מחבר: shlomi ben-oz

לאחר 25 שנים: חוקרים גרמנים ואמריקנים הצליחו למדוד פזה גיאומטרית במוצקים. פזה זו התגלתה לפני כ-25 שנים על ידי פרופ’ יהושע זק מהטכניון ונקראת על שמו -“Zak Phase”

חוקרים גרמנים ואמריקנים הצליחו למדוד את פזת זק, שהתגלתה לפני 25 שנים על ידי פרופסור יהושע זק מהטכניון. כך מגלים מאמרים בכתבי העת היוקרתיים “נייצ’ר פיזיקס” (Nature Physics) ו”סיינס” (Science).

בשנת 1989 פירסם פרופסור זק מאמר בכתב העת המדעי “פיזיקל רוויו לטרס” (Physical Review Letters) ובו התאים פזה גיאומטרית למוצקים. בחומר המוצק יש פסי אנרגיה והאלקטרונים שבהם מקבלים תאוצה כאשר מופעל עליהם שדה חשמלי. בתנועתם הם רוכשים פזה גיאומטרית (למשל, הזוית של חבל הנדנדה עם האנך, היא הפזה של הנדנדה). את הפאזה הזו שמקבלים האלקטרונים גילה פרופסור זק.

פאזות גיאומטריות מתרחשות במקומות שונים בטבע. אחת הדוגמאות הפשוטות היא המטוטלת של פוּקוֹ: מטוטלת גבוהה שיכולה להתנדנד בכל מישור אנכי. בגלל סיבובו של כדור הארץ, המישור שבו היא מתנדנדת מסתובב באופן יחסי לכדור הארץ. מדי יום משתנה מישור הסיבוב בזווית ‘גיאומטרית’ קטנה, הקשורה למבנה הכדורי של הארץ. באופטיקה גילה לראשונה ב-1956 פזה גיאומטרית המדען ההודי הידוע פנצ’רטנם

 Pancharatnam.  Shivaramakrishnan. במכניקה קוואנטית קייימת תופעה דומה אשר התגלתה ב-1984 על ידי הפיזיקאי הבריטי סר מייקל ברי, שזיהה פזה גיאומטרית , וזו מכונה כיום “פזת ברי”. פזות קוואנטום-מכניות כאלה עשויות להשפיע משמעותית על תכונות החומר ולגרום למגוון תופעות. דוגמאות לכך הן הקיטוב הדיאלקטרי ואפקט הול הקוואנטי (המשמש כיום להגדרת תקן של התנגדות).

עתה, לראשונה, מדענים בקבוצה של פרופסור עמנואל בלוך (אוניברסיטת לודוויג-מקסימיליאנז במינכן ומכון מקס פלאנק, גארחינג) בשיתוף הדוק עם פיזיקאים תיאורטיים מאוניברסיטת הארוורד, בקבוצה של פרופ’ יבגני דמלר, הצליחו למדוד פזה טופולוגית במערכת חד ממדית במצב מעין-מוצק(סריג אופטי). זוהי הפזה הקרויה Zak-phase על שמו של פרופסור יהושע זק מהפקולטה לפיזיקה בטכניון.

לשני אובייקטים יש מבנה טופולוגי שונה אם אין דרך רציפה להפוך אחד מהם לשני בלי לחתוך אותו או לנקב בו חורים, לדוגמה, כוס תה עם חור אחד בידית שקולה מבחינה טופולוגית לכעך,  אך כעך וכדורגל אינם זהים. יתר על כן, אפשר לאפיין את המבנים הטופולוגיים השונים על פי מבנים גיאומטריים הקשורים בצורת האובייקט. אולם מה הקשר בין פאזות גיאומטריות אלה לתכונות החומר בפועל? “בחומר, האטומים מסודרים באופן היוצר מבנה מחזורי, שבו האלקטרונים מושפעים מהכוחות החשמלים של היונים. כתוצאה מכך, האלקטרונים ‘נעים’ בתוך החומר בפסי אנרגיה (energy bands), המגלמים את תפקיד האובייקטים בדוגמאות שהצגנו ורוכשים פזה גיאומטרית,” מסביר מרקוס אטאלה, דוקטורנט בכיר בניסוי בקבוצה של פרופ’ עמנואל בלוך.

בשנת 1989 זיהה פרופסור זק את הפאזות הגיאומטריות ב- band theory של מוצקים חד ממדיים. כשחלקיק נע ‘לאט’ לאורך פס האנרגיה ומשלים לולאה שלמה, הוא “רוכש” את הפזה הגיאומטרית המשפיעה משמעותית על תכונות החומר שיכולות להיקבע על ידי “הגיאומטריה הקוואנטית” של הגביש. לכן זיהוי התכונות הטופולוגיות של פס האנרגיה חיוני להבנת תכונותיה הפיזיקליות.

לדברי החוקר עמנואל בלוך, סכמת-מדידה חדשה זו היא בבחינת גישה חדשה ללמידה של מבנים טופולוגיים  במוצקים, והיא עשויה להוביל לגילוי של פאזות טופולוגיות בחומר קוואנטי שיש לו תכונות ייחודיות העשויות להיות שימושיות ביישומים פרקטיים.

“שמחתי לשמוע שיותר מחצי תריסר חוקרים בארה”ב וגרמניה שיתפו פעולה והצליחו למדוד את הפזה שניבאתי”, אומר פרופסור זק. “חשוב מאוד לתיאורטיקאי אשר ניבא תופעה, שהתיאוריה שלו נמדדת בניסוי. והמדידה הזו הפכה את התיאוריה שלי למעשה”.

בפתוח הפזה השתמש פרופ’ זק בתגלית נוספת שלו  משנת1967 – הצגת kq (kq- representation). זוהי תגלית יסודית במכניקה קוונטית הנקראת אף היא על שמו – “התמרת זק” (Zak Transform) והיא משמשת כיום בעיבוד אותות. עשרות אלפי מהנדסים משתמשים בה בעבודתם.

חתן פרס רוטשילד, פרופסור מחקר שלמה שמאי: “המחקר המתמטי בתחום תורת המידע חשוב הן מההיבט המדעי האקדמי הקלאסי, והן מההיבט השימושי בעידן הנוכחי, עתיר הטכנולוגיה”

פרופסור מחקר שלמה שמאי מהפקולטה להנדסת חשמל בטכניון זכה בפרס רוטשילד לשנת 2014. הוא זכה בפרס בתחומי המתמטיקה, מדעי המחשב וההנדסה, על מחקרו המקורי ויוצא הדופן במסגרת תיאורית המידע, התיאוריה המתמטית של התקשורת, המשמשת כיום בטכנולוגיות התקשורת המתקדמות ביותר.

פרופסור שמאי, חבר האקדמיה הישראלית למדעים, זכה בשנת 2011 בפרס שנון,  מטעם האגודה לתורת המידע – IEEE Information Theory  Society.  הפרס, המוענק על “תרומה עקבית ומשמעותית לתחום של תורת המידע”, נחשב לפרס החשוב ביותר בתחום. חתן הפרס הראשון,
ב-1973, היה קלוד שנון עצמו. השנה נבחר פרופסור שמאי כחבר (Foreign associate) באקדמיה האמריקאית להנדסה.

פרופסור שמאי עשה את שלושת תאריו בפקולטה להנדסת חשמל בטכניון – לתואר הראשון הוא למד במסגרת העתודה, ואת השניים הבאים השלים במהלך שירותו הצבאי. “העבודה ביחידת מו”פ בצה”ל”,” אמר בראיון לעיתון הטכניון, “מיקדה אותי בתחומי העיסוק הנוכחיים שלי – נושאים שונים בתורת המידע  (Information Theory)   ביניהם קידוד ערוצים, מגבלות תיאורטיות בתקשורת תחת אילוצים פרקטיים, מערכות תקשורת רבות משתמשים, ומודלים תיאורטיים של מערכות סלולריות אלחוטיות.”

בשנת 1986 הצטרף פרופסור שמאי לפקולטה להנדסת חשמל כאיש סגל, ובכך הצטרף בעצם ל”משפחה” ותיקה ומכובדת של חברי סגל העוסקים בתורת האינפורמציה, ביניהם הפרופסורים יעקב זיו (חתן פרס שנון לשנת 1992 וחתן פרס רוטשילד לשנת 2002), משה זכאי (חתן פרס רוטשילד לשנת 1994), ישראל בר דוד (שהנחה אותו לדוקטורט) ופרופסור מחקר אורח אנדרו ויטרבי (חתן פרס שנון לשנת 1991). “אלה אנשים משכמם ומעלה,” הוא מציין. גם כיום מתקיימת בפקולטה פעילות רחבה ומעמיקה בתחום הזה – באווירה מצוינת, לדבריו. הדור הצעיר יותר בתחום כולל, בנוסף לפרופסור שמאי, את הפרופסורים הבכירים נרי מרחב, יוסף שטיינברג, יגאל ששון וצחי ויסמן, הנמנים עם השורה הראשונה של החוקרים בעולם.

תורת המידע היא תיאוריה נרחבת ומסועפת, הנוגעת לכל מה שקשור בעיבוד והעברת מידע – דיבור, שידור, טלפונים, אינטרנט ועוד. “ההתפתחויות בחמש עשרה השנים האחרונות בתחום התקשורת מראות שהניבויים התיאורטיים מדויקים, ואפשר בהחלט לומר שתורת המידע הינה החלוץ המאפשר את הקידמה הטכנולוגית.

“ככלל,” מדגיש פרופסור שמאי, “המחקר המתמטי בתחום תורת המידע חשוב הן מההיבט המדעי האקדמי הקלאסי, והן מההיבט השימושי בעידן הנוכחי עתיר הטכנולוגיה.”

“ההתפתחות הטכנולוגית, ובתוכה מיזעור והוזלה של רכיבים אלקטרוניים, מעבירה את הדגש מ’איך לעשות’ ל’מה לעשות’. כיום, אם צריך להוסיף למעבד כלשהו כמה אלפי טרנסיסטורים, זה ‘כסף קטן’. לכן המחקר התיאורטי, האקדמי במהותו, הפך להיות רלוונטי ביותר בתעשיית התקשורת המתקדמת, המצפה לפתרונות אופטימליים ככל האפשר עבור הדורות הבאים של מערכות תקשורת ועיבוד מידע.”

פרופסור שמאי יקבל את פרס רוטשילד בטקס שייערך במשכן הכנסת בחודש מארס 2014, יחד עם פרופסור שלמה הבלין מאוניברסיטת בר אילן והפרופסורים אלי קשת ואבנר דה שליט מהאוניברסיטה העברית.

הקורס של פרופסור חוסאם חאיק בננו-טכנולוגיה וננו-חיישנים ייפתח בחודש מארס 2014 ועד כה הוא כבר זכה ליותר מ- 32,000 צפיות ברחבי העולם, 5,600 ממצרים, 1,200 מסוריה ו-1,900 מכווית; עד כה נרשמו יותר מ- 16,000 סטודנטים לקורס באנגלית וקרוב ל- 3,000 לקורס בערבית, ממדינות כגון: ערב הסעודית (יותר מ-700 נרשמים), מצרים (יותר מ-600), וסוריה (כ-400).

הקורס האוניברסיטאי המקוון הראשון בערבית, של פרופסור חוסאם חאיק מהפקולטה להנדסה כימית ומכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה בטכניון, על ננו-טכנולוגיה וננו-חיישנים, זוכה לעניין רב בארצות ערב, עוד בטרם החל. אלפי צפיות בתכנית הקורס, במסגרת האתר האוניברסיטאי המקוון “קורסרה”, נרשמו בסוריה (1,243), מצרים (5,595), כווית (1,865) וערב הסעודית (1,243). חלק גדול מהצופים גם נרשמו לקורס, שייפתח בחודש מארס 2014. בישראל נרשמו 3,730. יותר מ-16,000 סטודנטים נרשמו לקורס באנגלית וקרוב ל-3,000 לקורס בערבית, ממדינות כגון: ערב הסעודית (יותר מ-700 נרשמים), מצרים (יותר מ-600), וסוריה (כ-400).

את הקורס של פרופסור חאיק מלווים פרופסור משנה מירי ברק מהמחלקה לחינוך למדע וטכנולוגיה (כיועצת פדגוגית) והדוקטורנטיות עביר ותד, מיטל שגב ונסרין שחאדה.

בתהליך פיתוח הקורס הוחלט להקפיד על איכות גבוהה של חומרי לימוד תוך הצגת התפתחויות וחידושים בחזית המחקר הננו-טכנולוגי, יחד עם הצגת הסברים ברורים ופשוטים. בנוסף, הוחלט להרבות באמצעי המחשה כדי לאפשר הבנה טובה יותר של המעברים בין רמת המאקרו (מה שניתן לראות בעין בלתי מזויינת), לרמת המיקרו (הרמה המולקולרית) ועד לרמת הננו (רמת האטום הבודד). כמו כן, הוחלט לעשות שימוש במגוון כלי הערכה כדי לאפשר לסטודנטים לבטא את הבנתם בצורה הטובה ביותר. כדי להשיג מטרות אלו הקורס עוצב כך:

•        החומר הנלמד מחולק לעשרה שיעורים ברמת קושי עולה.

•        כל שיעור כולל שלושה עד חמישה קטעי הרצאה קצרים.

•        כל הרצאה קצרה מתמקדת במושג או עיקרון מסוים.

•        בהרצאות משולבים מספר רב של איורים ואנימציות להמחשה וליצירת עניין.

•        כלי ההערכה משלבים משימות אישיות וקבוצתיות.

•        כלי ההערכה מעודדים הבנה וחשיבה ברמה גבוהה (יצירתית וביקורתית).

ההערכה של הישגי הלומדים בקורס בננו-טכנולוגיה וננו-חיישנים תוכננה על בסיס שלושה סוגי משימות:

1. עשרה בחנים שבועיים (20% מהציון), הכוללים שאלות רבות ברירה הבודקות ידע והבנה של תכני הלימוד. הציון לסטודנטים ניתן באופן ממוחשב ומיידי. הסטודנטים אינם מקבלים משוב על הבחנים, אך הם רשאים לבצע שלושה ניסיונות כשהציון הגבוה הוא זה שנקלט.

2. שלוש משימות פתוחות (20% מהציון), הניתנות פעם בשלושה שבועות לעידוד חשיבה יצירתית. לדוגמה: איזה חוש נוסף היית מעוניין שיהיה לך ומדוע? או: תן דוגמה לננו-חיישן חדשני וישים שבו היית רוצה להשתמש בחיי היומיום שלך. בנוסף להגשת תשובות מלאות ומפורטות, הסטודנטים צריכים לבצע הערכת עמיתים. כלומר, להעריך באופן ביקורתי תשובות למשימות של שלושה סטודנטים עמיתים בעזרת מחוון ציונים מפורט.

3. פרויקט גמר (60% מהציון), המעודד עבודה שיתופית וחשיבה יצירתית ומערכתית. מטרת הפרויקט היא לתכנן ננו-חיישן שמאפשר לחקות את אחד החושים הקיימים אצל האדם או כזה שישמש כחוש נוסף לאלה הקיימים אצל האדם. הפרויקט נעשה בקבוצות של עד ארבעה סטודנטים, אך ההגשה נעשית באופן יחידני. כל סטודנט המגיש פרויקט חייב גם לבצע הערכת עמיתים לגבי פרויקטים אחרים על פי מחוון ציונים מפורט.

הקורס  בננו-טכנולוגיה וננו-חיישנים ייחודי גם בכך שזהו הקורס הראשון שניתן בשתי שפות – אנגלית וערבית ושאחוז גבוה מהציון הסופי מתבסס על משימות פתוחות המעודדות חשיבה יצירתית וחדשנית ולא רק על בחנים או תרגילים סגורים. משולבים בו למידה שיתופית בקבוצות יחד עם למידה אישית והערכת עמיתים יחד עם הערכה ממוחשבת. “אנו תקווה כי הקורס יתרום, ולו במעט, לחינוך מדעי-הנדסי של אוכלוסיות שונות בעולם ואולי אף יסייע לקרוב לבבות תוך כדי עבודה על משימות ואתגרים משותפים”, אומרים אנשי הטכניון השותפים בבניית הקורס.

פרופסור דורון מלמד מהפקולטה לרפואה מתמקד במדע בסיסי, אך למחקריו בנושא המערכת החיסונית יש השלכות יישומיות מובהקות

מה שמעניין אותי זה בעיקר מחקר בסיסי, מוּנע-השערות, ופחות מחקר תרגומי ויישומים. אני מעוניין יותר בהבנת תהליכים – ופחות בפיתוח תרופות.”

פרופסור דורון מלמד מגדיר את עצמו כ’חוקר עם ראש מדעי’, ומסביר: “אם הגישה הקלינית מתחילה מהמחלה והולכת אחורה – לגורמי המחלה ולשאלות של מדע בסיסי – הרי שאני מתחיל מהקצה השני, משאלות ביולוגיות טהורות. אני מנסה לפענח ולהבין אינטראקציות שונות בין תאים בגוף, ולבחון את התוצאות ברמת האורגניזם השלם. במקרים רבים, תוצאות אלו מעלות שאלות חדשות הפותחות בפנינו כיווני מחקר נוספים.”

פרופסור מלמד רכש את כל השכלתו האקדמית באוניברסיטה העברית, ואת הפוסט-דוקטורט עשה בדנבר, קולורדו, במעבדתו של דייוויד נמאזי (Nemazee) בבית החוליםNational Jewish Medical and Research Center.  ב-1998 הצטרף לסגל הפקולטה לרפואה בטכניון, במחלקה לאימונולוגיה, והוא מתמקד בחקר לימפוציטים מסוג B  ופעילותם במערכת החיסון.

“לימפוציטים הם תאי דם לבנים, שמייצרים ומפרישים את הנוגדנים הנאבקים בגורמי מחלה שונים. קורה שלימפוציטים ‘מקולקלים’ תוקפים את הגוף עצמו, אבל בדרך כלל הגוף יודע לזהות אותם ולחסלם. אנחנו מנסים להבין כיצד פועל תהליך הסלקציה הזה, שבו ‘מוּצאים להורג’ רק הלימפוציטים המשובשים.”

נושא נוסף שבו עוסק פרופסור מלמד הוא תאי-זיכרון. “כאשר לימפוציטים מגיבים כלפי גורם זר כלשהו (וירוס, למשל), הגוף מייצר תאי-זיכרון שיסייעו לגוף להתגונן בפעם הבאה שיותקף על ידי גורם דומה. כך בעצם פועל מנגנון החיסון הטבעי: כשהגוף נתקף בשפעת (לדוגמה) הוא מייצר תגובה חיסונית; אבל בתהליך הזה הוא לא רק מגן על הגוף כאן ועכשיו, אלא גם מייצר ‘פרוטוקול פעולה’ למקרה של מתקפות עתידיות מאותו סוג.”

תאי-הזיכרון הם תאים מאריכי-חיים, ולכן הם מצטברים בגוף ומצויים בכמויות גדולות בגופם של אנשים מבוגרים. הבעיה היא שהגוף המבוגר, החלש באופן כללי, מתקשה להתמודד עם מחלות חדשות, ומצליח יותר עם אלה שנצרבו בתאי-הזיכרון. “השאלה שלנו היא אם אפשר לתקן את הפגיעוּת הזאת, כלומר לשפר את מערכת החיסון של האדם המבוגר. לשמחתי, המחקר שלנו מראה כי בתנאים מסוימים אכן אפשר לעשות זאת, כלומר – ביכולתנו להתערב במערכת הביולוגית הסגורה ולעודד יצירת לימפוציטים חדשים במח העצמות, ובכך להצעיר את האדם לפחות בהיבט החיסוני. למעשה, אנחנו מראים לראשונה שאפשר לעצור – ואף להשיב לאחור – תהליכי הזדקנות, בניגוד לעמדה המקובלת שגורסת שמדובר בתהליכים בלתי הפיכים.”

איך עושים את זה?

המערכות הביולוגיות בגוף שומרות בקפדנות על מצב של שיווי משקל ואיזון, וכשנוצר מחסור בתאים חיוניים, הגוף מייצר תאים חדשים. לדוגמה, פציעה ודימום יוצרים מחסור בכדוריות אדומות, ובתגובה מגביר הגוף את קצב ייצור הכדוריות האלה. הרעיון שלנו דומה: אם נסלק (באופן יזום) תאי-זיכרון ישנים, נשנה באופן מלאכותי את שיווי המשקל ובכך נעודד את הגוף ליצור תאים חדשים, שיודעים להתמודד עם הגורמים העוינים שהוא אינו מכיר מן העבר.

 ומהו האתגר העיקרי?

ברור שאי אפשר למחוק את כל תאי-הזיכרון, כי אז נאבד את כל החיסון הקיים למחלות-עבר. לכן דרושה כאן מחיקה חלקית, מושכלת, שאותה יש להגדיר היטב על פי הממצאים שלנו. אבל מה שמעניין אותי יותר הוא השאלה המדעית: איך מערכות התאים “משוחחות” זו עם זו, כלומר, כיצד אוכלוסיית תאי-הזיכרון מבקרת ייצור של תאים חדשים במח העצמות. אם נבין את המנגנונים האלה, יתכן שנוכל להתערב בהם ישירות בלי למחוק תאי-זיכרון בכלל.

אז למרות האוריינטציה המדעית שלך אתה נוגע גם ביישומים.

אני מתעניין בהבנת שיווי המשקל בין רקמה מייצרת לבין רקמה פועלת. במקרה זה יש לתוצאות המחקר גם משמעות יישומית, למשל בתחום הזיקנה, אבל אני לא ממשיך לשם – אני נשאר במעבדה, עם רקמות ועכברי מודל. עם זאת, אני משתף פעולה עם קלינאים, שיכולים לבחון את עבודתנו על אנשים חיים וגם לספק לי רקמות רלוונטיות.

 יש מחיר להתמקדות במדע בסיסי?

בוודאי, בעיקר הפסד של מימון מהתעשייה וממקורות שמעודדים וממנים מחקר עם היבט יישומי. הגורמים האלה רוצים, מטבע הדברים, מחקרים יישומיים יותר, ולא ממהרים להשקיע במדע בסיסי.

 אם נשלוט במנגנון המוות התאי, אנחנו בדרך לחיי נצח?

אני לא מאמין בחיי נצח, אבל להערכתי צפויה עוד הארכה כלשהי בתוחלת החיים. תוך מאה חמישים שנה הוכפלה תוחלת החיים מ-45 שנה ל-90 כתוצאה מפיתוח של חיסונים, של אנטיביוטיקה ועוד. קפיצה כזו כנראה כבר לא תחזור, ובכל מקרה, אני מאמין שצריך להתמקד בשיפור איכות החיים ולא בהארכתם.

 כי גם להתארכות החיים יש מחיר.

בהחלט. הזיקנה היא תופעה שנובעת מהארכה מלאכותית של חיי הגוף, ומלוּוה בכל “מחלות הזיקנה”. חיות בטבע אינן מזדקנות כי הן מתות הרבה לפני הגיען לגיל זיקנה, וכך חיו בני האדם עד לפני מאה שנה. האדם הקדמון לא הזדקן – הוא מת לאחר שאיבד את כל שיניו.

הפיזיולוגיה האמיתית שלנו מתוכנתת ל-45 שנה, לא לתשעים. לכן, בעשור החמישי לחיים, מתחילה הידרדרות בתפקוד של מערכות פיזיולוגיות שונות בגופנו ועליה בפגיעוּת לגורמי מחלה זיהומיים וסרטן.

 אז מה עושים?

הגוף, בעיקרון, הוא כמו מכונית, שבה צריך תחזוקה – ניקוי קרבורטור, החלפת רדיאטור – אבל הוא כמובן הרבה יותר מורכב ממכונית. כיום יש למדע יכולות מסוימות בתחום הרגנרציה (חידוש של רקמות מסוימות בגוף), אבל אנחנו לא יכולים להחליף את כל כלי הדם והשרירים. לכן אי אפשר לעצור את ההזדקנות באופן כללי, אבל אפשר לעצור את ההידרדרות ברקמות ספציפיות, וזה משמעותי מאוד לאיכות החיים.

בהמשך לתערוכת החדשנות הישראלית חתמו האקול פוליטכניק והטכניון על הסכם לשיתוף פעולה אקדמי

נשיא צרפת פרנסואה הולנד, הנשיא שמעון פרס וראש הממשלה בנימין נתניהו השתתפו ביום שלישי השבוע במפגש בין יזמים ואנשי עסקים ישראלים וצרפתים במלון דן בתל אביב. לפני המפגש סקרו הנשיא הולנד, הנשיא פרס וראש הממשלה נתניהו תערוכה של הישגים טכנולוגיים ישראליים, בהם גם הנחש הרובוטי, שפותח על ידי פרופסור אלון וולף ומהנדס המחקר עודד סלומון מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון.  בנוסף, חתמו נשיא אוניברסיטת  אקול פוליטכניק (École Polytechnique) ז’אק ביו ונשיא הטכניון, פרופסור פרץ לביא, על הסכם מיוחד לשיתוף פעולה אקדמי בין שני המוסדות.

הנחש הרובוטי, מיועד להיכנס לחללים באזורי רעידות אדמה וקריסות בתים, ולסייע בפעולות איתור והצלה, על ידי שידור תמונות וקולות של לכודים. הרובוט ייחודי באופן זחילתו וגמיש מאוד בזכות מספר רב של חוליות. כל חוליה מכילה מנועים, מחשב, חיישנים, תקשורת אלחוטית וסוללות. הרובוט נושא בראשו מצלמה. בזכות המבנה הגמיש של הנחש, הוא יכול להשתחל בין ההריסות באופן שלא גורם לקריסה נוספת של המבנה, ולספק מידע חיוני מאזורים שאינם נגישים אודות מצב הלכודים והימצאות חומרים מסוכנים.

האקול פוליטכניק והטכניון ידועות באיכות הלימודים הגבוהה בהן ובמחקר מתקדם, והפכו את החדשנות ואת מיסחור הטכנולוגיות לנדבך מרכזי במדיניותן. בהסכם נאמר כי שני המוסדות “שואפים לחלוק את ניסיונם ואת מיומנויותיהם בתחומי החדשנות והיזמות, בעיקר את המסלולים האקדמיים ביזמות ובחדשנות ואת החממות הטכנולוגיות לחברות הזנק המתבססות על מחקר ופיתוח של הסטודנטים והחוקרים שלהם.”

בנאומו בכנסת ביום שני השבוע, ציין הנשיא הצרפתי “ששיתוף הפעולה בין בית-הספר הפוליטכני והטכניון יהיו נקודות ציון או דוגמה עבור כל האוניברסיטאות.” וראש הממשלה בנימין נתניהו הזמין אותו לבקר בטכניון.

ביחד איתו הגיעו כמאה מנהלים של חברות צרפתיות.

נחתם הסכם בין שתי האוניברסיטאות

נשיא אוניברסיטת  אקול פוליטכניק (École Polytechnique) ז’אק ביו  (Jacques Biot) וכמאה מנהלי חברות צרפתיות ביקרו  בטכניון. הם מהווים חלק מהפמליה הגדולה של נשיא צרפת, פרנסואה הולנד, המבקר בישראל. פרופסור ביו עם נשיא הטכניון, פרופסור פרץ לביא, חתמו על הסכם מיוחד לשיתוף פעולה אקדמי בין שני המוסדות.

שתי האוניברסיטאות ידועות באיכות הלימודים הגבוהה בהן ובמחקר מתקדם, והפכו את החדשנות ואת מיסחור הטכנולוגיות לנדבך מרכזי במדיניותן. בהסכם נאמר כי שני המוסדות “שואפים לחלוק את ניסיונם ואת מיומנויותיהם בתחומי החדשנות והיזמות, בעיקר את המסלולים האקדמיים ביזמות ובחדשנות ואת החממות הטכנולוגיות לחברות הזנק המתבססות על מחקר ופיתוח של הסטודנטים והחוקרים שלהם.”

אקול פוליטכניק והטכניון כבר קיימו בעבר תכניות משותפות לחילופי סטודנטים, במסגרתן עברו סטודנטים מהאקול פוליטכניק תקופות התמחות בטכניון בפקולטות להנדסת חשמל ולמדעי המחשב, הנחשבות למובילות בתחומן בעולם. ההסכם הנוכחי יחזק את הקשרים האקדמיים בין שני המוסדות, יקדם את שיתוף הפעולה ביניהם, ירחיב את אפשרויות הלימוד, יעשיר את סביבות המחקר וההוראה ויטפח הבנה בינלאומית ובין תרבותית. במסגרת ההסכם יתאפשרו אירוח של פרופסורים-אורחים, חילופי סטודנטים ופיתוח שותפויות בנושאי מחקר שונים. הסכם נוסף שנחתם בין שני המוסדות סולל את הדרך למסלול לתואר כפול עבור סטודנטים לתואר שני, שיעסקו במחקר ובלמידה במוסד השותף.

“אקול פוליטכניק מחזק את קשריו הבינלאומיים באמצעות פיתוח שותפויות אסטרטגיות משמעותיות עם הגופים המובילים בעולם. מטרתנו היא ליצור רשת של שותפים מובילים באזורים שונים בעולם, והטכניון הוא אחד מהיעדים שלנו במסגרת אותה מדיניות פיתוח בינלאומית,” אומר ז’אק ביו, נשיא אקול פוליטכניק.

הקריירה הענפה של מר ביו מתמקדת בהפקת ערך ממדע וטכנולוגיה. הוא גם טיס (בעל רשיון טייס צרפתי ואוסטרלי), חובב אמנות, שייט וטיפוס הרים (הוא העפיל עד כה לכמה פסגות בגובה של 20,000 רגל).

נשיא הטכניון, פרופסור פרץ לביא, אמר כי ההסכם עם אקול פוליטכניק יוסיף מימד חדש וחשוב לקשרים הבינלאומיים של הטכניון. “לישראל ולצרפת הסטוריה ארוכה של ידידות חמה ושפת המדע היא שפה משותפת המגשרת בין תרבויות ועמים”, הדגיש. “אני משוכנע כי אקול פוליטכניק, מוסד צרפתי חשוב עם אופי בינלאומי, הידוע בעולם כולו, יתרום רבות לטכניון. אני תקוה שגם הטכניון, הנמנה עם האוניברסיטאות המובילות בעולם בתחומי המדע, ההנדסה והרפואה, יתרום לאקול פוליטכניק וביחד נתרום לאנושות כולה”.

כנס בינלאומי שעסק בשני התחומים ובנקודות ההשקה ביניהם התקיים בשבוע שעבר בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון

בשבוע שעבר נערך בטכניון הכנס הבינלאומי השני בנושא ארכיטקטורה ורפואה במאה ה-21. הכנס, שחיבר בין שני עולמות תוכן – ארכיטקטורה ורפואה – הפגיש גורמים מובילים בתחומי הארכיטקטורה, הבנייה, הטכנולוגיה והרפואה ונכחו בו נציגים מהנהלות בתי החולים מכל הארץ, מקופות החולים, ממשרד הבריאות וממשרדי האדריכלים המובילים בארץ. במסגרת הכנס נערכו גם ביקורים במעבדת-הוויזואליזציה החדשה שנחנכה באחרונה בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים.

השנה עסק הכנס במגמות במערכת הרפואה במאה ה-21 וב”בית הרפואי החכם”, והשתתפו בו גם מרצים מחו”ל, בהם טאי פארו (Tye Farrow) מקנדה, מהאדריכלים המובילים והמשפיעים בעולם בתכנון ובניית בתי חולים; אדם רוברטס וז’אנג רונג מסין, העוסקים במיחזור והסבת מבנים קיימים לבתי חולים; פרופסור גיאנפרנקו קאררה מאיטליה שהרצה על ניסיונו בהוראת עיצוב ותכנון בתי חולים (תחום התמחות שעדיין אינו קיים בארץ); וג’ורג’ דמיריס מארה”ב, מהחוקרים המובילים בתכנון בתים חכמים לאוכלוסייה מבוגרת. פרופסור בנימין קדר מהאוניברסיטה העברית סיפר על גילויים חדשים בנושא הרפואה בירושלים במאה ה-12.

“ארכיטקטורה היא עניין רציני מכדי להפקיד אותה בידיהם של ארכיטקטים בלבד, ורפואה היא עניין רציני מכדי להפקיד אותה בידיהם של רופאים בלבד,” אמר בכנס פרופסור יהודה קלעי, דיקן הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון. “אנחנו מתכנסים כאן יחד – רופאים, אדריכלים ואנשי מקצוע נוספים – כדי לנהל דיאלוג, לשתף פעולה, להתבונן ברפואה מנקודות מבט שונות ובסופו של דבר לשפר את רווחת המטופלים.”

“מערכת הבריאות מתמודדת עם אתגרים עצומים, ועל בתי החולים להיות גמישים ולהשתנות על פי צורכי השעה ובהתאם לטכנולוגיות החדשות,” אמר פרופסור אליעזר שלו, דיקן הפקולטה לרפואה בטכניון. “אנחנו צועדים לקראת רפואת היי-טק, רפואה ממוקדת-מטופל, שבה יש חשיבות רבה לשיתוף הפעולה בין קלינאים, טכנאים ומתכננים – שיתוף פעולה שאנחנו מקדמים בכנסים כמו הכנס הנוכחי.”

האדריכל הקנדי טאי פארו קרא להעברת הדיון הרפואי מן המחלה אל הבריאות. “עולם הרפואה פועל כיום מתוך אג’נדה ממוקדת-מחלות (Pathology-centered), ואני מציע לפעול מתוך אג’נדה ממוקדת-בריאות. עלינו להבין כי הסביבה שלנו פועלת כיום נגדנו, ולכן עלינו לשנותה כך שתקדם את בריאותנו. כשאנחנו מתכננים בניינים ומרחבים ציבוריים עלינו לחשוב כל הזמן על חמשת האלמנטים החיוניים לבריאות – טבע, אותנטיות, מגוון, חיוּת ומורשת – ולשאול ללא הרף אם הסביבה שאנחנו בונים מקדמת בריאות או פועלת נגדה.”

פרופסור רפאל ביאר, מנהל המרכז הרפואי רמב”ם וחבר סגל בפקולטה לרפואה בטכניון, הציג את הבנייה החדשה במתחם רמב”ם, הכוללת בית חולים לילדים ובניינים חדשים לטיפול בסרטן ובמחלות קרדיו-וסקולריות. בנוסף סיפר פרופסור ביאר על בית החולים התת-קרקעי הנבנה כיום לאור לקחי מלחמת לבנון השנייה. זהו מבנה ייחודי שישמש בימי שגרה כחניון, ובמצבי חירום יהפוך תוך 48 שעות לבית חולים ממוגן (נגד טילים קונוונציונליים ונגד לוחמה ביולוגית וכימית).

מארגנת הכנס, פרופסור נעמי ביטרמן מהפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון, הציגה את מצב המחקר בנושא הבית הבריאותי החכם. “כיום אנחנו מדגישים יותר ויותר את הצד המניעתי של הרפואה, ואת איכות החיים שהרפואה אמורה לתת לאדם. מרכז הכובד חוזר מבתי החולים לקהילה ולבית, ומשום כך חשוב שנתכנן בהתאם את הבתים כך שיתאימו לחולים כרוניים – אוכלוסייה ההולכת וגדלה במהירות, וגם לכל אחד מאיתנו בהדגש על איכות חיים והתאמה אישית (פרסונליזציה) . תיכנון נכון בהקשר זה יעניק לכל יושבי הבית עצמאות, איכות חיים, ביטחון ובטיחות, ובטווח הארוך גם יפחית את ההוצאות הלאומיות על בריאות. למרבה הצער, עדיין אין מספיק מחקרים הבוחנים את יעילותם של בתים כאלה, ויש בדרך מכשולים נוספים, כגון שמירת פרטיות, בטחון מידע והשלכות חברתיות שונות. עם זאת יש כיום טכנולוגיות מתקדמות שמאפשרות להעביר מבית החולים לבית פונקציות רפואיות שונות – ניטור, התראה, סיוע וטיפול.”

הכנס, Architecture and healthcare at the 21st century, אורגן על ידי הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון והפקולטה לרפואה בטכניון בשיתוף משרד הבריאות, שירותי בריאות כללית, מרכז רפואי רמב”ם, עיריית חיפה ועוד. הכנס הבא, הצפוי ככל הנראה להיערך ב-11 בנובמבר 2014, יתמקד בין השאר בתכנון מבוסס עדויות, ארכיטקטורה ירוקה וברפואה באזורי אסון.

 

בית הספר הבינלאומי בטכניון נפרד מבוגרי המחזור הראשון – 12 סטודנטים מ-11 מדינות

אלכס: שיעורי מתמטיקה פרטיים בגן

בגיל ארבע ידע אלכס בואזיז לקרוא ולכתוב בעברית ובצרפתית, ובגן הוא למד מתמטיקה. “כשכל הילדים ישנו, הגננת לימדה אותי, כך שבגיל חמש ידעתי כפל וחילוק.”

אלכס נולד וגדל בצרפת, ובגיל 16 סיים את הלימודים. לישראל הגיע מסיבות שונות – “גם מסיבות ציוניות, גם בגלל המציאות הקשה והמפחידה (עבור יהודים) בפריז, וגם כדי ללמוד בבית הספר הבינלאומי שנפתח בטכניון.” כיום, בדיעבד, ברור לו שההחלטה היתה נכונה. “הלימודים היו מעולים, וגם החברה – במעונות גרתי עם דוד מאיטליה, דניאל מפרו, סלבדור מוונצואלה וז’ק מספרד. הם היו עבורי ממש אחים.” בעקבות אלכס הגיעו אחיותיו לישראל, ואחת מהן החלה הקיץ ללמוד בטכניון. ההורים נמצאים על הקו שבין פריז לתל אביב. ומה הלאה? “אני מתחיל לימודים בMIT-  ואחר כך – מי יודע?  בסופו של דבר אני רק בן עשרים.”

סלבדור: במונית שירות בדרך לחיפה

“האישור הפורמלי על ארבע שנות לימוד מפרכות הוא פיסת פיסת נייר שמאשרת את העובדה שאתה מהנדס, אבל עבורי, פיסת הנייר הזאת היא המון – בזכות מה שקיבלתי כאן בשנים האלה,” אומר סלבדור בן טולילה, בן 22, מוונצואלה.

את מסעו בעולם החל סלבדור בגיל 17 בשנחאי, סין, שם למד מנדרינית וצבר חוויות שיכולות למלא ספר שלם. כשחזר לוונצואלה היה לו ברור שלא יישאר שם. “חיפשתי מקום ללמוד בו הנדסה אזרחית, וכשנודע לי על בית הספר הבינלאומי בטכניון היה לי ברור שזה המקום המושלם עבורי: לימודי הנדסה אזרחית בישראל, ועוד בטכניון – מה עוד אפשר לבקש?”

כיום, ארבע שנים אחרי שהגיע לכאן, הוא זוכר היטב את היום שבו הגיע לישראל ועלה על מונית השירות לחיפה. “לא היה לי מושג לאן בדיוק אני נוסע וכיצד ייראו ארבע השנים האלה. תיארתי לעצמי שלא יהיה פשוט ובאמת, לא הכל היה פשוט. היו כאן עליות ומורדות – בעיקר עליות – אבל כיום ברור לי שזו היתה הבחירה המושלמת עבורי. מדוע? כי התוכנית הזאת נותנת לך הזדמנות ללמוד בישראל באנגלית, בחברת אנשים מכל העולם, בקמפוס שאינו נופל מהאוניברסיטאות הטובות בארה”ב. אני אוהב מאוד ספורט – שחייה, טניס וכדורעף חופים – והטכניון מציע ענפי ספורט רבים ומגוונים, אפילו קורס גלישה. מצאתי כאן חברים לחיים – אנשים מדהימים. התרגלתי לישראל ולאורח החיים, למדתי קצת עברית ונחשפתי להמון תרבויות. נסעתי, ביליתי וכמובן למדתי.”

בתום התואר החליט סלבדור, מסיבות אישיות, לטוס לפנמה ושם להתחיל את הקריירה המקצועית שלו, “אבל לעולם לא אשכח את ישראל, ותמיד אהיה קשור אליה. אולי בעתיד אחזור לכאן, ואם זה יקרה, אין לי ספק שהלימודים בטכניון יפתחו לי דלתות בכל מקום.”

דניאל: עד ארבע בבוקר

“כשהגעתי לטכניון התפללתי שאצליח לסיים את הלימודים. בוודאי לא חלמתי שאהיה מצטיין נשיא. איך הצלחתי? בשקדנות – כלומר לילות של לימוד עד ארבע בבוקר – ובהרבה תמיכה של המשפחה והחברים.”

דניאל פלמן-לוי נולד בפרו, שם קיבל חינוך יהודי-ציוני והדריך בתנועת “הנוער הציוני”. כיום, בעקבות הלימודים בטכניון, אין לו ספק שהוא ובני המחזור שלו יהיו שגרירים של רצון טוב בעולם. “היינו החלוצים בתוכנית הבינלאומית, וגם הצבענו על בעיות שכדאי לתקן. המחזורים הבאים ירוויחו מזה.”

שיימה: “סטודנטית בטכניון? מגניב!”

שיימה שריף, בת 23, היתה מאז ומתמיד תלמידה בולטת. “אני לא גאונית – אני חרשנית,” היא אומרת.

שיימה נולדה וגדלה בשכונת בית חנינא בירושלים, ולדבריה, “החינוך היה תמיד בעדיפות עליונה בבית.” הוריה – אדריכלית ומהנדס – שלחו אותה ואת אחֵיה לבית הספר הקתולי בשכונה, אף שהם עצמם מוסלמים, “כי הם רצו שנקבל את החינוך הטוב ביותר.” מנהלת בית הספר סיפרה למשפחה על בית הספר הבינלאומי בטכניון, “ואבא מיד תמך, למרות התשלום הגבוה יחסית.

בשבוע הראשון במכינה בטכניון הִדריכה שיימה את שאר הסטודנטים בטיול בעיר העתיקה בירושלים. לאחר המכינה החלו הלימודים הסדירים, ושיימה היתה למצטיינת נשיא סדרתית. “אבל כולנו מצטייני נשיא”, היא אומרת. “זו קבוצה מאוד מגובשת שחבריה עוזרים אחד לשני.”

כשהחלה את הלימודים בטכניון לא ידעה כלל עברית, וכיום היא מדברת עברית שוטפת. כאן היא רכשה חברים מכל העולם, ביניהם ערבים ויהודים “אין הבדל. למה שיהיה”? והיא מסרבת לדבר על פוליטיקה – “למרות שהישראלים מדברים על פוליטיקה מגיל שנתיים.”

הלימודים בתוכנית היו קשים – הרבה שעות לימוד יומיות, ואחריהן פרויקטים, שיעורי בית ומבחנים. ביקורים בבית ההורים – רק פעמיים בחודש. “היו משברים, אבל מעולם לא הרגשתי אבודה. גם הקשר עם המרצים היה מצוין, ודלתם תמיד היתה פתוחה. הרבה אנשים אמרו לי בתקופה הזאת, ‘וואו, את סטודנטית בטכניון’ – וזה מגניב.”

ארי: לא על היין לבדו

“רובה שיורה תפוחי אדמה, וכלי נשק אחרים שנִזקם שולי.” כך מגדיר ארי תגר את ה’צעצועים’ שבנה בשנות נערותו בדטרויט, ארה”ב, יחד עם אחיו. “פעם שיפצנו אופנוע מקולקל, ופעם תיקנו עגלת-גולף חשמלית. לכן זה היה טבעי שכשאגדל, אלמד הנדסה – הרבה בזכות אבא, שהיה בהחלט ‘שותף לדבר עבירה’ בשטויות שלנו, ועודד אותנו לבנות ולתקן דברים בעצמנו ולא לקנות או לשלוח לתיקון.”

ארי נולד וגדל בדטרויט, ארה”ב, ולמד בבית ספר יהודי. בכיתה י”א הצטרפה לכיתתו ישראלית בשם טליה שוסטק, שתהפוך לאשתו כעבור שש שנים. מאז סיום התיכון הוא הספיק לטוס לישראל, ללמוד בישיבת הכותל בעיר העתיקה (“באתי לשנה, ונשארתי שם שלוש שנים” ), לשרת בגולני ולהשלים תואר ראשון בחינוך באוניברסיטה העברית. כשסיים את התואר החל לעבוד בחנות יין ירושלמית – “שם שתיתי הרבה יין וחשבתי מה לעשות עם עצמי. לאור הרקע שלי היה ברור שאבחר בתחום הנדסי כלשהו.”

ארי החל ללמוד בבית הספר הבינלאומי בטכניון מתוך כוונה ‘להשתחל’ בהמשך להנדסת מכונות, “אבל מהר מאוד התאהבתי בבית הספר הבינלאומי ובתחום הנלמד בו – הנדסה אזרחית וסביבתית. גיליתי שהנדסה סביבתית מספקת את אחד הצרכים הבסיסיים והעתיקים ביותר – הצורך במחסה – ועם זאת היא תחום מתקדם מאוד,  היי-טקי, שמאופיין בחדשנות בלתי פוסקת.”

על בית הספר הבינלאומי יש לו רק מילים טובות. “הכיתות הקטנות סיפקו חווית למידה שונה מאוד מזו שהתוודעתי אליה בירושלים. הקשר האישי שנוצר ביני לבין שאר הסטודנטים, ובינינו לבין הפרופסורים, העשיר אותי בדברים רבים, שחורגים מהידע ההנדסי עצמו. החוויה הזו בהחלט נתנה לי מרץ וכיוון, והשנה התחלתי תואר שני בהנדסה אזרחית, שאחריו אני מקווה להשתלב בשוק העבודה בישראל.”

אקשאי: כלים אקדמיים מעולים

“אי אפשר לבנות מדינה בלי מהנדסים, ובאתי לטכניון כדי ללמוד מאלה שעשו זאת, המהנדסים שבנו מדינה.”

אקשאי ווג’פאי הגיע לישראל עם לא מעט חששות – לא מן הלימודים אלא מן המצב הבטחוני – אבל גילה “מקום נחמד ובטוח, אפילו יותר מהודו. לפני שהגעתי לכאן למדתי במכון הטכנולוגי של הודו. למדתי שם 16 שעות ביום עד שהתמוטטתי ונאלצתי להתאשפז. שכששמעתי על התוכנית הטכניונית נרשמתי, והייתי בין הסטודנטים הראשונים שהגיעו לכאן. קיבלתי כאן כלים אקדמיים שיאפשרו לי להתמודד עם כל אתגר שהוא, וחשוב מאוד – על סמך ההישגים שלי כאן התקבלתי ללימודים מתקדמים בסטנפורד.”

  קסדה לכל בוגר

בית הספר הבינלאומי בטכניון נפתח ב-10 באוגוסט 2009, עם 23 סטודנטים (במכינה). שמונה מבוגרי התוכנית ימשיכו ללימודים מתקדמים בטכניון ובאוניברסיטאות מובילות בארה”ב ובבריטניה. מנהל התוכנית, אריאל גבע, אמר כי מספרם הגדול של בוגרי התוכנית הממשיכים לתארים מתקדמים מעיד על הצלחת התוכנית הן בבחירת המועמדים והן בתהליך האקדמי.

התוכנית, בהנדסה אזרחית וסביבתית, מתנהלת בשפה האנגלית אך מלבד זאת זהה למסלול הלימודים הרגיל בפקולטה. כיום לומדים בה 108 סטודנטים. בטקס הסיום של המחזור הראשון אמר פרופסור ארנון בנטור, מנכ”ל הטכניון ומייסד בית הספר הבינלאומי, כי “ייסוד בית הספר הבינלאומי היה צעד אסטרטגי, שהביא לטכניון סטודנטים מצטיינים מכל העולם. אנו מאמינים שבסיום לימודיהם יהיו הסטודנטים שלנו לשגרירי רצון טוב של ישראל בארצותיהם,  וחלקם אף ישמשו נציגים של החברות הישראליות בחו”ל.”

כל אחד מבוגרי התוכנית קיבל תואר וקסדת מגן מידיהם של פרופסור אמנון כץ, המנהל האקדמי, ופרופסור נח גליל, דיקן הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית.

“טקס הענקת התארים לבוגרי המחזור הראשון של בית הספר הבינלאומי הוא חלום שהתגשם,” אמר נשיא הטכניון פרופסור פרץ לביא. “אתם סיפור הצלחה, והפכתם לחלק מההיסטוריה של הטכניון.”

“חווית למידה שונה לגמרי.” מימין לשמאל: טוביה פרידלנדר, אלכסנדר בואזיז, לוי פרויליך, אנדי באשה, צ’אניאנג וואנג, סלבדור בן טולילה, שיימה שריף, דוד דבש, דניאל פלמן-לוי, ארי תגר, ג’אק בוטבול, אקשאי ווג’פאי