是在现在的几年里。我想说，我最大的支持不仅来自我的主要主管，博士。利昂·巴伦，但是其他的博士生,博士后,学者，和专业人士我所接触到的在我的博士生涯中。这些人一直很好地提供支持和指导过他们能做到的方式，从训练我新的乐器和技术到问我难题迫使我停下来的问题思考。
对我来说什么才是辉煌伦敦国王学院有一个论文进度委员会。这是一群帮助指导你完成博士学位的专家。对我来说，这很有帮助，因为他们不像我这么接近我的工作，可以帮助我看到更大的图景，让一切都保持正确的角度。在安捷伦，我在Church Stretton工厂的行业主管David Neep博士和钱德尔的Marcus Chadha的支持是无价的。从让我接触消耗品到帮助我驾驭质谱和安捷伦软件的世界。
我在KCL和帝国理工学院的整个管理团队都很棒，很高兴知道我可以敲开他们的门，说“我自己的大脑太深奥了，我能和你谈谈这个吗”或“我有一个想法，但不知道如何实现它”，他们会抽出时间帮助我。
你是否有机会与行业和公司互动以推进你的研究?
基于“增大化现实”技术:我的博士研究部分是由安捷伦科技公司资助的，他们在很多方面都给予了我极大的支持。从提供消耗品，到培训我使用他们的仪器，再到支持我参加会议和研讨会。除了安捷伦，我还有机会与威尔士自然资源公司和其他学术团体合作，开展了一些非常有趣的项目，并取得了一些很好的成果我已经发表了希望将来会有更多的论文发表。
我认为，产业界和学术界之间的合作对所有领域的科学未来都非常重要，因为学术界的前沿研究和想法可以得到产业界的实践经验和专业知识的支持，从而更好地开发和改进产品或工艺，我们都在共同努力。
你能告诉我们更多关于从学术界进入行业的技能差距吗?
基于“增大化现实”技术:从我过去的经验来看，在实践经验、实用知识和对行业流程的理解方面，从我的硕士课程到行业的学习肯定存在技能差距。我发现，我理解了我在工作中所做的一些过程背后的理论，但将这些知识应用到实际场景中是非常不同的。我可以看到，对于其他可能没有和我一样的硕士经历的学生来说，这是真的。他们可能在硕士或本科期间接触过一次分析仪器，然后进入行业，在那里他们几乎被期望，取决于工作空间，知道和理解为什么某些事情是这样做的。从行业的角度来看，弥补这一差距的方法是引入更多的“行业入门”培训计划，就像医生所做的那样，但在行业中，所以你不仅仅是进入行业，硕士学位后的第一份工作，并被要求安装一个你只接触过一次的仪器。
根据你的学习和研究工作，你对你的职业目标有什么设想?
基于“增大化现实”技术:说实话，我自己还没有完全决定，我认为自己仍然在研究，但无论是在学术界、工业界还是公务员部门，我都很灵活。现在，我想做一个一两年的博士后项目，以便更好地体验更广阔的学术世界，作为一名博士生，你仍然受到很大的保护。话虽如此，我知道无论我最终在哪里，我都希望与工业界建立联系，因为他们是使用学术界开发的技术的人，并且每天都在应用它。
作为一名博士生，在理解你在博士学位结束时的选择时，你面临着什么挑战?
基于“增大化现实”技术:对我来说，最大的挑战是优柔寡断。我知道我要去哪里，但我还不太清楚那是什么。在选择方面，如前所述，我想在从事其他工作之前读一个博士后。我不知道我是否准备好开始自己的实验室，但这是未来的另一个想法。
我试着让我的选择尽可能的开放和灵活。并不是说我只是坐在那里等着事情发生，而是我知道，如果我在心里把一些事情固定下来，通常情况下，曲线球就会向你飞来，打乱你的计划。例如，最初，我只应该在英国花一年半的时间获得硕士学位，然后返回澳大利亚，而我仍然在这里读博士几乎六年之后，花了两年的时间在行业博士后。
你认为自己在现实世界的成就方面准备得如何?
基于“增大化现实”技术:我想说，在我的博士课程中，我给自己上了一堂技能速成课，这些技能非常适用于我未来的工作。在为现实世界做好准备方面，我不能说我已经100%准备好了，但是我正在学习技能，建立我的技能库，这些技能将使我为现实世界的成就做好准备。通过与行业合作伙伴合作获得技术为我开辟了新的职业视野，我很高兴能决定我将攻读博士后学位的方向。
继续关注科学未来的下一期，在那里Max Lennart Feuerstein将分享他的经验。
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