هر اندازه گیری شامل چهار بازه اندازه گیری بود که در آن سرعت چرخش به صورت لگاریتمی از 0.1 به 1000 rpm (تقریباً 0.05 تا 500 mm s-1) در بازه اول و سوم افزایش یافت و از 1000 به 0.1 دور در دقیقه در بازه دوم و چهارم کاهش یافت. ، به ترتیب. مدت زمان یک بازه 300 ثانیه بود، بنابراین اندازه گیری کامل 1200 ثانیه طول کشید. ضریب اصطکاک (μ) با استفاده از نیروی اصطکاک (FF) و نیروی نرمال (FN) همانطور که در نشان داده شده است تعیین می شود.

نتایج اولین بازه به طور مداوم از نتایج فواصل بعدی منحرف شد. این به احتمال زیاد به این دلیل است که نمونه به طور کامل بین سطوح قرار نگرفته بود یا به این دلیل که سیستم به سادگی به حالت تعادل نرسیده بود. بنابراین نتایج بازه اول دور ریخته شد و تنها نتایج بازه دوم، سوم و چهارم برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شد زیرا این بازه ها بسیار قابل تکرار بودند. نمونه ها در سه تکرار اندازه گیری شدند. نتایج تعلیق ذرات ارائه شده در مجموعه داده‌های مشابه با جفت‌های پروب شیشه‌ای و PDMS یکسان اندازه‌گیری می‌شوند تا تأثیر تفاوت‌های کوچک در خواص (سطحی) پروب و بسترها به حداقل برسد.

3 نتیجه

برای بررسی خواص روانکاری ذرات نرم بین سطوح نسبتاً سخت، از سوسپانسیون های میکروذرات هیدروژل استفاده می کنیم. ما ضرایب اصطکاک را با استفاده از یک تریبومتر مجهز به یک توپ شیشه ای و پین های پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) اندازه گیری می کنیم. ما ابتدا منحنی‌های اصطکاک را برای تعلیق‌های خود در حداکثر کسر بسته‌بندی نشان می‌دهیم که در اینجا به عنوان 100% نامیده می‌شود (شکل 4). ذرات موجود در سوسپانسیون حاوی 15 درصد ژلاتین و اندازه ذرات متوسط ​​8 میکرومتر بودند. ما سوسپانسیون ذرات ژلاتین خود را با محلول ژلاتینی که حاوی همان غلظت ژلاتین کل است مقایسه می کنیم. هم محلول ژلاتین و هم سوسپانسیون ذرات ژلاتین ضریب اصطکاک بسیار کمتری نسبت به آب دارند. ژلاتین هم به صورت محلول پلیمری و هم به عنوان سوسپانسیون ذرات جامد می تواند ضریب اصطکاک را به طور موثر کاهش دهد. این تعجب آور نیست، زیرا محلول های پلیمری زیستی به عنوان ضرایب اصطکاک پایین شناخته شده اند. 2،13،32-34 همانطور که مشاهده می شود، ضرایب اصطکاک برای هر دو نمونه ژلاتین به طور مشابه کم است، اگرچه شکل منحنی ها نسبتاً متفاوت است.

خواص روانکاری آب، سوسپانسیون حاوی ذرات هیدروژل و محلول ژلاتین با همان محتوای ژلاتین خشک سوسپانسیون ذرات. اندازه گیری های اصطکاکی بین یک پروب شیشه ای و بسترهای PDMS با افزایش سرعت انجام شد.

تفاوت در ضریب اصطکاک گاهی اوقات می تواند ناشی از ویسکوزیته باشد. تعلیق ذرات به طور کلی دارای ویسکوزیته وابسته به سرعت است. در نرخ برشی 1 s-1 ویسکوزیته 12.5 Pas-1 است و محلول ژلاتین دارای ویسکوزیته 12 mPas با همان سرعت برشی است. اگرچه ویسکوزیته هر دو نمونه ژلاتین بسیار متفاوت است، اما نمونه ها ضرایب اصطکاک مشابهی را نشان می دهند. به طور مشابه، اگرچه ویسکوزیته محلول ژلاتین (12 mPa s) نسبتاً نزدیک به آب (1 mPa s35) است، ضرایب اصطکاک بسیار متفاوت است. تفاوت در ضرایب اصطکاک واضح است که صرفاً نتیجه تفاوت ویسکوزیته نمونه ها نیست.

محلول ژلاتین احتمالاً اصطکاک را به سادگی با تشکیل یک لایه روان کننده نازک و هیدراته که قادر است سطوح را از برهمکنش مستقیم جلوگیری می کند، کاهش می دهد. با این حال، انتظار می رود که تعلیق ذرات سطوح را با استفاده از یک مکانیسم بلبرینگ که در آن ذرات هیدروژل منفرد غلت می خورند، در حالی که مجموعاً بار را حفظ کرده و سطوح را جدا نگه می دارد، روان کند (شکل 1). برای تعلیق ذرات هیدروژل، متوجه می‌شویم که ضریب اصطکاک از طریق رژیم‌های متعدد تغییر می‌کند. این رژیم ها فراتر از مرز مورد انتظار، رژیم های مخلوط و هیدرودینامیکی برای اکثر روان کننده های سیال هستند، همانطور که برای محلول ژلاتین نیز دیده می شود. برای تعلیق ذرات ما، ضریب اصطکاک در ابتدا ثابت است همانطور که در رژیم مرزی انتظار می رود. سپس کاهش اصطکاک را با افزایش سرعت پیدا می کنیم و به دنبال آن ضریب اصطکاک با افزایش بیشتر سرعت تا حدود 2 میلی متر بر ثانیه افزایش می یابد. کاهش شدید پس از 20 میلی متر s-1 دوباره شبیه رفتار Stribeck معمولی در رژیم مخلوط است. با افزایش ضخامت لایه روان کننده، کاهش شدید اصطکاک مشاهده می شود. در حداکثر سرعت 500 میلی‌متر بر ثانیه، به نظر می‌رسد که سیستم همچنان در رژیم مخلوط است. اگر سیستم وارد رژیم هیدرودینامیکی شده بود، افزایش ضریب اصطکاک قابل انتظار بود. این دینامیک سرعت پیچیدگی روان کننده های حاوی بلبرینگ های نرم را برجسته می کند. رژیم‌های اصطکاکی مشابهی برای سایر سیستم‌های پراکنده نرم، مانند ذرات آگار و محلول‌های پروتئین آب پنیر، یافت شده است. در این کارها، رژیم‌های اصطکاکی پیشنهاد شده‌اند که از سیالات مختلف یا ذرات ژل که به طور جداگانه وارد شکاف می‌شوند، منشأ می‌گیرند. سرعت ها در رژیم مرزی، در سرعت‌های پایین، انتظار می‌رود که فقط سیالات یا هیدروکلوئیدهای کوچک بتوانند وارد شکاف شوند. فراتر از اندازه شکاف بحرانی، ذرات شروع به ورود به منطقه تماس می کنند. 6،30،37،38 این ممکن است در ابتدا منجر به افزایش اصطکاک به دلیل کاهش تحرک دو سطح شود. هنگامی که روان کننده قادر به تشکیل یک لایه یکنواخت است، اصطکاک به شدت کاهش می یابد همانطور که در رژیم مخلوط انتظار می رود.

توصیفات موجود در ادبیات همانطور که در بالا خلاصه شد، به طور کامل رفتاری را که ما برای سوسپانسیون ذرات ژلاتین خود می‌یابیم، نشان نمی‌دهد. ما ضرایب اصطکاک متفاوتی را برای همه نمونه های خود در رژیم مرزی پیدا می کنیم که در بخش های بعدی توضیح داده خواهد شد. نتایج ما نشان می‌دهد که ذرات از قبل با سرعت‌های پایین در شکاف وجود دارند، که نشان می‌دهد مکانیسم‌هایی که در حال حاضر در ادبیات توضیح داده شده‌اند قادر به توضیح پویایی در روان‌کننده هیدروژل نرم ما نیستند. با تغییر کسر حجمی ذرات، تغییر شکل پذیری ذرات و اندازه ذرات، اکنون به طور سیستماتیک عوامل اصلی رفتار اصطکاکی یاتاقان های توپ نرم را بررسی خواهیم کرد. یک نمای کلی از سوسپانسیون های میکروذرات هیدروژل که در بخش های زیر توضیح داده خواهد شد در

ویژگی های ریز ذرات ژلاتین برای نمونه های مختلف مورد استفاده برای سری تغییر شکل‌پذیری، YM به مدول یانگ دیسک‌های ژلاتین ماکروسکوپی در کیلو پاسکال اشاره دارد. ویسکوزیته (Pa s) تعلیق ها با نرخ برش ثابت 1 s-1 نیز در اینجا نشان داده شده است.

کسر بسته بندی ذرات

ضرایب اصطکاک زمانی که تماس مستقیم بین سطوح در حال تعامل به حداقل می رسد انتظار می رود کمترین مقدار باشد. برای کره های (نیمه) جامد به عنوان بلبرینگ، تغییر تعداد کره هایی که سطوح را از هم جدا می کنند، راهی موثر برای تأثیرگذاری بر ضریب اصطکاک خواهد بود. ما کسر حجمی ذرات موجود در سوسپانسیون را تغییر می‌دهیم تا تأثیر تعداد ذرات بر توانایی روانکاری کره‌های نرم را بررسی کنیم. ذرات مورد استفاده حاوی 15 درصد ژلاتین و اندازه ذرات متوسط ​​8 میکرومتر بودند. یک سوسپانسیون متراکم با حداکثر کسر بسته‌بندی با حذف هرچه بیشتر آب با استفاده از سانتریفیوژ و تخلیه متعاقب آن سوسپانسیون سیال از طریق یک فیلتر به دست آمد.

در اینجا لیستی از دستورالعمل های پیشنهادی برای استفاده از داربست در کلاس آمده است:

وظایفی را انتخاب کنید که با اهداف برنامه درسی و نیازهای دانش آموزان مطابقت داشته باشد.

به دانش آموزان فرصت دهید تا اهداف آموزشی خود را بر اساس منطقه فعلی رشد نزدیک خود ایجاد کنند، که ممکن است به افزایش انگیزه آنها برای موفقیت کمک کند.

از انواع پشتیبانی های آموزشی برای راهنمایی فراگیران در انجام وظایفی مانند پرسیدن سؤال، ایجاد نمودارها و بحث در مورد داستان های مرتبط استفاده کنید تا به آنها کمک کند تا با مطالبی که در حال یادگیری هستند و اطلاعاتی که قبلاً می دانند ارتباط برقرار کنند.

فراگیران را تشویق کنید تا از پشتیبانی آموزشی کمتری استفاده کنند زیرا با محتوای جدید راحت تر می شوند تا بتوانند داربست آموزشی کمتری داشته باشند و بتوانند کار را به طور مستقل تکمیل کنند.

چگونه مربیان داربست ویگوتسکی را اجرا می کنند؟

معلمان از داربست برای حمایت از یادگیری دانش‌آموز استفاده می‌کنند و به آرامی مشارکت یادگیری را از مربی به یادگیرنده منتقل می‌کنند. این رهاسازی تدریجی یک روش متداول داربست در کلاس است که در آن معلم مفهوم جدیدی را الگوبرداری می کند، به دانش آموزان فرصت می دهد تا در کنار معلم و گروه های کوچک و در نهایت به طور مستقل کار کنند. در اینجا شرحی از هر مرحله از روش داربست رهاسازی تدریجی آورده شده است:

تدریس صریح "من انجام می دهم".

در مرحله اول انتشار تدریجی، معلم با توضیح مطالب جدید به کلاس آموزش مستقیم می دهد. سپس رفتار صحیح نحوه تکمیل کار را مدل می کنند. در مرحله "من انجام می دهم"، دانش آموز عمدتاً یک ناظر منفعل یادگیری است و معلم را در حال نمایش درس تماشا می کند.

پس از اینکه معلم آموزش و مدلسازی را به پایان رساند، معلم می تواند با انجام یک ارزیابی غیررسمی سریع مانند استراتژی انگشت شست بالا یا پایین یا نوشتن یک پاسخ کوتاه روی تخته سفید، درک دانش آموزان خود را از محتوا بررسی کند. این به مربیان اجازه می دهد تا قبل از حرکت به مرحله دوم استراتژی داربست آزادسازی تدریجی، به سرعت تک تک دانش آموزان را ارزیابی کنند.

"ما انجام می دهیم" نمایش مشترک و تمرین هدایت شده

هنگامی که معلمان به مرحله دوم که معمولاً به آن "ما انجام می دهیم" پیشرفت می کنند، دانش آموزان مسئول یادگیری خود می شوند. مربی مالکیت بیشتری بر تمرین آنچه که به تازگی به دانش آموزان آموخته است می گذارد.

این می تواند با یک نمایش مشترک شروع شود که در آن معلم نمونه دیگری را برای دانش آموزان الگوبرداری می کند و از دانش آموزان می خواهد که کار را با آنها کامل کنند. با انجام این کار، آنها مثال را با هم تکمیل می کنند و گام به گام کار می کنند تا بفهمند چگونه در نهایت کار را خودشان انجام دهند. «ما انجام می‌دهیم» همچنین می‌تواند با تمرین هدایت‌شده شروع شود، جایی که معلم چند سؤال تمرینی را به دانش‌آموزان ارائه می‌کند و دانش‌آموزان در گروه‌های کوچک کار می‌کنند در حالی که معلم در اطراف راه می‌رود و در صورت نیاز به دانش‌آموزان کمک می‌کند.

تمرین مستقل "شما انجام می دهید".

پس از اینکه دانش آموزان توانایی خود را در کار در گروه های کوچک نشان دادند و کار را با کمک کمتر معلم به پایان رساندند، داربست به مرحله نهایی فرآیند آزادسازی تدریجی می رود. مرحله سوم به دانش آموزان اجازه می دهد تا به طور مستقل کار خود را تکمیل کنند. این به معلمان این فرصت را می‌دهد تا ارزیابی کنند که کدام دانش‌آموز بر مطالب تسلط دارد و ممکن است قبل از اینکه بتوانند به سمت مفهومی جدید و چالش‌برانگیز حرکت کنند، به کمک‌های فردی بیشتری نیاز دارند. معلمان ممکن است انتخاب کنند که یک بلیط خروج بدهند، از دانش آموزان بخواهند که یادگیری خود را خلاصه کنند یا یک مسابقه کوچک در مورد هدف درس به آنها بدهند.

تگزاس یک ایالت بزرگ با فضای زندگی و منابع طبیعی فراوان است، بنابراین بسیاری از مردمی که در آنجا زندگی می کنند به خدمات شرکت های ساختمانی متکی هستند. نامزدها ممکن است به دنبال موقعیتی در یک شرکت ساختمانی برای یادگیری مهارت های ارزشمند، کسب درآمد پایدار و کمک به جامعه باشند. اگر به دنبال کار در تگزاس هستید، ممکن است از کاوش در شرکت های ساختمانی در دسترس خود بهره مند شوید. در این مقاله، 18 شرکت ساختمانی مختلف در تگزاس را مورد بحث قرار می‌دهیم و مکان‌های اداری، اندازه و اهداف آنها را شرح می‌دهیم.

18 شرکت ساختمانی در تگزاس

در اینجا 18 شرکت ساختمانی در تگزاس وجود دارد که ممکن است گزینه های عالی برای شما باشند:

توضیحات: شرکت ساختمانی تگزاس که در سال 1996 تأسیس شد، یک شرکت در صنعت پیمانکاری ساختمان است. این متخصص در بازسازی عمده مسکونی و ساخت خانه جدید است. معماران و اعضای تیم آن به مشتریان در طراحی و ساخت پروژه کمک می کنند. به عنوان یکی از خدمه شرکت ساختمانی تگزاس، می‌توانید مواد را تخلیه و بارگیری کنید، بتن را مخلوط کرده و بریزید، قالب‌ها و داربست‌های بتنی را برپا کنید و تخریب کامل کنید.

توضیحات: ساخت و ساز تگزاس استرلینگ که در سال 1955 تأسیس شد، یک شرکت زیرساخت های عمرانی سنگین است که در ساخت و بازسازی زیرساخت های حمل و نقل، دریایی، فرودگاه و آب تخصص دارد. پروژه هایی مانند ساخت جاده، زیرساخت های زیرزمینی و پل ها را برای مشتریان فدرال، ایالتی، محلی و خصوصی تکمیل می کند. این شرکت برای مشاغل ساختمانی، مدیریت، تولید و ساخت، فروش، معماری، رانندگی و مدیریت پروژه استخدام می کند.

توضیحات: Byrne Construction Services که در سال 1923 تأسیس شد، یک شرکت ساختمانی همه کاره با تخصص در ساخت انواع مختلف ساختمان های تجاری، دولتی و مسکونی است. اینها شامل ساختمان‌های اداری بلند، بیمارستان‌های مجتمع، امکانات مراقبت‌های بهداشتی، مراکز داده و تماس، تأسیسات هوانوردی، ساختمان‌های آموزشی، مراکز خرده‌فروشی، تأسیسات توزیع و تولید، موزه‌ها، مراکز هنرهای نمایشی و اقامتگاه‌های سطح بالا هستند. برای مشاغلی مانند مدیر ساخت و ساز، سرپرست، برآوردگر ارشد و مدیر پروژه استخدام می کند.

توضیحات: Lauren Engineers & Constructors که در سال 1988 تأسیس شد، یک پیمانکار مهندسی، تدارکات و ساخت و ساز است که در پروژه های صنعتی و ساختمانی سنگین تخصص دارد. کارمندان این شرکت تاسیسات تخصصی برای بازارهای برق، پلیمرها، مواد شیمیایی، نفت و گاز، پالایش و فلزات تخصصی در سراسر ایالات متحده و کانادا طراحی و ایجاد می کنند. شما می توانید به عنوان یک مهندس فرآیند، مکانیک، ابزار دقیق و کنترل، برق یا مهندس عمران برای این شرکت کار کنید.

توضیحات: Tellepsen Builders که در سال 1909 تأسیس شد، یک شرکت ساخت و ساز با خدمات کامل است که انواع پروژه ها از جمله تجاری، صنعتی، داخلی، بتنی یا تخصصی را انجام می دهد. این شرکت دارای تجربه ساخت تأسیسات مراقبت های بهداشتی، اسکله های نفتی، ساختمان های شرکت حقوقی، اقامتگاه های چند خانواده و سایر سازه ها است. به عنوان یک کارمند ساخت و ساز در Tellepsen Builders، می توانید به تمیز کردن و آماده سازی سایت های ساختمانی، بارگیری و تخلیه مصالح ساختمانی و اجرای مهاربندی و داربست کمک کنید.

توضیحات: سنترال بیلدرز در سال 1989 تأسیس شد، یک شرکت ساختمانی است که با بازسازی فروشگاه های مواد غذایی شروع به کار کرد. از آن زمان، آن را برای تکمیل پروژه هایی مانند بازسازی در مقیاس بزرگ، توسعه و ساخت و ساز زمین برای مشتریان خرده فروشی در تگزاس و ایالت های اطراف گسترش داده است. این شرکت جهت کار در زمینه ساخت و ساز، مدیریت پروژه و معاون اداری نیازمند است

توضیحات: بیلدرز فرست سورس که در سال 2006 تأسیس شد، تامین کننده محصولات ساختمانی، اجزای ارزش افزوده و خدمات برای بازار ساخت و ساز، تعمیر و بازسازی مسکونی است. این شرکت محصولاتی مانند خرپاهای سقف و کف، پانل های دیواری، پله ها، پنجره های وینیل، آسیاب کاری و تزئینات و درهای داخلی و خارجی را تولید می کند. همچنین محصولات ساختمانی مانند چوب و ورق های چوبی و خطوط پنجره، در و آسیاب را حمل می کند. این شرکت حتی خدمات طراحی، نصب و قاب بندی را نیز ارائه می دهد. به عنوان یک کارمند برای Builders FirstSource، ممکن است به عنوان راننده، مونتاژکننده، کنترل کننده مواد یا نماینده فروش کار کنید.

خلاصه

یادگیری عمیق تقریباً در هر زمینه تحقیقاتی، از جمله مواردی که اهمیت مستقیمی برای کشف دارو دارند، مانند شیمی دارویی و فارماکولوژی، مختل کرده است. این انقلاب عمدتاً به پیشرفت‌های بی‌سابقه در واحدهای پردازش گرافیکی بسیار موازی‌پذیر (GPU) و توسعه الگوریتم‌های مجهز به GPU نسبت داده شده است. در این بررسی، مروری جامع از روندهای تاریخی و پیشرفت‌های اخیر در الگوریتم‌های GPU ارائه می‌کنیم و تأثیر فوری آن‌ها بر کشف داروهای جدید و اهداف دارویی را مورد بحث قرار می‌دهیم. ما همچنین پیشرفته‌ترین معماری‌های یادگیری عمیق را پوشش می‌دهیم که کاربردهای عملی در هر دو مرحله کشف اولیه دارو و در نتیجه مراحل بهینه‌سازی ضربه به سرب پیدا کرده‌اند، از جمله تسریع اتصال مولکولی، ارزیابی اثرات خارج از هدف و پیش بینی خواص دارویی ما با بحث در مورد تأثیرات شتاب GPU و مدل‌های یادگیری عمیق بر دموکراسی‌سازی جهانی حوزه کشف دارو که ممکن است منجر به اکتشاف کارآمد جهان شیمیایی در حال گسترش برای تسریع در کشف داروهای جدید شود، نتیجه‌گیری می‌کنیم.

اصلی

در ابتدا برای سرعت بخشیدن به گرافیک سه بعدی توسعه یافته بود، مزایای GPU برای محاسبات موازی قدرتمند به سرعت توسط جامعه علمی تحسین شد. اولین تلاش‌ها برای استفاده از پردازنده‌های گرافیکی برای اهداف علمی، از زبان سایه‌زن قابل برنامه‌ریزی برای اجرای محاسبات استفاده می‌کرد. در سال 2007، انویدیا Compute Unified Device Architecture (CUDA) را به عنوان یک توسعه دهنده زبان برنامه نویسی C، همراه با کامپایلرها و دیباگرها منتشر کرد و دریچه هایی را برای انتقال بارهای کاری فشرده محاسباتی به شتاب دهنده های GPU باز کرد. پیشرفت‌های بیشتر از انتشار کتابخانه‌های ریاضی رایج مانند تبدیل فوریه سریع و زیرروال‌های جبر خطی پایه، که برای محاسبات علمی بنیادی بودند، حاصل شد. در همان سال، اولین برنامه‌های شیمی محاسباتی به پردازنده‌های گرافیکی منتقل شدند و موازی‌سازی مؤثر مکانیک مولکولی و محاسبات کوانتومی مونت کارلو1 را ممکن ساختند.

در سپتامبر 2014، NVIDIA cuDNN را منتشر کرد، یک کتابخانه با شتاب GPU از ابزارهای اولیه برای شبکه‌های عصبی عمیق (DNN) که روال‌های استانداردی مانند کانولوشن رو به جلو و عقب، ادغام، نرمال‌سازی و لایه‌های فعال‌سازی را پیاده‌سازی می‌کند. به نظر می رسد که پشتیبانی معماری برای زیرفرایندهای آموزشی و آزمایشی فعال شده توسط GPU ها به ویژه برای رویه های یادگیری عمیق استاندارد (DL) موثر باشد. در نتیجه، یک اکوسیستم کامل از پلتفرم های DL2 با شتاب GPU پدید آمده است. در حالی که NVIDIA's CUDA یک چارچوب برنامه نویسی GPU معتبرتر است، ROCm3 AMD یک پلتفرم جهانی برای محاسبات با شتاب GPU است. ROCm فرمت های عددی جدیدی را برای پشتیبانی از کتابخانه های رایج یادگیری ماشین منبع باز مانند TensorFlow و PyTorch معرفی کرد. همچنین ابزاری را برای انتقال کد NVIDIA CUDA به سخت افزار AMD فراهم می کند. توجه به این نکته ضروری است که AMD نه تنها در رقابت محاسباتی GPU به پلتفرم ROCm می رسد، بلکه اخیراً معماری جدید پردازنده گرافیکی پرچمدار AMD Instinct MI200 Series5 را برای رقابت با آخرین معماری GPU NVIDIA Ampere A100 معرفی کرده است.

زمینه‌های بیوانفورماتیک، شیمی‌فورماتیک و شیمی‌شناسی به‌ویژه، از جمله کشف دارو به کمک رایانه (CADD)، از روش‌های DL که بر روی پردازنده‌های گرافیکی اجرا می‌شوند، استفاده کرده‌اند. اکثر چالش ها در CADD به طور معمول با مشکلات ترکیبی و بهینه سازی مواجه بوده اند و یادگیری ماشین در ارائه راه حل هایی برای آنها موثر بوده است. بنابراین، پیشرفت های عمده ای در DL برای کاربردهای CADD مانند غربالگری مجازی، طراحی جدید دارو، جذب، توزیع، متابولیسم، دفع و پیش بینی خواص سمیت (ADMET) و غیره انجام شده است.

در اینجا، ما در مورد اثرات موازی‌سازی پشتیبانی شده توسط GPU و توسعه و کاربرد مدل DL بر مقیاس زمانی و دقت شبیه‌سازی پروتئین‌ها و کمپلکس‌های پروتئین لیگاند بحث می‌کنیم. ما همچنین نمونه‌هایی از الگوریتم‌های DL را ارائه می‌کنیم که برای تعیین ساختار در میکروسکوپ کریو الکترونی (cryo-EM) و پیش‌بینی ساختار سه بعدی پروتئین‌ها استفاده می‌شوند.

محاسبات GPU و DL برای شبیه سازی مولکولی

شتاب GPU از موازی سازی عظیم داده ها ناشی می شود که از عملیات مستقل مشابه انجام شده روی بسیاری از عناصر داده ناشی می شود. در گرافیک، نمونه‌ای از عملیات موازی داده‌های متداول، استفاده از یک ماتریس چرخش در میان مختصات است که موقعیت اشیاء را هنگام چرخش نما توصیف می‌کند. در یک شبیه سازی مولکولی، موازی سازی داده ها را می توان برای محاسبه مستقل انرژی های پتانسیل اتمی اعمال کرد. به طور مشابه، آموزش مدل DL شامل پاس های رو به جلو و عقب است که معمولاً به صورت تبدیل های ماتریسی که به راحتی قابل موازی سازی هستند بیان می شوند.

بازده بالا و اتوماسیون cryo-EM به عنوان تکنیک تجربی پیشرفته مورد استفاده برای تعیین ساختار پروتئین برای استفاده در طراحی دارویی مبتنی بر ساختار اهمیت فزاینده ای پیدا کرده است. رویکردهای مبتنی بر DL، مانند DEFMap37 و DeepPicker38، برای تسریع پردازش تصاویر cryo-EM توسعه یافته‌اند. روش DEFMap به طور مستقیم دینامیک ساختار مرتبط با نوسانات اتمی پنهان را با ترکیب DL و شبیه سازی دینامیک مولکولی که روابط بین داده های چگالی محلی را یاد می گیرد استخراج می کند. DeepPicker از شبکه‌های عصبی کانولوشنال (CNN) و آموزش بین مولکولی استفاده می‌کند تا ویژگی‌های مشترک ذرات را از میکروگراف‌هایی که قبلاً آنالیز شده‌اند را به تصویر بکشد، که امکان برداشت خودکار ذرات در تجزیه و تحلیل تک ذره‌ای را فراهم می‌کند. این ابزار نشان می‌دهد که ادغام DL می‌تواند شکاف‌های فعلی را به سمت خطوط لوله کاملاً خودکار cryo-EM برطرف کند، و راه را برای یک رویکرد چند رشته‌ای جدید به علم پروتئین هموار کند.

علاوه بر توصیف تجربی سریع ساختارهای پروتئین توسط کرایو-EM، موفقیت پیشگامانه اخیر DeepMind با روش AlphaFold-2 در چالش ارزیابی انتقادی پیش‌بینی ساختار پروتئین (CASP) به تأثیرات آتی الگوریتم‌های DL در پروتئین اشاره می‌کند. خصوصیات ساختاری و گسترش پروتئوم قابل داروسازی39. AlphaFold-2 می تواند به طور منظم هندسه پروتئین را با دقت اتمی پیش بینی کند بدون اینکه قبلاً در معرض ساختارهای مشابه قرار گرفته باشد. مدل مبتنی بر شبکه عصبی که اخیراً به روز شده است، دقت رقابتی با آزمایش‌ها را در اکثر موارد نشان داد و در چهاردهمین مسابقه CASP بسیار بهتر از سایر روش‌ها عمل کرد. مدل DL پشت AlphaFold-2 دانش فیزیکی و بیولوژیکی در مورد ساختار پروتئین را ترکیب می‌کند و از هم‌ترازی‌های چند دنباله‌ای برای رفع یکی از قدیمی‌ترین مشکلات زیست‌شناسی استفاده می‌کند. AlphaFold-2 برای پیش‌بینی ساختار تقریباً هر پروتئین شناخته‌شده انسانی و سایر ارگانیسم‌های مهم برای تحقیقات پزشکی، در مجموع 350000 پروتئین، استفاده شد که نشان‌دهنده یک دستاورد چشمگیر برای تحقیقات زیست‌پزشکی است.

ظهور DL در CADD

پیشرفت در DL، به ویژه در بینایی کامپیوتری و پردازش زبان، علاقه اخیر محققان CADD به شبکه های عصبی را احیا کرد. مرک با محبوبیت DL برای CADD از طریق رقابت Kaggle در چالش فعالیت مولکولی در سال 2012 (مراجعه 40) اعتبار دارد. راه حل برنده توسط دال و همکاران 41 از یک رویکرد یادگیری چندوظیفه ای برای آموزش یک DNN استفاده کرد. پس از آن، بسیاری از محققان از چنین مدل هایی برای مشکلات کشف دارو استقبال کردند. اینها شامل ارزیابی پیش‌بینی‌کننده‌های رفتار فارماکوکینتیکی داروها و اثرات نامطلوب آن‌ها، پیش‌بینی اتصال مولکول‌های کوچک به پروتئین، تعیین پاسخ‌های شیمی‌درمانی سلول‌های سرطان‌زا، تخمین کمی حساسیت دارویی و رابطه کمی (ساختار-فعالیت QS) است. ) modelling46، در میان دیگران.

ظهور معماری‌های DL مجهز به GPU، همراه با تکثیر داده‌های ژنومیک شیمیایی، منجر به اکتشافات معنی‌دار با قابلیت CADD در مورد نامزدهای دارویی بالینی شده است. علاوه بر این، شرکت‌های مبتنی بر هوش مصنوعی (مانند BenevolentAI، Insilico Medicine و Exscientia، در میان دیگران) موفقیت‌هایی را در کشف داروهای تقویت‌شده گزارش می‌کنند. برای مثال، Exscientia یک داروی کاندید به نام DSP-1181 را برای استفاده در برابر اختلال وسواس فکری اجباری که کمتر از 12 ماه از زمان تصورش با استفاده از رویکردهای هوش مصنوعی وارد فاز 1 آزمایش‌های بالینی شده است، توسعه داد. Insilico Medicine به تازگی یک آزمایش بالینی را با اولین داروی کاندید خود برای درمان فیبروز ریوی ایدیوپاتیک ابداع شده توسط هوش مصنوعی آغاز کرده است و BenevolentAI باریستینیب48 را به عنوان یک درمان بالقوه برای COVID-19 شناسایی کرده است (رجوع  49). این موارد موفقیت‌آمیز اخیر نشان می‌دهد که ترویج و کاربرد بیشتر رویکردهای مبتنی بر هوش مصنوعی که توسط محاسبات GPU پشتیبانی می‌شوند، می‌تواند کشف داروهای جدید و بهبودیافته را تا حد زیادی تسریع کند.

معماری های DL برای CADD

از شبکه‌های عصبی متمایز که کاربردهایی را در غربالگری مجازی کتابخانه‌های شیمیایی موجود یا مصنوعی می‌یابند تا موفقیت اخیر مدل‌های مولد DL که الهام‌بخش استفاده از آن‌ها در طراحی داروی جدید بوده است، شکل 4 طرح کلی حالت‌های پرکاربرد را نشان می‌دهد. معماری های هنری DL جدول 1 پذیرش آنها را در CADD برشمرده است.

استعمار پروژه مدرنیته را در غرب فعال کرد و راه را برای ظهور استعمار (اصطلاح منسوب به آنیبال کویجانو) هموار کرد. 5 ادامه فعالیت پس از استقلال نظام های بوروکراسی، حقوقی، آموزشی و سایر نظام های حکومتی که توسط استعمارگران ایجاد شد. کیجانو استدلال می کند که جهان امروز را تغییر شکل داده است، توزیع منابع و ساختارها را در درون جوامع سازماندهی می کند و، شاید شدیدتر، حساسیت های آنها را سازماندهی می کند، بنابراین توانایی این جوامع را برای تصور محدود و محدود می کند. این تداوم سلطه استعمار از طریق تسلط خیال، استعمار است.7

ظهور و ایجاد دولت‌های مستقل به‌عنوان ملت‌های مدرن، بر خلاف بازگشت به آنچه پیش از ناسیونالیسم بود، نمادی از پرچم ملی برافراشته بود. اما سیستم استعمارگر تغییری نکرد: صرفاً یک مبادله قدرت در دستان بازیگران محلی وجود داشت که چندین بار همان عوامل استثمار استعمارگر بودند. تخیل ملت های جدید تحت تسلط سیستم های جهانی تجارت و دیپلماسی و محدودیت های لفاظی های ناسیونالیسم قرار گرفت - بنابراین، والتر دی میگنولو از جدا شدن از مراکز قدرت جهانی به عنوان پیش شرطی برای واقعی بودن دفاع می کند. استقلال.8 پروژه ملت‌سازی پروژه‌ای است که در آن رهبران جدید تلاش خواهند کرد تا تاریخ کشور را از طریق سرکوب انتخابی بازنویسی کنند. جالب اینجاست که ممکن است در تلاش برای انتقال هویت دولت ملی تازه استقلال یافته به دوران پیش از استعمار استناد شود و با گذشت زمان تولیدات زیبایی‌شناختی دوران استعمار به میراث ملی تبدیل شود که نیاز به حفظ دارد. بنابراین، شهر پسااستعماری روایت سیستم حکومتی جدید را نشان می‌دهد.10 این روایت از داستانی واحد از ملت پشتیبانی می‌کند، که از تاریخ باستانی آن نشأت می‌گیرد و از تاریخ جدیدتر آن اجتناب می‌کند - دومی همان چیزی است که آشیل امبمب شیاطین می‌نامد. ملت‌ها.11 در مورد دولت‌هایی که قبلاً استعمار شده‌اند، این شامل آسیب‌های ناشی از استعمار و همچنین خاموش کردن گروه‌هایی است که تهدیدی برای همگنی دولت ملت هستند.

در روند استعمارزدایی، کشورهایی که اتحادیه عرب را تشکیل دادند، شروع به تشکیل یک نهاد همگن کردند که در بسیاری از شهرهای آن، عربی تنها زبانی بود که مجاز به صحبت بود. حتی زمانی که هویت‌ها و زبان‌های دیگر از چشم‌انداز حذف شدند، زبان بصری معماری آن‌ها به‌عنوان بخشی از زبان بصری عربی به‌کار گرفته شد و دوباره ساخته شد. همبستگی مورد نیاز برای و بین جنبش های ضد استعماری به طور ناخواسته حکم می کند که یک واحد

مسئله شخصیت شهر در جهان عرب زبان به دلیل تنوع این شهرها که واژه‌های «عربی» و «اسلامی» اغلب به جای یکدیگر به کار می‌روند، مسئله‌ای پیچیده است. با این وجود، این مقاله تصدیق می کند که جنبه غالب شهر عربی بیشتر یک هویت هژمونیک عربی است - که، من استدلال می کنم، تصور می شود. بندیکت اندرسون درباره تخیل هویت‌های ملی به طور مفصل بحث می‌کند، که تخیل اجماع ملی را به سرمایه‌داری چاپی نسبت می‌دهد که از طریق آن زبان و انتشار آن از طریق انتشار، وفاداری‌های جدیدی را ایجاد می‌کند. بنابراین جای تعجب نیست که هویت‌های عربی و اسلامی در هم تنیده شده اند، با توجه به شیوه ارتباطی آنها. در طول تاریخ، خصلت و ظاهر شهر مدرن عربی پیوند تنگاتنگی با تولید فضاهای رسانه‌های چاپی برای تحکیم قدرت و شرایط مخالف مستمری که از آن سیستم‌های جدید پدید آمده است، بوده است.

بر اساس گزارش وزارت امور خارجه در سال 1954، یکی از اولین نمونه های پروژه ملی گرایی عرب در سال 1805 زمانی که محمدعلی در دوران امپراتوری عثمانی در مصر به قدرت رسید، رخ داد.13 گزارش بیان می کند که پروژه ملی گرای مصر او برای توده ها جذاب نبوده است. ، و این را علاوه بر آلبانیایی تبار بودن او به بی سوادی گسترده آن زمان نسبت می دهد. خالد فهمی تلاش محمدعلی برای ساختن یک امپراتوری عربی را بر این اساس نقد می‌کند که او عربی صحبت نمی‌کرد. (14) با مشارکت روشنفکرانی مانند رفعت طهطاوی، جمال الدین الدین در ظهور ناسیونالیسم عربی به عنوان یک جنبش سیاسی مخالفت کرد. افغانی و محمد عبده که متاثر از تجربیات خود در فرانسه و ایده های مدرنیته ای که در آنجا با آن مواجه شدند، از رسانه های مکتوب برای به اشتراک گذاشتن عقاید خود در کشورهای عرب زبان استفاده کردند. رفعت طهطاوی به طور خاص کتابی در مورد پاریس نوشت و یک کتاب ارائه داد. گزارش تفصیلی شهر و مقایسه آن با مصر.16 در حالی که این کتاب و تأثیر آن اغلب در رابطه با مدرنیته و آموزش در مصر و جهان عرب زبان ذکر شده است، من هنوز با ارزیابی تأثیر آن بر برنامه 

این عکس یکی از عکس‌هایی است که در موزه شهرستان اوپسالا نگهداری می‌شود و بازسازی تئاتر در دهه 1950 را مستند می‌کند. طبقات آن در اواسط دهه 1800 کنده شده بود و در مقطعی فضا توسط یک تخته دو نیم شده بود. عکاس در جایی ایستاده است که میز تشریح در حالی که لنز دوربین به سمت بالا و با زاویه ای به سمت یک بخش ساختگی از طبقات تئاتر است، ایستاده است. در دهه 1600، هم دانش‌آموزان و هم اعضای طبقه حاکم، علوم تجربی جدیدی را مشاهده می‌کردند که هژمونی کلیسا را ​​با کسب دانش در مورد عملکرد درونی بدن از آنجا به چالش می‌کشیدند. به‌نظر می‌رسد یکی از هشت ستون اصلی تکیه‌گاه گنبد که به‌طور موقت از پایه و دال کف زیر آن جدا شده است، در کنار طبقات ساختگی شناور است. در گوشه سمت راست بالای قاب عکاسی، صفحه یا صفحه‌ای یکی از هشت دیواری را که نقشه‌ها در آن آویزان شده بودند، می‌پوشاند و فتح را با شناخت قلمرو جهان نشان می‌دهد.

در سال 1946، کمیته ای برای نظارت بر کار مرمتی که نه سال طول کشید، منصوب شد. علاوه بر سرنخ‌هایی که توسط گنبد، ستون‌ها و دیوارهای باربر که عمدتاً دست‌نخورده ارائه می‌شد، کمیته به سه منبع اطلاعاتی در مورد وضعیت اصلی تئاتر دسترسی داشت. ابتدا دو ستون از داخل اصلی باقی مانده بود که رودبک ادعا کرد که آنها را کنده و در جای خود قرار داده است. از این تعداد امروز فقط یک ستون ستونی باقی مانده است. ثانیاً، یک قطعه چوب چاپ شده از طراحی بخش تئاتر که طبق همه روایت ها توسط رودبک طراحی و کشیده شده است را می توان (و هنوز هم می توان) در نسخه های باقی مانده از پروژه انتشارات غول پیکر او در سال های 1679-1702، که معمولاً به عنوان آتلانتیکا نامیده می شود، یافت. سوم، متن نامه ای که رودبک در سال 1685 نوشته بود و در آن از خود در برابر اتهامات صرف هزینه بیش از حد منابع دانشگاه برای ساخت تئاتر دفاع می کند.

پایتخت

سرستون ستون یونی بازمانده در آرشیو گوستاویانوم نگهداری می شود. یک متصدی موزه مشتاق و متعهد به ما خوش آمد می گوید و ما را به قطعه پیر نشان می دهد. روی کاغذ دستمال کاغذی سفید مچاله شده - که احتمالاً در آن پیچیده شده است - روی میزی در مقابل یکی از پنجره های بزرگ قرن نوزدهمی که مشرف به باغ های سابق، طراحی شده توسط رودبک، قلعه اوپسالا است، چیده شده است. از کیوریتور در مورد چالش و فرصت کار بر روی نمایشگاه جدید گوستاویانوم، امروز موزه دانشگاه اوپسالا، می پرسم. موزه بار دیگر در حال بازسازی است، نمایش اشیاء در حال بازسازی است. او روشن می شود و عصبی می خندد. با نگاه کردن به من از روی عینک مطالعه صورتی داغ که در نوک بینی او نشسته است، می‌گوید: «خب، این شانس یک عمر است. این واقعا هیجان انگیز است، اما من همچنین نگران شکست کامل هستم.»

سرمایه‌های باقی‌مانده از سرمایه‌هایی که جایگزین آن شده‌اند کوچک‌تر به نظر می‌رسد و وزن آن تقریباً هیچ است. چوب زرد شده با دانه‌ای بسیار متضاد از طریق دو لایه رنگ خاکستری پوسته‌دار نمایان می‌شود. من حدس می‌زنم کاج است، همه جا حاضر و ارزان است، هیچ چیز جالبی نیست. کنده کاری دارای کیفیتی ساده و بدون عجله است. تقارن های آن متقارن نیستند. آنها با یکدیگر صف نمی کشند. صورتجلسه جلسه کمیته مرمت که در ماه مه 1953 برگزار شد، یک «بحث پر جنب و جوش» بین اساتید در مورد سرستون‌های جایگزین پیشنهادی را گزارش می‌دهد، که به نظر Hr Fåhraeus آنقدر «خوب» است که نمی‌تواند همان «تصویر روستایی» را ایجاد کند.7 Hr Elmqvist اشاره می‌کند. با این حال، شباهت زیادی از نظر غنای جزئیات وجود دارد. Hr Paulsson تأکید می‌کند که رودبک هرگز در مجسمه‌سازی سرستون‌ها هدف «ابتدای» نبود. این معماری «برای طبقات بالا در نظر گرفته شده بود، قابل مقایسه با فضای داخلی یک قلعه.» در واقع، در اوج امپراتوری سوئد، تئاتر فضایی را برای دانشگاه فراهم کرد که در آن تاج و تخت و اشراف و همچنین آن را در اختیار داشت. می‌توانست از مهمانان بین‌المللی پذیرایی کند، به طوری که دیگر لازم نیست منتظر دعوت‌نامه‌هایی برای تبلیغ کارش باشد.

مکاترونیک ترکیبی از مکانیک و الکترونیک است. این یک شاخه میان رشته ای از مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی نرم افزار است که با ادغام مهندسی برق و مکانیک برای ایجاد سیستم های اتوماسیون هیبریدی مرتبط است. به این ترتیب، ماشین ها را می توان با استفاده از موتورهای الکتریکی، سروو مکانیزم ها و سایر سیستم های الکتریکی در ارتباط با نرم افزارهای خاص، خودکار کرد. نمونه رایج سیستم مکاترونیک، درایو CD-ROM است. سیستم‌های مکانیکی درایو را باز و بسته می‌کنند، سی‌دی را می‌چرخانند و لیزر را حرکت می‌دهند، در حالی که یک سیستم نوری داده‌های روی سی‌دی را می‌خواند و به بیت تبدیل می‌کند. نرم افزار یکپارچه فرآیند را کنترل می کند و محتویات سی دی را به کامپیوتر منتقل می کند.

رباتیک کاربرد مکاترونیک برای ایجاد ربات‌هایی است که اغلب در صنعت برای انجام کارهای خطرناک، ناخوشایند یا تکراری استفاده می‌شوند. این ربات ها ممکن است از هر شکل و اندازه ای باشند، اما همه از پیش برنامه ریزی شده اند و به صورت فیزیکی با جهان تعامل دارند. برای ایجاد یک ربات، یک مهندس معمولاً از سینماتیک (برای تعیین دامنه حرکت ربات) و مکانیک (برای تعیین تنش‌های درون ربات) استفاده می‌کند.

ربات ها به طور گسترده در مهندسی اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند. آن‌ها به کسب‌وکارها اجازه می‌دهند در هزینه‌های نیروی کار صرفه‌جویی کنند، وظایفی را انجام دهند که برای انسان‌ها بسیار خطرناک یا دقیق‌تر از آن است که آن‌ها را به لحاظ اقتصادی انجام ندهند، و کیفیت بهتری را تضمین کنند. بسیاری از شرکت‌ها خطوط مونتاژ ربات‌ها را بخصوص در صنایع خودروسازی به کار می‌گیرند و برخی از کارخانه‌ها به قدری ربات‌سازی شده‌اند که می‌توانند به تنهایی کار کنند. در خارج از کارخانه، ربات ها در خنثی سازی بمب، اکتشافات فضایی و بسیاری از زمینه های دیگر به کار گرفته شده اند. ربات ها همچنین برای کاربردهای مختلف مسکونی، از تفریح ​​گرفته تا کاربردهای خانگی فروخته می شوند

تحلیل ساختاری

مقالات اصلی: تحلیل سازه و تحلیل شکست

تجزیه و تحلیل سازه شاخه ای از مهندسی مکانیک (و همچنین مهندسی عمران) است که به بررسی چرایی و چگونگی خرابی اشیاء و تعمیر اشیا و عملکرد آنها اختصاص دارد. خرابی های سازه ای در دو حالت کلی رخ می دهد: شکست استاتیک و شکست خستگی. شکست سازه ایستا زمانی رخ می دهد که، بسته به معیار شکست، جسم مورد تجزیه و تحلیل، پس از بارگذاری (با اعمال نیروی) یا شکسته یا تغییر شکل می دهد. شکست خستگی زمانی رخ می دهد که یک شی پس از چند بار بارگیری و تخلیه بار مکرر از کار بیفتد. شکست خستگی به دلیل نقص در جسم رخ می دهد: به عنوان مثال، یک ترک میکروسکوپی روی سطح جسم، با هر چرخه (تکثیر) اندکی رشد می کند تا زمانی که ترک به اندازه کافی بزرگ شود که باعث شکست نهایی شود.[49]

با این حال، شکست به سادگی به عنوان شکستن یک قطعه تعریف نمی شود. زمانی تعریف می شود که یک قطعه آنطور که در نظر گرفته شده است کار نمی کند. برخی از سیستم ها، مانند بخش های سوراخ دار بالای برخی از کیسه های پلاستیکی، برای شکستن طراحی شده اند. اگر این سیستم ها خراب نشوند، ممکن است از تجزیه و تحلیل شکست برای تعیین علت استفاده شود.

تحلیل سازه اغلب توسط مهندسان مکانیک پس از وقوع خرابی یا هنگام طراحی برای جلوگیری از خرابی استفاده می شود. مهندسان اغلب از اسناد و کتاب های آنلاین مانند آنچه توسط ASM[50] منتشر شده است استفاده می کنند تا به آنها در تعیین نوع خرابی و علل احتمالی کمک کنند.

هنگامی که تئوری برای طراحی مکانیکی اعمال می شود، آزمایش فیزیکی اغلب برای تأیید نتایج محاسبه شده انجام می شود. تجزیه و تحلیل ساختاری ممکن است در یک دفتر هنگام طراحی قطعات، در میدان برای تجزیه و تحلیل قطعات شکست خورده، یا در آزمایشگاه هایی که قطعات ممکن است تحت آزمایش های شکست کنترل شده قرار گیرند، استفاده شود.

مهندسان ممکن است از یک دولت ایالتی، استانی یا ملی مجوز بگیرند. هدف از این فرآیند این است که اطمینان حاصل شود که مهندسان دانش فنی لازم، تجربه واقعی، و دانش سیستم حقوقی محلی را برای تمرین مهندسی در سطح حرفه ای دارند. پس از دریافت گواهی، به مهندس عنوان مهندس حرفه ای (ایالات متحده، کانادا، ژاپن، کره جنوبی، بنگلادش و آفریقای جنوبی)، مهندس خبره (در بریتانیا، ایرلند، هند و زیمبابوه)، مهندس حرفه ای خبره (در استرالیا) داده می شود. و نیوزلند) یا مهندس اروپایی (بسیاری از اتحادیه اروپا).

در ایالات متحده، برای تبدیل شدن به یک مهندس حرفه ای دارای مجوز (PE)، یک مهندس باید امتحان جامع FE (مبانی مهندسی) را بگذراند، حداقل 4 سال به عنوان کارآموز مهندسی (EI) یا مهندس در حال آموزش (EIT) کار کند. ، و در امتحانات "اصول و تمرین" یا PE (مهندس شاغل یا مهندس حرفه ای) قبول شوید. الزامات و مراحل این فرآیند توسط شورای ملی بررسی‌کنندگان مهندسی و نقشه‌برداری (NCEES)، متشکل از هیئت‌های صدور مجوز مهندسی و نقشه‌برداری زمین که نماینده تمام ایالت‌ها و مناطق ایالات متحده هستند، تنظیم شده است.

در انگلستان، فارغ التحصیلان فعلی برای تبدیل شدن به یک مهندس مکانیک خبره (CEng, MIMechE) نیاز به مدرک BEng به همراه مدرک کارشناسی ارشد مناسب یا مدرک MEng یکپارچه، حداقل 4 سال پس از فارغ التحصیلی در زمینه توسعه شایستگی شغلی و گزارش پروژه بررسی شده دارند. موسسه مهندسین مکانیک CEng MIMechE را می‌توان از طریق یک مسیر امتحانی که توسط مؤسسه City and Guilds of London اداره می‌شود، بدست آورد.[39]

در اکثر کشورهای پیشرفته، برخی از وظایف مهندسی مانند طراحی پل ها، نیروگاه های برق و کارخانه های شیمیایی باید توسط یک مهندس حرفه ای یا یک مهندس خبره تایید شود. «مثلاً فقط یک مهندس دارای مجوز می‌تواند نقشه‌ها و نقشه‌های مهندسی را تهیه، امضا، مهر و موم کند و برای تأیید به یک مقام دولتی ارسال کند، یا کارهای مهندسی را برای مشتریان دولتی و خصوصی مهر و موم کند».[40] و قوانین استانی، مانند استان های کانادا، به عنوان مثال قانون مهندسی انتاریو یا کبک.[41]

تعداد کل مهندسان شاغل در ایالات متحده در سال 2015 تقریباً 1.6 میلیون نفر بود. از این تعداد، 278340 مهندس مکانیک (17.28٪) بودند که بزرگترین رشته از نظر اندازه است.[43] در سال 2012، متوسط ​​درآمد سالانه مهندسان مکانیک در نیروی کار ایالات متحده 80580 دلار بود. متوسط ​​درآمد در زمان کار برای دولت (92030 دلار) و کمترین آن در آموزش (57090 دلار) بود.[44] در سال 2014، تعداد کل مشاغل مهندسی مکانیک در دهه آینده 5 درصد رشد خواهد کرد.[45] در سال 2009، متوسط ​​حقوق اولیه 58800 دلار با مدرک لیسانس بود.

رشته مهندسی مکانیک را می توان مجموعه ای از بسیاری از رشته های علوم مهندسی مکانیک دانست. تعدادی از این زیررشته‌ها که معمولاً در مقطع کارشناسی تدریس می‌شوند، با توضیح مختصری و رایج‌ترین کاربرد هر کدام در زیر فهرست شده‌اند. برخی از این زیرشاخه ها منحصر به مهندسی مکانیک هستند، در حالی که برخی دیگر ترکیبی از مهندسی مکانیک و یک یا چند رشته دیگر هستند. اکثر کارهایی که یک مهندس مکانیک انجام می دهد از مهارت ها و تکنیک های چندین رشته از این زیرشاخه ها و همچنین زیر رشته های تخصصی استفاده می کند. رشته‌های فرعی تخصصی، همانطور که در این مقاله استفاده می‌شود، به احتمال زیاد موضوع تحصیلات تکمیلی یا آموزش حین کار نسبت به تحقیقات کارشناسی هستند. در این بخش چندین زیرشاخه تخصصی مورد بحث قرار گرفته است.

مکانیک در کلی ترین مفهوم، مطالعه نیروها و تأثیر آنها بر ماده است. به طور معمول، مکانیک مهندسی برای تجزیه و تحلیل و پیش بینی شتاب و تغییر شکل (اعم از الاستیک و پلاستیک) اجسام تحت نیروهای شناخته شده (که بارها نیز نامیده می شوند) یا تنش ها استفاده می شود. زیرشاخه های مکانیک شامل

استاتیک، مطالعه اجسام غیر متحرک تحت بارهای شناخته شده، چگونگی تأثیر نیروها بر اجسام ساکن

دینامیک مطالعه چگونگی تأثیر نیروها بر اجسام متحرک. دینامیک شامل سینماتیک (درباره حرکت، سرعت و شتاب) و سینتیک (درباره نیروها و شتاب‌های حاصله) است.

مکانیک مواد، مطالعه چگونگی تغییر شکل مواد مختلف تحت انواع مختلف تنش

مکانیک سیالات، مطالعه نحوه واکنش سیالات به نیروها[47]

سینماتیک، مطالعه حرکت اجسام (اشیاء) و سیستم ها (گروه های اجسام)، در حالی که نیروهایی که باعث حرکت می شوند نادیده گرفته می شود. سینماتیک اغلب در طراحی و تحلیل مکانیزم ها استفاده می شود.

مکانیک پیوسته، روشی برای بکارگیری مکانیک که فرض می‌کند اجسام پیوسته هستند (به جای گسسته)

مهندسان مکانیک معمولاً از مکانیک در مراحل طراحی یا تجزیه و تحلیل مهندسی استفاده می کنند. اگر پروژه مهندسی طراحی یک وسیله نقلیه بود، ممکن است از استاتیک برای طراحی قاب وسیله نقلیه استفاده شود تا ارزیابی شود که تنش ها در کجا شدیدتر هستند. دینامیک ممکن است در هنگام طراحی موتور خودرو برای ارزیابی نیروهای موجود در پیستون ها و بادامک ها در چرخه موتور استفاده شود. مکانیک مواد ممکن است برای انتخاب مواد مناسب برای قاب و موتور استفاده شود. مکانیک سیالات ممکن است برای طراحی یک سیستم تهویه برای وسیله نقلیه (به HVAC مراجعه کنید)، یا برای طراحی سیستم ورودی برای موتور استفاده شود.