מחבר: shlomi ben-oz

טכנולוגיית ההדפסה התלת-ממדית פתחה בפני פרופסור-משנה סטפן רודיך, תיאורטיקן בהוויתו, אפשרות לבחון את המודלים התיאורטים שלו על יחידות-חומר ממשיות.

דמיינו לכם חומר שמשנה את צבעו כשמותחים אותו. תארו לכם יריעה דמוית-פלסטיק שהיא אטומה לחלוטין לרעש. תארו לכם מכשיר-הדמיה נטול קרינה, שיספק לנו תמונה תלת-ממדית של רקמה ביולוגית ברזולוציה גבוהה הרבה יותר מזו של מכשיר אולטרסאונד.

אלה כמה מהיישומים האפשריים של החומרים שמפתח פרופסור-משנה סטפן רודיך (Rudykh): חומרים מרוכבים רכים. עוד לפני הפוסט-דוקטורט הוא עסק בחומרים כאלה, אבל רק שם, ב-MIT, קרה משהו. “החשיפה למדפסות תלת-ממד מתקדמות פתחה בפנַי אפשרות לנסות טכניקות שונות למימוש הרעיונות שלי,” הוא אומר. “התלהבתי מאוד מהטכנולוגיה הזו, שמאפשרת לנו לבחון באופן ממשי את השפעתו של המיקרו-מבנה על תכונותיה של יחידת-החומר הגדולה יותר.”

את התואר הראשון והשני השלים באוניברסיטה הפוליטכנית של סנט-פטרסבורג, ואת הדוקטורט אצל פרופסור גל דה בוטון באוניברסיטת בן גוריון בנגב (2012). לאחר הדוקטורט, שכלל שהות בהארוורד ובקלטק, יצא רודיך לפוסט-דוקטורט אצל מרי בויס (Boyce) ב-MIT. בתום התקופה הוא חזר לטכניון, ובינתיים גם בויס עזבה את MIT , לטובת תפקיד דיקנית בית הספר למדעי ההנדסה באוניברסיטת קולומביה.

לטכניון הוא הגיע ביולי 2014 היישר מ-MIT. “הטכניון דומה ל-MIT, בין השאר, בתרבות המדעית שאומרת לחוקר: ‘אם יש לך רעיון – נסה אותו, תוכיח שהוא עובד!’; זה בדיוק מה שחיפשתי כאן.” הראיון עמו נערך במעבדתו החדשה בפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל. על שולחנו מונחות חתיכות הפלסטיק שהדפיס על סמך המודלים התיאורטיים שפיתח. אם לדייק, אלה אינן חתיכות פלסטיק אלא פיסות מלבניות בצורת תיבה, עשויות פולימר שקוף או חצי שקוף, ולכל אחת מהן תכונות ייחודיות לה (הולכה חשמלית, גמישות/קשיחות, קשיוּת/רכּוּת וכו’).

מה שמיוחד בחומרים הללו הן שגם בתוך אותה פיסת חומר, התכונות המכניות והחשמליות משתנות ממקום למקום, ובהתאם לכיוון הלחיצה או המתיחה. כאשר לוחצים על אחת החתיכות האלה בנקודה מסוימת לא קורה דבר, אבל לחיצה בנקודה אחרת מובילה לכיפוף ולהתרוממות של שאר החומר.

חומרים מסוג זה, הקרויים חומרים אנאיזוטרופיים, מתאפיינים בכך שתכונותיהם משתנות בהתאם למיקום הפעולה וכיווּנָה. נייר ועץ הם חומרים כאלה: כשאנחנו רוצים לקרוע אותו בקו ישר, מוטב לנו לבצע את הקריעה לאורך הסיבים ולא ‘נגדם’; ואם ננסה לבקע גזע בגרזן ניתקל בתופעה דומה – חיתוך הגזע לרוחבו יהיה קשה, אבל מלמעלה למטה הגזע יתבקע בקלות יחסית.

פרופסור-משנה רודיך עוסק בחומרים מלאכותיים, אבל את ההשראה הוא מקבל מהטבע – אמנם לא מהעץ והנייר אלא מרְקמות ביולוגיות כגון קשקשי דג. בעיסוקו במחקר וביצירה של חומרים אנאיזוטרופיים מתעניין פרופסור-משנה רודיך בקשר בין המיקרו-מבנה של החומר לבין תכונותיו המאקרוסקופיות, כלומר בקשר בין המבנה החלקיקי שלו לבין תכונותיהן של יחידות חומר גדולות יותר. לְמה זה טוב? “במישור המחקרי יש כאן כלי חדש לגישור בין המיקרו-מבנה לתכונות החומר ביחידותיו הגדולות יותר – בחומרים מלאכותיים חדשים, אבל גם בחומרים מהטבע. לדוגמה, אנחנו יכולים להסיק מידע משמעותי על תכונות החומר לפי התנהגות האור בתוכו, או להבין כיצד משתנה המוליכות שלו כתוצאה מדחיסותו.

“במישור היישומי, מכיוון שאני משתמש בחומרים אלקטרו-אקטיביים (חומרים הממירים אנרגיה חשמלית באנרגיה מכנית ולהיפך), אני יכול גם לשנות את הצורה שלהם באמצעים חשמליים, או את התכונות החשמליות שלהם באמצעות לחץ ומתיחה. ככל שאנחנו מבינים טוב יותר את הקשר בין המבנה המולקולרי של החומר לבין תכונותיו ברמת המאקרו, אנחנו שולטים יותר טוב בפונקציות שאנחנו ‘מוציאים’ ממנו – אורכי גל, גמישות, זרם חשמלי וכו’. כך אנחנו יכולים, למשל, לייצר מסנן אור שיעביר רק אור בצבע מסוים, או ‘חומת קול’ שחוסמת את כל גלי הקול שנתקלים בה – משהו שהיינו רוצים לדוגמה באוזניות נגד רעש. בעצם, זהו אופק חדש למיכון רך ולרובוטיקה רכה.”

מחקריו של פרופסור-משנה רודיך כבר זכו להכרה מדעית נרחבת, בין השאר במאמר בכתב העת החשוב ביותר בפיזיקה – Physical Review Letters – ולאחרונה (בחודש נובמבר) גם ב- Advanced Engineering Materials, שהקדיש לו גם את תמונת השער. פרופסור ג’ורג’ פיטאס, ראש יחידת הפולימרים באוניברסיטת כרתים, מציין כי המחקר החדשני של בויס ורודיך מוכיח כיצד “כלים תיאורטיים מבוססים יכולים לנבא בהצלחה התנהגות של חומרים חדשים.”

פרופסור-משנה רודיך מאמין שהפיתוחים התיאורטיים שלו, והדגמים שהוא מדפיס בעקבותיהם, יובילו ליישומים משמעותייים. “סתם לדוגמה, מאחר שאנחנו יכולים ללמוד על הרכב של רקמה ביולוגית באמצעות בדיקת התנהגות האור בתוכה, נוכל לבצע הדמיה בלתי פולשנית ונטולת קרינה, שתהיה הרבה יותר מדויקת ומפורטת מטכנולוגיית האולטרסאונד הקיימת. חשוב לי לציין שהדרך עוד ארוכה, ואנו זקוקים לחוקרים נוספים שיסייעו לנו לקדם את המחקר.”

קו אוטובוס המקשר בין תחנת הרכבת חוף כרמל והטכניון דרך מנהרות הכרמל.

קו אוטובוס חדש ומהיר, מתחנת הרכבת חוף כרמל לטכניון ובחזרה, יחל לפעול ב-1.1.2015. הקו החדש יעמוד לשירות הסטודנטים שלוש פעמים ביום, בתיאום עם לוח הזמנים של רכבת ישראל. האוטובוס בקו החדש יעבור דרך מנהרות הכרמל והוא צפוי לחסוך לנוסעים זמן רב.

 “הביקוש לקו החדש עלה מהשטח,” אומרים ביחידת המכרזים והלוגיסטיקה של הטכניון. “פנו אלינו חברי סגל וסטודנטים מכל התארים המגיעים מדי יום לטכניון מתל אביב באמצעות הרכבת, בבקשה לסייע להם בתחבורה מתחנת הרכבת לטכניון ובחזרה. כיום מחבר בין הטכניון לתחנת חוף כרמל קו 11, שהוא קו ארוך יחסית העובר בכל העיר. לשמחתנו נענתה חברת אגד לבקשת הטכניון, והקו החדש יחל לפעול ב-1 בינואר 2015.”

 שעות פעילות הקו:

מתחנה מרכזית חוף כרמל לטכניון: יציאת הקו בשעות  7:30 ו-7:57.

מהטכניון לתחנה מרכזית חוף כרמל: שעת יציאה 16:25.

להלן פירוט התחנות :

לדרכי הגעה נוספות לטכניון לחצו כאן

קבוצת סטודנטים מהטכניון יצאה לערבה כדי לבחון אפשרות לשיקום הקרקע באמצעות פירוק ביולוגי – פירוק של הנפט באמצעות חיידקים.
בתחילת דצמבר נפגעה שמורת עברונה שבערבה כתוצאה מדליפת צינור נפט. בארוע, שהוגדר כאסון האקולוגי החמור בתולדות המדינה, דלפו מן הצינור חמישה מיליון ליטרים של נפט גולמי, שזיהמו את הקרקע וגרמו נזק סביבתי רב. בעקבות זאת התגייסו לסייע סטודנטים מהטכניון, כולם חברי קבוצת מעל”ה (מהנדסי העתיד למען הסביבה).
קבוצת מעל”ה, המונה כעשרים סטודנטים מפקולטות שונות בטכניון, הוקמה בינואר 2014 במטרה לרתום את הידע הנלמד בטכניון לטובת הסביבה. חוקרים צעירים וחברי סגל ביחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות נרתמו ללוות את הקבוצה בהיבטים המקצועיים. זו יוזמה סטודנטיאלית, המתבצעת בהתנדבות מלאה.
“הגענו לשטח הפגוע ונפגשנו עם אנשי רשות הטבע והגנים, הפועלים לשיקום השמורה,” סיפר מייסד מעל”ה אוריאל קלר, סטודנט בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית. “נדהמנו מעוצמת הנזק. בשמורה עדיין זורמים נחלים שחורים, ושלוליות נפט רבות נקוו לאורכם. בעלי חיים רבים מצאו את מותם באסון וגם הצמחייה שחורה. זו תמונה של שמורת טבע שנחרבה.
“הרעיון שלנו הוא לשקם את הקרקע באמצעות חיידקים המסוגלים לעכל את הנפט ולצמצם את הנזק האקולוגי. זה נוסה בעבר בדליפות נפט בעולם, כדוגמת דליפת הנפט הגדולה
ב-2010 במפרץ מקסיקו. דגמנו קרקע בכמה נקודות שזוהמו, והבאנו אותן למעבדה בטכניון כדי למצוא אוכלוסיית חיידקים טבעית בקרקע שתוכל לעכל את הנפט, באמצעות שיטות גידול ביולוגיות ומיכשור מתקדם. בבדיקה נתייחס לפרמטרים הידרולוגיים, גאולוגיים ואקולוגיים כדי לייצר מודל חישובי שיתאר את הטיפול בקרקע.”

הסטודנטים המתנדבים פועלים בהנחייתם של פרופסור אורי שביט מהיחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות, ופרופסור סימה ירון מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון.

סטודנטים וגופים המעוניינים לסייע לפרויקט מוזמנים לפנות במייל

mala.technion@gmail.com

לכבוד החנוכה : תלמידי אורט ביאליק תכנתו בטכניון שלישיית רובוטים המגישה סופגניות, יוצקת שמן ומדליקה את הנרות בחנוכייה.

במרכז לחינוך לרובוטיקה וטכנולוגיה דיגיטלית בטכניון מצאו דרך מיוחדת ומקורית לציין את חג החנוכה: שלישיית רובוטים, דמויי אדם, שהאחד מהם מגיש סופגניות, השני יוצק שמן מהכד, והשלישי מדליק את הנרות בחנוכייה.

הפרויקט, בהנחייתו של מנהל המרכז ד”ר דן קופרמן, בוצע על ידי תלמידים מצטיינים מכיתה י’, הלומדים במגמה מדעית-הנדסית בבית הספר אורט ביאליק.
“פעם בשבוע אנחנו מגיעים למרכז הרובוטיקה בטכניון לשיעורי רובוטיקה של שעה וחצי,” מספרת התלמידה מור פיקמן, המשתתפת בפרויקט. “הרובוט תוכנת להגיב לרעש, והוא מתחיל לפעול בתגובה לשלוש מחיאות כף.”
תלמיד אחר, כפיר לוי, מוסיף: “במסגרת הפרויקט כתבנו תוכנה מיוחדת הגורמת לרובוט להדליק נרות חנוכה על פי הסדר הנכון, ואחר כך להניח את הנר המדליק במקומו של השמש. לאדם זו פעולה פשוטה, אך לרובוט היא מורכבת, ונדרשו לנו שעות עבודה רבות עד שהשלמנו אותה בצורה הטובה ביותר.”

“המרכז לרובוטיקה משמש כמקום מפגש בין תלמידים לסטודנטים המפתחים ומקדמים שיטות להוראת טכנולוגיה,” אמר ראש המרכז, פרופסור איגור ורנר מהמחלקה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון. “מטרת המרכז היא ללמד את הילדים טכנולוגיה באמצעות המפגש עם הרובוט. התלמידים מתכנתים וחוקרים את פעולת הרובוטים. הם למדו במרכז שפת תכנות, ודרך החקר על פעולת הרובוט פיתחו בעצמם את יכולות התנועה שלו.”

הטכניון מאחל חג שמח לסטודנטים, לעובדים ולכל בית ישראל.

צפו בברכת הטכניון לחג החנוכה בסרטון הבא:

סטודנטים בטכניון פיתחו אלגוריתם חדשני, המאפשר לעגלת הקניות לעקוב אחר הקונה מבלי שיצטרך לגעת בה. גם את העגלה עצמה הם בנו לבדם.

דמיינו לכם תמונה עתידנית: אתם בסופרמרקט, ועשרות עגלות מטיילות בין המדפים באופן עצמאי, נוסעות כמו כלב נאמן אחר הקונים, עוקבות אחריהם ממדפי החלב למדפי הלחם, ממדפי הירקות לקופה. נשמע נחמד? עמרי אלימלך ואוהד רוסנק, סטודנטים לתואר ראשון מהפקולטה להנדסת חשמל בטכניון, פיתחו עגלת קניות כזאת: עגלה רובוטית הנעה באופן עצמאי ועוקבת אחר הקונה.

עמרי ואוהד, בני דודים וחברים טובים מילדות, אהבו תמיד לבנות דברים ולהבין כיצד הם פועלים. “כשהיינו קטנים,” מספר עמרי, “שיחקנו הרבה בלגו הנדסי ובנינו רובוטים. אנחנו מאוד אוהבים לבנות דברים, ותמיד היה לנו ברור שכשנהיה גדולים נלמד הנדסה בטכניון.”

“כשהיינו צריכים לבחור פרויקט גמר,” מוסיף אוהד, “היה לנו ברור שנעסוק בפרויקט הקשור לרובוטיקה, וכך הגענו למעבדה לבקרה, רובוטיקה ולמידה חישובית בפקולטה.”

הרעיון לפרויקט הספציפי עלה במוחם של השניים בעקבות חוויותיו של אוהד עם אמו בסופרמרקט. “אמא שלי אוהבת לקנות בסופר, מעמיסה עגלות, ופשוט נמאס לי ללכת אחריה בסופרמרקט ולדחוף את העגלה, אז החלטנו לפתח עבורה עגלת קניות רובוטית-עצמאית, שתעשה במקומי את העבודה.”

“אמא של אוהד התלהבה מהרעיון, והתחלנו לעבוד על הפרויקט באופן רציני,” אומר עמרי. “התחלנו לחקור באינטרנט ולחפש פרויקטים דומים שנעשו בעבר. להפתעתנו, לא מצאנו עגלות רובוטיות הנעות באופן עצמאי. מצאנו כמה עגלות העוקבות אחר הקונה בהפעלה בשלט רחוק, אך לא עגלה רובוטית שתעקוב אחריו באופן אוטונומי ממש.”

חברי סגל בפקולטה חשבו שהרעיון לפרויקט קצת שאפתני מדי לתואר ראשון, משום שהוא מבוסס על עיבוד תמונה בזמן אמת, אך השניים לא אמרו נואש. הם השקיעו חשיבה רבה בכתיבת האלגוריתם שיאפשר את זיהוי הקונה ועקיבה אחריו בזמן אמת.

על העגלה הרכיבו השניים מצלמת קינקט, הנותנת תמונת עומק טובה ומסוגלת לזהות אנשים בתמונה. המצלמה מעבירה את המידע למעבד שמריץ את אלגוריתם הזיהוי ודואג שמכל האנשים בתמונה, העקיבה תתבצע רק אחרי הלקוח הספציפי שאחריו העגלה אמורה לעקוב.  “זו מערכת לומדת,” מסביר עמרי, “והמעבד אוגר את מידע חדש ומשפר את הביצועים כל הזמן. פיתוח אלגוריתם זה היה האתגר המרכזי והמשמעותי ביותר בפרוייקט”

 “גם את העגלה ייצרנו לבד,” אומר אוהד. “מצאנו עגלת קניות מפורקת במזבלה, חלודה וללא גלגלים, ובנינו אותה מחדש. ריתכנו את המבנה שלה כך שיהיה קל ויעיל לרובוט מסוג זה , חיברנו לה מצלמת קינקט, סוללה חזקה וכרטיס מחשב, תוך הקפדה יתרה על  עיצוב המוצר.”

קובי כוחי, ראש המעבדה לבקרה, רובוטיקה ולמידה חישובית בפקולטה להנדסת חשמל, הנחה וליווה את הסטודנטים בפרויקט. “הפרויקט קיבל את הציון 100. מבחינתנו בפקולטה, התהליך שהסטודנטים עוברים כדי לבנות את עצמם מבחינה מקצועית הוא הדבר המשמעותי, ולאו דווקא המוצר הסופי. במהלך הקורס נדרשים הסטודנטים לחקור לעומק טכנולוגיות חדשות, והם נחשפים ליזמות ולפיתוח מוצר.”

“מבחינתנו הצלחנו בפרויקט,” מסכמים אוהד ועמרי. “זהו פרויקט סטודנטיאלי שיש להמשיך לעבוד עליו ולשפר אותו. אנו מאמינים שבעתיד יפותח  שבב ייעודי שיחליף את המעבד  שהשתמשנו בו. המוצר שלנו עדיין לא מושלם, אבל נמשיך ונפתח אותו בעתיד.”

בתמונה בעמוד הבית (מימין לשמאל): אוהד רוסנק, קובי כוחי ועמרי אלימלך עם העגלה שפיתחו

פרופסור איתי ינאי מהפקולטה לביולוגיה פענח את סדר ההיווצרות האבולוציוני של “שכבות-הנבט” בעובר. לתגלית הדרמטית יש גם השלכות יישומיות משמעותיות.

פרופסור איתי ינאי, חבר סגל בפקולטה לביולוגיה בטכניון, פתר חידה רבת שנים: מהו סדר ההיווצרות האבולוציוני של שכבות-הנבט בעובר. הפתרון המלא מופיע במאמר שפורסם אתמול (10 בדצמבר 2014) במהדורה הדיגיטלית המוקדמת של כתב העת Nature. על המאמר חתומים פרופסור ינאי, תמר השמשוני (ככותבת ראשית), מרטין פדר, מיכל לוין ובריאן הול.

עוברים של בעלי חיים מפותחים, ובהם האדם, מכילים בהתפתחותם שלוש קבוצות תאים: אנדודרם, אקטודרם ומזודרם. קבוצות אלה, הקרויות “שכבות-נבט”, נוצרות בתהליך הגסטרולציה, המתרחש אצל עוברים אנושיים בשבוע השלישי של ההריון. בשלבים הבאים מתפתחות שכבות-הנבט לאברי גוף שונים; האנדודרם, לדוגמה, מתפתח לרקמות פנימיות בלוע, בכבד, בריאות ובצינור העיכול, כמו גם לחלקים מסוימים במערכת הרבייה.

מאז המאה ה-19 מתחבטת קהיליית הביולוגים בשאלה איזו שכבה נוצרה ראשונה במהלך האבולוציה.
התעלומה רבת השנים נפתרה כעת הודות לטכנולוגיה חדשנית להכנת דוגמאות לריצוף, שפותחה בטכניון על ידי פרופסור ינאי בשנת 2012. באמצעות טכנולוגיית CEL-Seq, הוכיחו ינאי ועמיתיו כי סדר ההיווצרות האבולוציוני של שכבות-הנבט הוא זה: אנדודרם, אקטודרם, מזודרם. במאמר שהתפרסם אתמול מסבירים החוקרים כי שכבת האנדודרם מקורה באורגניזמים חד-תאיים קדומים, אשר בהתחברותם זה לזה יצרו את בעלי החיים הרב-תאיים הראשונים. רק בשלב מאוחר יותר התפתחו ביצורים מפותחים אלה שכבות-הנבט האחרות.

ריצוף הוא תהליך שפותח בשנות השבעים והתפתח מאז בקצב מטאורי מבחינת דיוק, מהירות ועלות (שירדה מ-100 מיליון דולר לאלפי דולרים כיום – לריצוף ה-DNA של אדם בודד).  לתהליך זה, המגלה את סדר הנוקלאוטידים במקטע של DNA  או RNA, חשיבות עצומה במחקר הביולוגי-גנטי, כמו גם בהתקדמותה של האנושות לעבר רפואה מותאמת-אישית. רפואה זו, המבוססת על “מפת הגנום האישית” של המטופל, תאפשר לצוות הרפואי לקבוע לכל אדם את הטיפול האופטימלי עבורו בהתאם לתכונותיו המוּלדות, ההיסטוריה המשפחתית שלו, אורח חייו, גילו וכיו”ב.

כיום נעשית הכנת הדוגמאות לריצוף בשיטות שונות, שחלקן יעילות יותר וחלקן יעילות פחות. יתרונה העיקרי של CEL-Seq, השיטה החדשה שפיתח פרופסור ינאי, טמון בכך שהיא מאפשרת מעקב אחר פעילותם של כל הגנים בעת ובעונה אחת, ברזולוציה של תא בודד. לדברי פרופסור ינאי, “הוכחנו שהשיטה שלנו מניבה תוצאות רגישות יותר, ליניאריות יותר ועקביות יותר (בנות-שיחזור) מן השיטות האחרות, והדגמנו זאת בחקר ההתפתחות העוברית של תולעת C. elegans.”

כדי  להמחיש את כוחה של טכנולוגיית CEL-Seq מציע פרופסור ינאי לדמיין את התא החי הבודד, על 20,000 הגנים שבו, כחדר שהותקנו בו 20,000 מתגי-תאורה. אם נרחיב כעת את היריעה, הרי שלפנינו בית מרובה-חדרים, שכל אחד מחדריו שונה ממשנהו. “בבית כולו, כלומר בגוף החי השלם, יש המון חדרים כאלה, וכל אחד פועל באופן אחר משום שהנורות – הגֶנים – נדלקות וכבות בקונסטלציות שונות. זו הסיבה ששני תאים, המכילים את אותם גנים, עשויים להתנהג באופן שונה מאוד זה מזה – כי הגנים ‘נדלקים’ ו’כבים’ בקונסטלציות מגוונות מאוד. הגדוּלה של CEL-Seq היא ביכולתה לספק לנו ריצוף ברזולוציה של תא בודד, ולבדוק בתא הזה את מצבו של כל אחד מהמתגים – האם הוא כבוי או דולק. באופן הזה אנחנו יכולים לדעת אילו מתגים אחראים לכל פעילות או תכונה בתא הבודד ובגוף כולו.”

לתגלית הדרמטית יש גם השלכות יישומיות משמעותיות. “כשאנחנו עוקבים אחר התפתחותם של תאים שונים במהלך האבולוציה, אנחנו יכולים ללמוד אילו רכיבים בתא הם ‘מקובעים’ ואילו ברי-שינוי. על בסיס הידע הזה נוכל לדעת על אילו רכיבים בתא נוכל להשפיע כדי לשפר את מצבו של האורגניזם, ומאילו רכיבים עלינו להתעלם בידיעה שאין ביכולתנו לשנותם.”

קבוצת המחקר של ינאי מעורבת כיום במחקר רחב היקף, המשתרע על פני כמה יבשות. באמצעות CEL-Seq ובשיתוף קבוצות חוקרים מכל העולם חוקרת הקבוצה את מכלול הגנים בעשרה מינים שונים של בעלי חיים, תוך התמקדות בפעילותם של גנים אלה במהלך ההתפתחות העוברית של כל אחד מהמינים. “ברצוננו לראות מה הופך את החיה לחיה, מהו המכנה המשותף לכל בעלי החיים.”

לאחרונה יצא פרופסור ינאי למכון רדקליף למחקר מתקדם באוניברסיטת הארוורד, שם הוא עובד על יישום נוסף של טכנולוגיית CEL-Seq: חקר הסרטן. “בעשר השנים האחרונות עבדתי על התפתחות ואבולוציה, כפי שהן משתקפות בביטוי הגנטי; כעת הבנתי שגידולים סרטניים הם למעשה הרחבה טבעית של המחקר שלי, מאחר שגם כאן מדובר בתאים שמתפתחים וגדלים.” את המחקר האמור הוא מבצע בדגי-זברה.

בתמונה בעמוד הבית: פרופסור איתי ינאי ודוקטור תמר השמשוני

פרס הארווי לשנת 2014 יוענק לחוקר-הסרטן ג’יימס אליסון ולאסטרופיזיקאי ריינהרד גנצל. כ-20% מחתני פרס הארווי זכו לימים בפרס נובל.

הטכניון יעניק את פרס הארווי לשנת 2014 לפרופסור ג’יימס אליסון מטקסס (בתחום בריאות האדם) ולפרופסור ריינהרד גנצל מגרמניה (במדע ובטכנולוגיה). הפרס, בסך 75,000 דולר, קרוי על שם ליאו הארווי (1973-1887) וניתן מדי שנה לגברים ונשים שתרמו תרומה משמעותית לאנושות.
כ-20% מחתני הפרס זכו לימים בפרס נובל, ואחד מהם הוא שוג’י נקמורה, המקבל היום את פרס נובל בפיזיקה על פיתוח ה-LED הכחול.

פרופסור ג’יימס אליסון (James P. Allison), העומד בראש המחלקה לאימונולוגיה במכון לסרטן ע”ש אנדרסון, יקבל את פרס הארווי על פיתוח פרדיגמה חדשה לטיפול בסרטן ועל תרומתו התיאורטית והיישומית לטיפול בסרטן. מכון אנדרסון, המסונף לאוניברסיטת טקסס, מדורג במקום הראשון בין מכוני הסרטן בארה”ב.

אליסון, שנולד בשנת 1948 בטקסס, עוסק בתחום האימונותרפיה – טיפול באמצעות חיזוק המערכת החיסונית – בעיקר בהקשר של טיפול בסרטן. הוא חקר רבות את תאי ה-T, הממלאים תפקיד חשוב במערכת החיסונית, וגילה כי מולקולה בשם CTLA-4, המעכבת אותם, מונעת מהם לתקוף גידולים סרטניים. בעקבות התגלית פיתח פרופסור אליסון נוגדן שיחסום את אותה מולקולה-מעכבת וכך יאפשר לתאי ה-T ‘לעשות את העבודה’ ולתקוף את הגידול. בעקבות מחקרו פותחה התרופה Ipilimumab (Yervoy בשמה המסחרי), שאושרה על ידי ה-FDA  במאי 2011 לטיפול במלנומה מתקדמת. כיום חוקר אליסון אפשרויות להשתמש בה ובתרופות-מעכבות דומות לטיפול בסוגי סרטן אחרים.

פרופסור ריינהרד גנצל (Reinhard Genzel) יקבל את פרס הארווי במדע וטכנולוגיה על הוכחת קיומו של חור שחור במרכז גלקסיית שביל החלב (הגלקסיה “שלנו”). גנצל, יליד 1952, הוא חבר סגל באוניברסיטת ברקלי ומשמש כראש מכון מקס פלנק לפיזיקה של החלל החיצון בגרכינג, גרמניה. בשנת 2002 קבע גנצל, יחד עם שותפיו למחקר בגרמניה ובקליפורניה, כי במרכז הגלקסיה מצוי אובייקט שגודלו פחוּת מגודלה של מערכת השמש, אך מסתו גדולה פי 3 או 4 מיליון ממסתה של השמש, דהיינו חור שחור עצום. קביעה זו הסתמכה על התאוצה החריגה של כוכבים הסמוכים למרכז הגלקסיה. גנצל השתמש בשיטות אופטיות חדשניות, ובצילום אינפרא-אדום, כדי להתגבר על ההפרעות האטמוספריות ועל החלקיקים הנמצאים בחלל.

פרס הארווי של הטכניון ניתן לראשונה בשנת 1972, מהקרן שהוקמה על ידי ליאו מ. הארווי ז”ל מלוס אנג’לס, על מנת להכיר בתרומות גדולות לקידום האנושות בתחומי המדע והטכנולוגיה, בריאות האדם וקידום השלום במזרח התיכון. בין זוכי הפרס היוקרתי מדענים מארה”ב, בריטניה, רוסיה, שוודיה, צרפת, וישראל. הנה כמה מהם: חתן פרס נובל מיכאיל גורבצ’וב, מנהיג בריה”מ לשעבר, קיבל את פרס הארווי על  פעילותו לצמצום מתחים אזוריים; פרופסור ברט סאקמן (פרס נובל ברפואה), פרופסור פייר ג’יל דן-ג’ן (פיזיקה), פרופסור אדוארד טלר על תגליותיו בפיסיקת מצב מוצק, אטומית וגרעינית, ופרופסור ויליאם קופף על המצאת הכלייה המלאכותית.

היום (10.12.14) מציין הטכניון עשור לנובל הישראלי הראשון במדעים, שהוענק לפרופסורים אברהם הרשקו ואהרן צ’חנובר מהטכניון, ולעמיתם פרופסור ארווין רוז מאוניברסיטת קליפורניה בשנת 2004, על גילויה של מערכת האוביקוויטין. הארוע הציב את הטכניון ואת ישראל בחזית המחקר העולמית.

לכתבה וראיון על זוכי הפרס מתוך אתר Ynet לחצו כאן

קבוצת מעל”ה, שהוקמה על ידי סטודנטים בטכניון, פועלת ליישום הידע המדעי-הנדסי לטובת הסביבה ורווחת האדם.

באחד מימי ד’, בשעות הצהריים, נאספו מאות סטודנטים בטכניון סביב בלון גדול וירוק שריחף באוויר מעל מרכז הקמפוס. תשומת הלב הזאת היתה בדיוק מה שחברי קבוצת מעל”ה ביקשו להשיג. “הבלון, או בשמו הרשמי HIGH-AIR, הוא הפרויקט הראשון שלנו,” מסביר אוריאל קלר, מייסד הקבוצה.

“זוהי בעצם פלטפורמה מעופפת וניידת למדידת איכות האוויר בחתכי גובה שונים. גובהו של הבלון נתון להחלטת המפעילים, והוא מאפשר למדוד את רמת הזיהום במיקומים שונים ובגבהים שונים. הדגמנו את הפלטפורמה הזאת כאן בטכניון, אבל היא כמובן מתאימה לכל מקום שבו אנחנו מבקשים לנטר את זיהום האוויר באופן מהיר ופשוט.”

קבוצת מעל”ה (מהנדסי העתיד למען הסביבה) הוקמה בינואר 2014 במטרה לרתום את הידע הנלמד בטכניון לטובת הסביבה. קלר, סטודנט בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, פנה לחבריו הסטודנטים בפקולטה בהצעה להקים את הקבוצה, וההיענות עלתה על כל ציפיותיו. המתרגל עוז קירה הפנה אותם לפרופסור דוד ברודאי, חבר סגל בפקולטה ומנהל  – TCEEH המרכז למצוינות בחשיפה סביבתית ובריאות בטכניון – שהגיב ליוזמה בהתלהבות. הקבוצה התרחבה במהירות אל מעבר לגבולות הפקולטה, וכיום היא מונה כעשרים סטודנטים מפקולטות שונות בטכניון. חוקרים צעירים וחברי סגל ביחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות נרתמו ללוות את הקבוצה בהיבטים המקצועיים. “היעד שלנו הוא לגשר בין מחקר והנדסה לקהילה וחברה,” מסביר קלר, “וזאת באמצעות קהילת-סטודנטים ירוקה בטכניון, שתפעל למען הסביבה ולשיפור המודעות לסביבה על סמך הידע המדעי וההנדסי של חבריה.”

הפרויקט השני של הקבוצה, AIR-CLASS, חוקר את הקורלציה בין איכות האוויר במרחב הלימודי לבין יכולות הלמידה של סטודנטים (ריכוז וכיו”ב), וזאת באמצעות אפליקציה הקולטת נתונים ומציגה אותם בזמן אמת. “כדי לחבר לניסוי את כלל הסטודנטים בטכניון אנחנו עורכים אותו בבניין אולמן, ומקווים להביא אותו בהמשך לבתי ספר, כפעילות חינוכית מדעית וסביבתית”.

פעילות מעל”ה – ההגייה הנכונה היא מַעְלָה – היא כאמור יוזמה סטודנטיאלית, המתבצעת על ידי חבריה בהתנדבות מלאה. “זו פעילות שנוצרה מתוך החברוּת. מבחינתנו היא פתוחה לכלל הסטודנטים, וכבר גילינו שדווקא סטודנטים שאינם מתחום הסביבה מביאים איתם רעיונות רעננים ומקוריים. אנחנו מזמינים חברים חדשים להצטרף, ומבטיחים להם הזדמנות להעשיר את שנות הלימודים ולהתכונן לעשייה שתבוא אחריהן. גם ארגונים וגופים עסקיים מוזמנים לשתף איתנו פעולה ולקדם יחד את טובת הציבור.”

 לפרטים נוספים: פייסבוק https://www.facebook.com/mala.technion    דוא”ל:  mala.technion@gmail.com

הטכניון ציין את זכייתו של צוות סטודנטים בין-פקולטי במקום החמישי ב’תחרות המטוס האוטונומי’ במרילנד.

ב-12 בנובמבר ציינו הפקולטות למדעי המחשב ולהנדסת אווירונוטיקה וחלל את זכייתה של קבוצת סטודנטים מהטכניון במקום החמישי ב’תחרות המטוס האוטונומי’ הבינלאומית. הפרויקט והדגם הזוכה הוצגו בפני הקהל.

צוות הסטודנטים זכה במקום במקום החמישי (מתוך 48 נבחרות) בתחרות היוקרתית של האגודה הבינלאומית לכלי טיס בלתי מאוישים (AUVSI) שהתקיימה במרילנד, ארה”ב. נבחרת הטכניון, שכללה סטודנטים משתי הפקולטות, פיתחה שתי מערכות מוטסות המבצעות תצפית, זיהוי מטרות, העברת תקשורת והטלת מטענים למטרה – וכל זאת בשני כלי טיס אוטונומיים לחלוטין. בכל אחד מכלי הטיס הותקנו מערכות מתקדמות ובהן מצלמה מיוצבת, מחשב מוטס לעיבוד התמונה ומערכת תקשורת לשליטה, בקרה והעברת תמונות. תחנת הקרקע כוללת מערכת שליטה למעקב אחרי הטיסה האוטונומית, איסוף תמונות ועיבודן, ומערכת תקשורת לפיקוד, בקרה והעברת התמונות.

בקו הטיסה ניתנו לצוותים 20 דקות להכנת המערכת, כולל התחנה הקרקעית. מנחה הפרויקט, דרור ארצי, סיפר כי “במשך שלושים דקות ביצענו את המשימות שלקחנו על עצמנו – טיסה אוטונומית דרך נקודות שהוגדרו, זיהוי תמונות, הטלת ביצה מגובה 350 רגל אל מעגל מטרה ברדיוס של 50 רגל, ועוד. השופטים התלהבו מאוד מביצוע תרגיל הטלת הביצה.”

במהלך תשעת החודשים שקדמו לתחרות התנסו הסטודנטים בפיתוח מערכת כוללת, בייצור כלי טיס, בביצוע אנליזות וניסויים מורכבים, בתפעול המערכת כולה תוך עבודת צוות מתואמת (CRM) ובביצוע פרישׂה מבצעית. “קיבלנו סיוע ותמיכה מכמה חברות וארגונים,” אומר ארצי, “ובכלל זה מגזין ‘ישראל דיפנס’, חברת רפאל, התעשייה האווירית, התוכנית למערכות אוטונומיות בטכניון, המעבדה לעיבודים גיאומטריים של תמונות במדעי המחשב בטכניון, אלביט מערכות וחברת VectorNav. הצוות הדגים בתחרות את הרמה האקדמית הגבוהה של בוגרי הטכניון לעתיד, והציג שוב את יכולותיה של ישראל בפיתוח מערכות משולבות וכלי טיס בלתי מאוישים”.

פרס לנדאו מטעם מפעל הפיס יוענק לפרופסור דוד גרשוני מהטכניון, על תרומתו המחקרית ביצירת פוטונים שזורים.

פרופסור דוד גרשוני, מהפקולטה לפיזיקה בטכניון, יקבל את פרס מפעל הפיס לאמנויות ולמדעים על שם לנדאו לשנת 2014. זאת על תרומתו לפיתוח עתידי של הֶתְקֵן הפולט זוגות של פוטונים שזורים. ועדת הפרס ציינה כי “שיטה זו שונה מהותית מקודמותיה, ויתרונה באפשרות לשכפל התקנים אלה וכך לייצר פוטונים שזורים לפי דרישה. לשיטה זו חשיבות רבה במחקר הניסיוני בתחום של אינפורמציה קוואנטית.”

פרופסור גרשוני, יליד 1953, רכש את השכלתו האקדמית בטכניון. ב-1986 יצא לפוסט-דוקטורט במעבדות בֶּל בניו-ג’רזי, ולאחר כשנה התקבל שם כחבר סגל ועסק במחקר ובפיתוח. ב-1991 חזר לטכניון, הפעם כחבר סגל אקדמי בפקולטה לפיזיקה.

בשנת 2006 הוכיח פרופסור גרשוני את אפשרות יצירתם של פוטונים (חלקיקי אור) שזורים באמצעות מוליך-למחצה. שיזור (entanglement) הוא תופעה שבה שני חלקיקים קוונטיים מתנהגים כתאומים פיזיקליים המקיימים ביניהם קורלציה קוונטית: כאשר מאפייניו של אחד החלקיקים משתנים, משתנים בו זמנית גם מאפייני של החלקיק-התאום, ואי אפשר לתאר את מצבו של האחד בנפרד ממצבו של השני.

בעבודה משותפת עם פרופסור יוסף אברון והדוקטורנטים ניקה אקופיאן ונתנאל לינדנר הוכיח פרופסור גרשוני – באופן תיאורטי וניסויי כאחד – כי בתנאים מתאימים, מוליך-למחצה בעל ממדים ננומטריים עשוי להוות מקור של אור שזור. החוקרים הוכיחו כי אפשר לבנות התקן המבוסס על מקורות אלה, שיאפשר לייצר פוטונים שזורים ‘על פי דרישה’ – צעד משמעותי בדרך לתקשורת קוונטית, מחשוב קוונטי ואולי אף טלפורטציה.

 “מעשה כשפים במרחב”

ההיסטוריה של השיזור הקוונטי יסודה במחקר עיוני שערכו אלברט אינשטיין, בוריס פודולסקי ונתן רוזן (רוזן היה ממייסדי הפקולטה לפיזיקה בטכניון). בשנת 1935 פרסמו השלושה את המאמר, המכונה בקיצור EPR  – האותיות הראשונות של שמותיהם. במאמר זה באה לידי ביטוי הסתייגותו של אינשטיין מהמכניקה הקוונטית, ה’מרשה’ לכאורה מצב שבו המידע נע במהירות הגבוהה ממהירות האור. אינשטיין האמין כי ‘אפשרות’ זו אינה אלא פיקציה, או כלשונו: “מעשה כשפים במרחב” (spooky action at a distance).

נילס בוהר, אבי המכניקה הקוונטית, טען בתגובה למאמר ה- EPR כי אותה ‘פעולה מרחוק’ דווקא אפשרית, בהיותה מבוססת לא על ‘השפעה מכנית’ אלא על ‘השפעה לוגית’ על התנאים המגדירים את אפשרויות ההתנהגות של המערכת. אינשטיין לא נותר חייב, והגדיר את תגובתו של בוהר כ”פלפול תלמודי”.

בשנת 1962 הראה הפיזיקאי האירי ג’ון בל כי את מחלוקת איינשטיין-בוהר אפשר להכריע באופן ניסויי. ניסויים שנערכו בשנות השבעים והשמונים, בעקבות המודל המתמטי שניסח בל, הוכיחו כי חלקיקים שזורים אכן ניחנים בקורלציות המופלאות שמנבאת המכניקה הקוונטית. המחקר של הפרופסורים גרשוני ואברון, שהתבסס בין השאר על עבודתו התיאורטית של חבר הפקולטה בעבר, פרופסור מחקר אשר פרס ז”ל, היווה פריצת דרך במסלול זה.

“למעשה הראינו כיצד ניתן לפתח התקן ש’יורה’ צמד פוטונים שזורים ברגע הרצוי,” מסביר פרופסור גרשוני. “התגלית הזאת היא צעד חשוב בדרך מהטכנולוגיה הנוכחית (הקלאסית) לטכנולוגיה העתידית (הקוונטית). הטכנולוגיה הנוכחית – לרבות מיחשוב, תקשורת, תאורה, איחסון מידע ועיבוד מידע – מבוססת על מוליכים-למחצה, ולכן התגלית שלנו רלוונטית מאוד לעולם ההיי-טק. אנחנו מפתחים מבנים ננומטרים של מוליכים-למחצה הפועלים למעשה כ’אטומים מלאכותיים’, שאפשר להסביר ולנבא את התנהגותם על סמך המכניקה הקוונטית. אנו מאמינים כי התגלית שלנו תקדם את התחום של עיבוד-מידע קוונטי שיעמוד בבסיס טכנולוגיית העתיד, והמוטיבציה המחקרית שלנו נובעת גם מהתקווה שהטכנולוגיה תצעד בעקבות המחקר, ושבעתיד הלא-רחוק נוכל לראות טכנולוגיה קוונטית אמיתית בשימוש נרחב.”

 פרס מפעל הפיס למדעים ולמחקר על שם לנדאו מוענק למדענים שהגיעו להישגים ראויים בתחומם ותרמו תרומה רבת ערך לקידום המדע והמחקר. פרופסור גרשוני יקבל את הפרס בתחום הפיזיקה, על פי החלטת ועדת השיפוט, שבה חברים הפרופסורים דן שחר, שמואל פישמן ואורה וולמן. הזוכים בקטגוריות האחרות הם פרופסור דנה וולף (בתחום הווירולוגיה), פרופסור אלישע קימרון (חקר הלשון העברית), פרופסור אמיר שגיא (חקלאות), פרופסור הווארד ליטווין (מדעי הזיקנה), ופרופסור דניאל חנוך וגנר (הנדסה כימית והנדסת חומרים).