Geschichten von der innovativsten Schule der USA

Jun 25, 2023

Jonathan Klane, MSEd., CIH, CSP, CHMM, CIT, ist leitender Sicherheitsredakteur für Lab Manager. Seine Karriere im Bereich EHS und Risiko erstreckt sich über mehr als drei Jahrzehnte in verschiedenen Rollen als ...

Jeder möchte innovativ sein, mehr Innovationen sehen und coole neue Technologien nutzen. Doch wie entsteht Innovation? Wer sind Innovatoren und was erklärt ihre Innovationsfähigkeit?

Laut US News und World Report wurde die Arizona State University (ASU) in den letzten sieben Jahren zur Nummer 1 in Sachen Innovation gekürt. Ich habe mich an meine Kontakte in der technischen Abteilung der ASU gewandt, um von denjenigen, die es am besten können, verschiedene Perspektiven und Ansätze für Innovationen zu erhalten. Jeder Principal Investigator (PI) vertrat in seinem Interview einen anderen Ansatz und zeigte, wie ASU Innovatoren anzieht und Kreativität fördert.

Mary Laura Lind, PhD, ist außerordentliche Professorin für Chemieingenieurwesen und Fulton Entrepreneurial Professor an der School for Engineering of Matter, Transport, and Energy (SEMTE) der ASU. Sie ist außerdem ehemalige Lehrstuhlinhaberin des Graduiertenprogramms für Chemieingenieurwesen, Mitglied des Biodesign Center for Bioelectronics and Biosensors der ASU und hat eine Forschungsstelle an der Mayo Clinic in der Abteilung für Nephrologie und Bluthochdruck. Sie ist eine Innovatorin, doch ihre wahre Leidenschaft ist das Unterrichten des Wahlfachs „Innovation im Ingenieurwesen“ für Doktoranden, da dieser in anderen Kursen nicht oft behandelt wird und für Studenten von entscheidender Bedeutung ist, um zu Beginn ihrer wissenschaftlichen Karriere etwas zu lernen.

Sie lehrt nicht nur Innovation, sondern ist auch Teil eines multiuniversitären Nano-in-Wasser-Zentrums namens NEWT (Nanotechnology Enabled Water Treatment). Die drei wissenschaftlichen Schwerpunkte liegen in der Nanotechnologie – Multifunktionsmaterialien, Nanophotonik sowie Ablagerungs- und Verschmutzungskontrolle. Dieses kollaborative, multidisziplinäre Team und der Problemlösungsansatz veranschaulichen ihre Methode, innovative Möglichkeiten zu schaffen.

Diese Innovationsbeispiele und realen Lösungen helfen ihren Schülern, die Vorteile des multidisziplinären Problemlösungsmodells zu erkennen, trotz des erforderlichen Zeitaufwands. Im Rahmen dieser Methodik priorisiert sie ihr eigenes Lernen im Bereich Innovation und arbeitet mit verschiedenen Zentren zusammen, um Ressourcen zu teilen. „Es geht darum, eine innovative Gemeinschaft von Wissenschaftlern und Design-Denkern zu fördern“, sagt Lind.

Ihre Mitarbeiter arbeiten daran, so viel wie möglich beizutragen; Sie sind Ihr wichtigstes Kapital.

Ihrer Ansicht nach ist „Innovation Teil der eigenen Praxis – sie kommt einer Denkweise nahe.“ Wir brauchen andere, die eine Gesamtvision teilen, aber dennoch multidisziplinär sind und über starke Ethik und komplementäre Fähigkeiten verfügen.“ Lind bezeichnet einen weiteren außerordentlichen Ingenieurprofessor der ASU, Zachary Holman, als eine Führungspersönlichkeit in dieser Gemeinschaft.

Sie betont außerdem: „Schaffen Sie eine Kultur der Innovation, nutzen Sie einen Systemansatz zum Lernen, zur Kommunikation, zur Weiterentwicklung anderer, zum Lösen von Problemen, seien Sie kreativ und genießen Sie Ihr Lebenswerk.“ Zu ihren allgemeinen Themen gehören „häufige oder wichtige Probleme finden, iterieren und schnell scheitern“ als Teil des Lernprozesses.

Edd Gibson, PhD, PE, ist Professor und Sunstate-Lehrstuhl für Baumanagement und Bauingenieurwesen an der School of Sustainable Engineering and the Built Environment (SSEBE) der ASU, die er von 2010 bis 2018 leitete und erheblich ausbaute. Er war PI Mehr als 11 Millionen US-Dollar an Forschung, finanziert von NSF, NOAA, Energieministerium, NIOSH, US Army Corps of Engineers, National Research Council und anderen. Er hat viele Tools des Construction Industry Institute entwickelt, darunter das integrierte Tool zur Risikobewertung von Projekten, und ist möglicherweise vor allem für seine Arbeit im Front-End-Engineering-Design (FEED) bekannt.

Im Rahmen von SSEBE startete Gibson die Global Center for Safety Initiative (GCSI), das OSHA Education Center der ASU und das Projekt Prevention through Design Initiative (PtDI), die mit Gibsons Förderung gewachsen sind und viele Forscher und Fachleute zur Zusammenarbeit in der Forschung angezogen haben. Übungspapiere und Workshops. Seine Perspektive bezieht sich auf die entscheidende Rolle der Führung: „[Sie] brauchen eine gute Vision (oder müssen ein Visionär sein), wohin die Organisation heute gehen soll.“

Wie Gibson sagt: „Im Bauingenieurwesen hat sich im Laufe der Jahre nicht viel geändert“, daher ist es wichtig, Innovationen wie diese auszuprobieren, die er gefördert und unterstützt hat: Ed Kavazanjian, PhD's Center for Bio-Mediated and Bio-Inspired Geotechnics (CBBG); Bruce Rittman, Ph.D. Membran-Biofilmreaktor und Biokraftstoff-Abwasserbehandlungszentrum, Netto-Null-Abfall-Energieforschung; und Arbeit über Darmbiom und Autismus von Rosa Krajmalnik-Brown, PhD. Ein weiterer unkonventioneller Ansatz bestand darin, den Physiker Klaus Lackner, PhD, an die ASU zu holen. Dort leitet Lackner das Zentrum für negative Kohlenstoffemissionen und schlug 1999 als erster vor, Kohlenstoff durch die künstliche Abscheidung von Kohlendioxid zu verwalten, eine Innovation für die damalige Zeit.

Diese Projekte zeigen, wie Gibson Ingenieurwesen mit Chemie, Biologie, Physik und Materialwissenschaften verbindet. Er sieht Vorteile und Nutzen darin, „Grenzen zu überwinden, anspruchsvolle Ziele zu verfolgen, Spitzenforschung zu ermöglichen und vor allem zusammenzuarbeiten“. Angesichts der Tatsache, wie menschengetrieben und multidisziplinär Innovationen sind, fungierte er als Matchmaker, um Teams zusammenzubringen. Zu den Eigenschaften und Handlungen, die seinen innovativen Charakter fördern, gehören Leidenschaft, die Bereitschaft, manchmal zu scheitern, die Teilnahme an Vorträgen anderer und das ständige Anhören der Ideen anderer. Er hat diese in unterschiedlichem Maße genutzt, um die vielen Forscher von SSEBE wie die oben genannten zu unterstützen und zu unterstützen.

Während Gibson darüber nachdenkt, wie Innovationen gefördert werden können, fragt er sich: „Ist das die richtige Richtung?“ Möglicherweise erkennen wir das Talent nicht. Was sind also die Wege im Vergleich zu den Risiken? Gibt es unbeabsichtigte Folgen? Was ist, wenn x passiert?“

Als nächstes fügt er Gedanken zu Experimenten und ihrer Vision hinzu – wie erreichen wir das Ziel und bleiben dabei unvoreingenommen? Er bietet mehr über Ideen: „Woher kommen meine Ideen?“ Es ist diese Stimme oder Intuition, die manchmal auftaucht, während ich schlafe, während unser Gehirn an der Problemlösung arbeitet.“ Gibson denkt gern viele „Schachzüge“ voraus. Erstens muss die Richtung der Menschheit zugute kommen. „Wenn nicht, warum tust du das?“ Dann empfiehlt er: „Seien Sie flink und flexibel genug, um weiterzumachen und zu lernen.“

Gibson musste früh lernen, ein Anführer zu sein. Mit 19 leitete er eine Brückenbaumannschaft und mit 25 wurde er Zugführer, der in einer Kampfzone mit geringer Intensität eingesetzt wurde. Er weist darauf hin, dass Führungskräfte eine Perspektive brauchen. Wie Gibson sagt: „Ihre Leute arbeiten daran, so viel wie möglich beizutragen; Sie sind Ihr wichtigstes Kapital.“ Finden Sie kreative Mitarbeiter. Er räumt ein, dass „nicht alle guten Forscher immer großartige Führungskräfte sind“ und dass „die eigenen Führungsqualitäten oft über die gesamte Karriere hinweg verfeinert werden“.

Ed Kavazanjian, PhD, PE, GE, ist Regentsprofessor für Geotechnik an der SSEBE. Er ist Mitglied der National Academy of Engineering (NAE) für seine international anerkannten Arbeiten zu Deponien, festen Abfällen und geotechnischem Erdbebeningenieurwesen. Er ist ein angesehenes Mitglied der American Society of Civil Engineers und Direktor der CBBG. Er war Hauptautor des Leitfadens der Federal Highway Administration für seismische Analysen, geotechnische Transportanlagen und strukturelle Fundamente.

Kavazanjian zitiert Isaac Newtons berühmtes Zitat „Ich stehe auf den Schultern von Riesen“ und sagt, dass seine Arbeit am CBBG auf früheren Forschungen aufbaut. Obwohl Kavazanjian auf der Arbeit anderer aufbaut, stellt er sicher, dass seine Arbeit über bloße inkrementelle Innovation hinausgeht. Seine Beiträge auf diesem Gebiet sind bedeutsam und einzigartig und basieren auf Erkenntnissen aus anderen Bereichen. „Man muss etwas anders machen als andere – nicht nur inkrementell anders, sondern tatsächlich Schritt für Schritt. Sie sollten Ihren eigenen Kurs festlegen und sich von Ihren oder anderen Fachgebieten inspirieren lassen und diese auf Ihre Probleme anwenden.“

Ein weiterer wichtiger Ratschlag, den Kavazanjian zu innovativen Ideen gibt, ist, „dem Geld zu folgen“. Das mag vielleicht krass erscheinen, aber wie er betont: „Es ist nur dann eine gute Idee, wenn derjenige mit dem Geld es für eine gute Idee hält, also finden Sie es heraus.“ Es ist eine praktische Sichtweise; Innovation erfordert Finanzierung und es gibt nur begrenzte Möglichkeiten.

Aufgrund seiner Fachkenntnisse in der Deponietechnik mit Geokunststoffen wurde Kavazanjian zu einem Symposium über die Erhaltung archäologischer Stätten eingeladen. Er erfuhr, dass Archäologen die Artefakte ausgruben, untersuchten und dann wieder begruben, weil Museen bereits „voll mit Sachen“ seien. Es handelt sich um einen innovativen Ansatz, der jedoch nachteilige Auswirkungen hatte: Das Geotextil klebte aufgrund der Biozementierung durch Kalziumkarbonat-Ausfällung am Mosaik fest. Ebenso war ihm bewusst, dass „eine Deponie mit Sickerwasser die Kies-Sickerwasser-Sammelschicht biozementierte und steinhart wurde.“ Er erkannte, dass Probleme wie diese, im richtigen Kontext angewendet, zu innovativen, vorteilhaften Anwendungen der Biozementierung führen können, wie z. B. der Erstellung von Tunnelauskleidungen, der Stützung von Fundamenten, der Eindämmung der erdbebenbedingten Bodenverflüssigung oder der Quantifizierung der „Abfall-Scherwellengeschwindigkeit“.

Er war auch an mehreren Deponien beteiligt, darunter an einem Superfund-Standort im LA County, wo er Kenneth Stokoe, PhD von der University of Texas Austin, damit beauftragte, die Scherwellengeschwindigkeit des Abfalls, des Superfund-Standorts und anderer bestehender Deponien mithilfe von Techniken zu messen, die Stokoe am Boden entwickelt hatte Websites. Er und Stokoe veröffentlichten die Ergebnisse und wurden zu anerkannten Experten auf diesem Gebiet. Durch viel Arbeit hat er einen Abfallbehälter entwickelt, den die Menschen auch 25 Jahre später noch verwenden.

Kavazanjian empfiehlt: „Suchen Sie nach Dingen, die einen Unterschied machen. Wissenschaft ist ein Mannschaftssport; man muss nicht alles verstehen.“ Er fügt hinzu: „Seien Sie ein Moderator für andere mit unterschiedlichem Hintergrund.“

Die Gemeinsamkeiten dieser drei Innovatoren sind Leidenschaft, Problemlösung, Risikobereitschaft und Ideenforschung. Sie brauchen Raum, um kreativ zu sein, mit einem kollaborativen multidisziplinären Team zusammenzuarbeiten und die Wege des anderen zu teilen. Sie sind bereit zu scheitern und lernen immer mehr. Sie alle würdigen ASU-Präsident Michael Crow für die Führung und Inspiration von Innovationen bei Lehrkräften, Forschern, Studenten und Mitarbeitern.

Wenn diese drei Elemente gemeinsam genutzt werden, kann Innovation beobachtet, gelebt, gelehrt, geleitet, gemessen, geschätzt, finanziert, erleichtert und Teil der Kultur einer Organisation werden. Durch die Betrachtung mehrerer Perspektiven entsteht ein umfassenderes Bild davon, wie, wann und unter welchen Umständen Innovationen stattfinden.

Wie könnten Sie zu Innovationen inspiriert werden?