マルクス・J・ビューラー

マルクス・J・ビューラー
生まれる	1977
国籍	アメリカ人
市民権	アメリカ人
母校	シュトゥットガルト大学( BS ) ミシガン工科大学( MS ) マックスプランク知能システム研究所およびシュトゥットガルト大学( PhD )
知られている	生体材料の計算材料科学（コラーゲン、シルク、アミロイドなどの構造タンパク質、中間径フィラメント、合成ペプチド材料など）、ナノサイエンスとナノテクノロジー（炭素および派生ナノ材料）、音響化と音楽作曲、サイエンスアート
受賞歴	大統領若手科学者・技術者賞 (PECASE)、ハロルド E. エドガートン教授功績賞、全米科学財団 CAREER 賞、全米工学アカデミー - 工学の最前線、トーマス JR ヒューズ若手研究者賞 (ASME)、ロシター W. レイモンド記念賞 (AIME)、シア・ネマット・ナセル賞 (ASME)、レオナルド・ダ・ヴィンチ賞 (EMI)、スティーブン・ブルナウアー賞 (ACS)、アルフレッド・ノーベル賞(ASCE)、TMS ハーディ賞、MRS 優秀若手研究者賞、フォーサイト研究所ファインマン賞 (理論)、クラリベイト高引用研究者賞、ASMEドラッカー賞
科学者としてのキャリア
フィールド	材料科学、工学科学、機械工学、生体力学、固体力学、生物学、ナノサイエンス、ナノテクノロジー、マテリオミクス、音響化、作曲、音響化、クラシック音楽
機関	カリフォルニア工科大学、マックスプランク金属研究所、マサチューセッツ工科大学
博士課程の指導教員	高華建
Webサイト	翻訳：

マーカス・J・ビューラーは、マサチューセッツ工科大学（MIT）のアメリカ人材料科学者およびエンジニアであり、同大学でマカフィー工学教授職を務めている。^{[1] [2] [3]彼は}MITの土木環境工学部の教員であり、原子分子力学研究所（LAMM）を率いている。^[4]また、シュワルツマンコンピューティングカレッジのMIT計算科学工学センター（CCSE）のメンバーでもある。彼の研究は科学から芸術にまで及び、実験音楽、クラシック音楽、電子音楽の作曲家であり、ソニフィケーションに興味を持っている。^{[5] [6] [7]}彼は自身の作品についてTEDトークを数回行っている。^{[8] [9]}

2013年から2020年まで、MITの土木環境工学科長を務めた。^[10]彼の研究と教育活動は、計算材料科学アプローチを応用して生物材料と合成材料の機能的材料特性を理解することに集中しており、特にマルチスケール材料の機械的特性とナノエンジニアリングに焦点を当てている。

彼の研究には、材料科学、工学、数学、そしてカテゴリー理論を用いた自然素材と芸術とのつながりの確立が組み込まれています。

芸術と科学の境界で活動する彼は、音響化に興味を持つ作曲家でもあります。音響化によって、彼は物質構造を音楽形式に、またその逆に変換する方法を開発し、バイオマテリアルタンパク質設計における音響情報の具体化を実現しました。彼は、マテリオミュージカル作曲技法を開発しました。

2020年にはCOVID-19の病原体を音楽にのせて表現し、芸術と科学の関係を体現した。^{[11] [6] [12] [13] [14]}

2005年にMITに入社する前は、カリフォルニア工科大学化学・化学工学部の材料・プロセスシミュレーションセンターでマルチスケールモデリングおよびソフトウェア統合のディレクターを務めていました。ミシガン工科大学で工学力学の修士号を取得し、シュトゥットガルト大学で化学およびプロセス工学の学士号を取得した後、シュトゥットガルト大学とマックスプランク金属研究所で化学の博士号を取得しました。

ビューラーは、材料科学、工学科学、応用力学のバックグラウンドを持っています。ビューラーの研究は、複数のスケールにわたる生物学的、生物に触発された、合成材料の構造的および機械的特性のボトムアップシミュレーションに焦点を当てており、特にナノスケールと分子の観点からの材料の破損に焦点を当て、天然、生物学的、合成材料で機能的な材料特性がどのように生成されるかについての基本的な理解を深めています。彼は、生物学と工学における複雑な材料現象をボトムアップの観点から説明するために単純な計算モデルを使用することで最もよく知られています。彼の3Dプリンティングに関する研究は、AIとAR / VRの使用、没入型モデリングを含む、新しい材料の統合された計算実験設計を探求しています。^{[15] [16]}

彼の最近の研究は、計算材料科学のアプローチを生物系における材料の破損の研究に適用することに焦点を当てており、これには複数の時間スケールと長さスケールにわたるさまざまな疾患やその他の極限条件における材料の破損の調査が含まれます。彼の主要な貢献は、コラーゲンやシルクなどの構造タンパク質材料の変形と破損の分野にあります。^{[17] [18]}彼の研究は、限られたリソース（エネルギー、材料の体積、水素結合などの弱い構成要素など）にもかかわらず、タンパク質材料が強化された多様な機能を提供できるようにする普遍的な材料設計パラダイムを明らかにし、これらのメカニズムが極限条件や疾患（衝撃、外傷、突然変異、欠陥など）下でどのように破壊されるかを実証しました。

彼の研究は普遍性と多様性のパラダイムを確立し、生物学における物質特性の多機能性（多様性）が、新しい構成要素を発明したり、構成要素の品質に依存したりするのではなく、少数の（普遍的な）構成要素の構造配置を変更することによってどのように達成されるかを説明しました。Buehlerの現在の研究の一部^[19]は、階層的な材料に固有の構造と機能の関係をエンコードするために、知識表現のためのカテゴリー理論的フレームワークであるologsの使用を伴います。

ビューラーは、様々なタイプのシミュレーション手法を用いた材料の理論的および計算的モデリングに関する450以上の論文を発表し、30,000回以上引用されています^[20]。また、原子論的モデリングに関するモノグラフ、バイオマテリアミクスに関する書籍、いくつかの章を執筆しており、世界中で何百もの招待講演、基調講演、全体講演を行っています。彼の作品は、 Nature、Nature Materials、PNAS、Science Advances、Advanced Materials、Royal Society Interfaceなどの査読付き科学雑誌に掲載されています。^[20]

スタンフォード大学の最近の調査では、彼は2020年に世界で最も高い評価を得ている研究者の一人として挙げられ、ナノサイエンス分野の研究者全体の上位0.09%以内にランクインしました。^[21]彼は米国、ヨーロッパ、アジアの実験研究者と幅広く協力しています。彼は、国立科学財団、国防総省、国立衛生研究所（NIH）などの多くの組織や産業界のパートナーから資金提供を受けたいくつかの学際的な研究プロジェクトを含む、多数の研究助成金で主任研究者および共同主任研究者を務めています。

MITでの彼の教育は、工学力学とモデリングとシミュレーション、そして学部生と大学院生に計算研究を紹介することに重点を置いています。彼は材料設計、機械学習、付加製造の分野で専門的な教育コースを教えています。^[22]

彼は、MIT の科目 3.021J モデリングとシミュレーション入門、1.978 ナノからマクロへ: 原子モデル化技術入門、1.545 材料と構造の原子モデル化、および 1.050 工学力学の指導に携わってきました。I. Buehler は、MIT の IS&T 部門と「研究ツールを教室に持ち込む」イニシアチブの範囲内で協力しており、学部生と大学院生の指導と教育でマルチスケール シミュレーション ツールを簡単に使用できるようにするツールを開発しています。また、MIT の学部生研究機会プログラム(UROP) にも積極的に参加しており、教員のメンターを務めています。彼は、MIT サマー リサーチ プログラムの教員アドバイザーであり、Everett Moore Baker Memorial Foundation の教員アドバイザーを務めていました。

彼は教科書『材料破壊の原子論的モデリング』^[23]と『バイオマテリオミクス』^[24]の著者である。前者は材料の機械的特性と原子論と連続体理論の関係に焦点を当てており、後者は生物学的材料の階層構造とモチーフ構造を議論することを目的としています。

ビューラー氏は、PLoS ONE、International Journal of Applied Mechanics、Biophysical Journal、Acta Mechanica Sinica、Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials、Journal of Engineering Mechanics、Journal of Nanomechanics and Micromechanics、Journal of Computational and Theoretical Nanoscience など、いくつかの国際誌の編集者または編集委員を務めています。2011 年以来、共同設立者である BioNanoScience の共同編集長を務めています。2012年にはJournal of the Royal Society Interfaceの編集委員に選出されました。

彼は、 ASCEの工学力学研究所のバイオメカニクス委員会の元委員長、 ASMEの医学と生物学におけるナノエンジニアリング運営委員会の共同委員長、米国バイオメカニクス全国委員会の委員であり、生物学と医学における力学委員会を含むASMEの他のいくつかの委員会に参加しています。また、 MRS Bulletinのボランティアライター、MRSシンポジウムの主催者、およびMRS大学院生賞プログラムへの関与として、材料研究協会でも活動しています。2010年以来、MIT-ドイツプログラム（MISTIドイツ）のディレクターを務めています。彼は、Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materialsの編集長です。^[25]

ビューラーは、全米科学財団CAREER賞、米国空軍若手研究者賞、海軍若手研究者賞、およびDARPA若手教員賞を受賞した。ビューラーは、全米技術アカデミーの工学の最先端シンポジウムに招待された。2023年、彼は全米技術アカデミーに選出された。^[26] 2009年、彼の研究は科学者・技術者のための大統領若手キャリア賞（PECASE）で認められた。彼は、2010年にハロルド・E・エドガートン教員功績賞、2010年にASMEシア・ネマット・ナセル賞、2011年にトーマス・J・R・ヒューズ若手研究者賞、2011年にロシター・W・レイモンド記念賞を受賞した。2011年には、EMIから第1回レオナルド・ダ・ヴィンチ賞を受賞した。彼の研究は、アルフレッド・ノーベル賞を含むいくつかの賞で認められた。 2021年にASMEドラッカーメダルを受賞した。^[27]

• LAMMでの出版物リスト
• 3Dプリントとクモの巣に関するNPRの記事
• タンパク質設計に関するフォーブス誌の記事
• 科学キャリア: 勝利の戦略: PECASE 受賞者からのアドバイス
• コロナウイルスを中和するために体内で作られる抗体タンパク質には交響曲がある
• アメリカ大学 MIT: Die Mühen der Spitze
• シルクの秘密を解き明かす
• 失敗から学ぶ
• MITが骨の強さの秘密を探る
• ムール貝にヒントを得た建築デザインに関するNBCの記事
• コロナウイルス対策に関するウォールストリートジャーナルの記事
• 全米工学アカデミー - 工学の最先端シンポジウム
• 数学モデルはコラーゲン疾患の研究に役立つかもしれない
• クラシックFMラジオ局の記事と放送
• 小さく考えよう！素早く考えよう！原子モデルは学生がナノスケールの問題を視覚化するのに役立ちます
• ビューラー氏がMITの研究所全体の寄付講座教授に任命される
• タンパク質の水素結合を切断するにはスピードが重要な役割を果たす
• MITの研究者が小さな亀裂の大きな影響を観察
• S. Cranford、M. Buehler、「マテリオミクス：ナノからマクロまでの生物学的タンパク質材料」、ナノテクノロジー、科学およびアプリケーション、第3巻、pp. 127〜148、2010年。
• 自然をもっと良くする
• MJ Buehler、「弱点を強みに変える」、Nano Today、Vol.5(5)、pp.379-383、2010年。
• ビューラー氏が初代レオナルド・ダ・ヴィンチ賞を受賞
• MIT-ドイツプログラムとMIT-ドイツシード基金
• 研究者はクモの糸に見られるパターンとメロディーを関連付ける
• ベートーヴェンとのつながり
• マルクス・ビューラーが土木環境工学科長に任命される
• 蜘蛛の巣の音楽: 芸術と科学の感動的な調和
• クモの巣の音楽: タンパク質を音楽に変換し、またその逆を行う
• Materiomusic: コロナウイルスと AI にヒントを得たタンパク質を音楽に

• MIT 原子分子力学研究所
• MITのウェブサイト
• MIT原子分子力学研究所のグループメンバー
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