בשנים האחרונות מתחוללת התקדמות מטאורית בתחומים של למידה עמוקה, אך כרגע כמעט שאין על המדף מוצרים רפואיים המשתמשים בטכנולוגיה כזו; כך, רופאים ממשיכים לבצע את עבודתם כפי שהיו רגילים בעשורים הקודמים.
כדי למצוא פתרון לבעיה חברה הקבוצה של פרופ’ יעל יניב מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית לקבוצות המחקר של הפרופסורים אלכס ברונשטיין ואסף שוסטר מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב. כעת, בהנחייתם המשותפת, מחקר של הדוקטורנטים יונתן אלול ואביב רוזנברג התפרסם בכתב העת של האקדמיה האמריקנית למדעים – PNAS. החוקרים מדגימים במאמר מערכת מבוססת אינטליגנציה מלאכותית שמזהה מחלות בצורה אוטומטית על סמך מאות תרשימי אק”ג – הטכנולוגיה הנפוצה ביותר כיום לאבחון בעיות לב.
המערכת החדשה מנתחת באופן אוטומטי את רישומי האק”ג באמצעות רשתות נוירונים רבודות – הכלי הבולט ביותר בתחום הלמידה החישובית כיום. רשתות אלה לומדות דפוסים שונים על ידי אימון על דוגמאות מרובות, והמערכת שפיתחו החוקרים אומנה על יותר מ-1.5 מיליון מקטעי אק”ג שנדגמו ממאות חולים מבתי חולים במדינות שונות.
פרופ’ אסף שוסטרפרופ’ אלכס ברונשטיין
בדיקת האק”ג, שפותחה לפני יותר ממאה שנה, מספקת במהירות נתונים חשובים על מצב הלב, וזאת במהירות וללא צורך בפעולה פולשנית. הבעיה היא שקריאת הרישום נעשית כיום על ידי קרדיולוג אנושי, וכך מחלחלים לפענוח הרישום אלמנטים סובייקטיביים. לכן פועלות קבוצות מחקר רבות בעולם לפיתוח מערכות שיבצעו פענוח אוטומטי יעיל ומדויק. יותר מכך, בשל יכולותיה לנתח נתונים מרובים מצליחה המערכת לזהות מצבי מחלה שקרדיולוגים אנושיים, מנוסים ככל שיהיו, לא יוכלו לזהות.
המערכת שפיתחו החוקרים נבנתה על פי דרישות שהגדירו קרדיולוגים מומחים והיא מפיקה פלט הכולל את מידת הוודאות של התוצאות, סימון של אזורים חשודים על גבי גל האק”ג והתרעות על תוצאות לא מובהקות ועל סיכונים מוגברים לפתולוגיה שלא נצפתה באות ה-אק”ג עצמו. המערכת מפגינה רגישות מספקת בהתרעות על נבדקים המצויים בסיכון להפרעות קצב גם שהפרעת הקצב לא נמצאת בהקלטה, ועם זאת כמעט אינה מספקת התראות שווא. יתר על כן, המערכת החדשה מסבירה את החלטותיה במונחים המקובלים בעולם הקרדיולוגיה.
החוקרים מקווים כי מערכת זו תוכל לשמש לסריקות רוחב באוכלוסייה לזיהוי מוקדם של אנשים בסיכון לסבול מהפרעות קצב. ללא אבחון מוקדם כזה, אנשים אלה נמצאים בסיכון מוגבר ללקות בהתקפי לב ושבץ.
יונתן אלול אביב רוזנברג
את המחקר הובילו פרופ’ יעל יניב, ראש המעבדה למערכות ביו-אנרגטיות וביו-חשמליות בפקולטה להנדסה ביו-רפואית; פרופ’ אלכס ברונשטיין, ראש מעבדת VISTA בפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב; פרופ’ אסף שוסטר, המעבדה ללמידה במאפייני עתק בפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב וראש משותף של המרכז ללמידה חישובית; יונתן אלול, דוקטורנט במעבדותיהם של פרופ’ ברונשטיין, פרופ’ יניב ופרופ’ שוסטר, שהשלים בטכניון תואר ראשון בהנדסה ביו-רפואית ותואר שני בפקולטה למדעי המחשב; ואביב רוזנברג, דוקטורנט במעבדתם של פרופ’ ברונשטיין ופרופ’ יניב, שהשלים בטכניון תואר ראשון בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי ותואר שני בפקולטה להנדסה ביו-רפואית.
במחקר תמכו משרד המדע והטכנולוגיה וקרן הסייבר. המחקר התקיים במסגרת MLIS – המרכז ללמידה חישובית ולמערכות נבונות, המשלב את כלל פעילות הבינה המלאכותית בטכניון. בשנים האחרונות מדורג הטכניון בצמרת העולמית של מחקר ופיתוח ב-AI, והדירוג הבין-לאומי היוקרתי CSRankings מציב אותו במקום הראשון באירופה (וכמובן בישראל), ובמקום ה-15 בעולם בתחום זה. בתת-התחום של למידת מכונה מדורג הטכניון גבוה אף יותר, במקום ה-11 בעולם. זאת על סמך נתוני 2021-2016. כיום עוסקים 46 חוקרים בטכניון בתחומי הליבה של AI ויותר מ-100 חוקרים פועלים בתחומים הקשורים ב-AI. בראש MLIS עומדים פרופ’ שי מנור מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי ופרופ’ אסף שוסטר מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב.
שרת הכלכלה והתעשייה, האלופה (במיל’) אורנה ברביבאי: “פיתוח הכלכלה הישראלית יתאפשר על ידי ניצול הנכסים האזוריים, הידע, הגיוון בהון האנושי, המדע והטכנולוגיה, היזמים ואנשי התעשייה, בדיוק כמו מיזם זה המחבר בין תשתיות מחקר לחברות התעשייה לצורך הגברת החדשנות בתעשייה, שיפור הפריון וכושר התחרות”
שרת הכלכלה והתעשייה, האלופה (במיל’) אורנה ברביבאי, ביקרה היום במפעלי תעשייה בפארק תעשיות בר לב ובקמפוס הטכניון בחיפה. היא נפגשה עם נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, הנהלת הטכניון ויזמים מובילים מקרב הסטודנטים בטכניון ובוגריו, זאת במטרה לקדם פרויקט פורץ דרך שמוביל הטכניון עם משרד הכלכלה ושותפים נוספים.
הפרויקט, פרי שיתוף פעולה בין מינהל תעשיות במשרד הכלכלה והתעשייה בראשות עוז כץ, הטכניון וקרן ראסל ברי, מנוהל על ידי מנכ”ל רשות החדשנות לשעבר אהרון אהרון, המשמש יועץ בכיר לנשיא הטכניון לקשרי תעשייה-אקדמיה. הפרויקט חותר להגדיל את מספר שיתופי הפעולה בין חוקרים וחוקרות מהטכניון למפעלי תעשייה באזור הצפון.
נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון המוביל את הפרויקט אמר בפגישתו עם שרת הכלכלה כי “השפעתו של הטכניון על הכלכלה הישראלית אדירה, ואין הרבה אוניברסיטאות בעולם שהשפיעו כמוהו על כלכלתה של מדינה שלמה. אנו רואים חשיבות רבה ומשימה לאומית בקידום הקשר עם התעשיות בצפון הארץ ופועלים להפיכת הטכניון למרכז (hub) לתעשיות רבות ומגוונות, לפלטפורמת מפגש בין התעשייה לאקדמיה. הפרויקט הנוכחי מבטא מגמה זו ויקדם ייצור תעשייתי מתקדם וחכם ויאיץ את פיתוח הכלכלה בצפון הארץ תוך שיתוף פעולה עם כלל הגורמים. הטכניון מביא לפרויקט מטרייה אקדמית מלאה, הכוללת את יכולותיו המתקדמות במחקר ופיתוח, תשתיות מחקר נרחבות, יזמות ויכולות ההוראה שלו כולל מסלולים ללמידה והכשרה בתחומים מתקדמים עבור אנשים בתעשייה המעוניינים בלמידה לאורך החיים (Lifelong learning).”
בתקופה הקרובה צפויים לצאת לדרך שלושה פיילוטים של מחקרים משותפים, שבסופם יגובש מתווה לביצוע שיתופי פעולה על בסיס קבוע. לצורך בחירת הפיילוטים פעל הצוות המשותף בחודשים האחרונים לזיהוי חיבורים פוטנציאליים. חוקרים מהטכניון ביקרו בעשרות מפעלי תעשייה, התרשמו מיכולות הייצור המקומיות ושוחחו עם החברות על צרכי המו”פ, על האתגרים בפיתוח מוצרים חדשים ועל כיוונים אפשריים של שיתופי פעולה עתידיים.
המחקר נערך בפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בטכניון בהובלת ד”ר נדב אמדורסקי, ראש המעבדה לפולימרים ביולוגיים וביואלקטרוניקה, והדוקטורנטים ראמש ננדי ויובל אגם. לדברי ד”ר אמדורסקי, “הטרנד הירוק העובר על העולם אינו פוסח על התעשייה, וקבוצות רבות ברחבי העולם עובדות על פתרונות חדשים שיצמצמו את הזיהום הנגרם מייצור חומרים מלאכותיים ומעצם נוכחותם. אחת האלטרנטיבות היא כמובן שימוש בחומרים טבעיים, והאתגר הגדול הוא להתאים אותם לצורך הנדרש.”
שני הכיוונים העיקריים בכימיה המתחשבת בסביבה הם כימיה סביבתית – יצירה של חומרים ידידותיים לסביבה; וכימיה בת קיימא – ייצור המבוסס על חומרים זמינים שאינם מתכלים ועל תהליכים חסכוניים באנרגיה. המחקר הנוכחי משלב את שני הכיוונים האלה באמצעות תהליך ייצור ידידותי לסביבה המפיק מוצרים ידידותיים לסביבה, וזאת בהקשר של פולימרים מוליכים.
פולימרים הם שרשראות ארוכות של אלפי אבני בניין הקרויות מונומרים. סיבי משי, צמר וכותנה הם דוגמאות לפולימרים טבעיים, ואילו ניילון ו-PVC הם פולימרים מלאכותיים. פולימרים מוליכים הם תת-קבוצה של פולימרים, והם משמשים במגוון עצום של יישומים באלקטרוניקה, באגירת אנרגיה, בתאי דלק, ברפואה ועוד. כיום מיוצרים פולימרים אלה בתהליכים יקרים ומזהמים מנגזרות של נפט, גז ודלק מאובנים.
האלטרנטיבה שמציגים חוקרי הטכניון היא פולימרים חלבוניים – מולקולות המצויות ברקמות ביולוגיות שונות כגון סיבי משי וצמר, קורי עכביש, שערות וציפורניים. כאן כאמור הן נלקחו מתוצרי לוואי של תעשיית המזון שאחרת היו נזרקים לאשפה. לדברי ד”ר אמדורסקי, “ההשראה לשימוש בחלבונים ליצירת פולימרים מוליכי חשמל נובעת מהתפקוד הייחודי של חלבונים בטבע, שהם האחראיים הבלעדיים להובלת נושאי מטען שונים בעולמות החי והצומח – למשל העברת המטען בתהליך הנשימה התאי או בתהליך הפוטוסינתזה בצמחים.”
הדוקטורנטים ראמש ננדי (מימין) ויובל אגם
בהשראת מבנים חלבוניים טבעיים יצרו החוקרים יריעות פולימר שקופות בעלות מוליכות גבוהה. יריעות אלה מתאימות לשימושים ביולוגיים וביו-רפואיים שכן הן אינן רעילות, הן מתכלות בגוף האדם ואפשר למתוח אותן בכ-400% מאורכן המקורי מבלי לפגוע משמעותית בתכונותיהן החשמליות. מוליכותן החשמלית היא מהגבוהות שהתגלו בחומרים ביולוגיים.
לדברי ד”ר אמדורסקי, “ייצור היריעות במחקר שלנו הוא תהליך רציף (one-pot process), ספונטני, זול, מהיר, חסכוני באנרגיה ולא מזהם. במאמר אנחנו מדגימים את השימוש ביריעות אלה כ‘עור מלאכותי’ המנטר באופן בלתי פולשני אותות אלקטרופיזיולוגיים. אותות כאלה ממלאים תפקיד משמעותי בפעילות המוח והשרירים ולכן ניטור חיצוני שלהם הוא אתגר חשוב מאוד.”
ד”ר אמדורסקי מדגיש כי מאחר שמדובר בטכנולוגיות המיועדות ליישום ולמסחור, “השיקול הכלכלי מרכזי ולכן חשוב מאוד להוזיל את תהליכי הייצור כך שיפיקו מוצר שיתחרה גם במחירו בפולימרים מבוססי פטרוכימיקלים, ולשמחתי הצלחנו בכך. זאת בנוסף לצמצום הנזק הסביבתי גם בשלב הייצור וגם בשלב השימוש. הפולימר החדש יכול להתפרק פירוק ביולוגי באופן מלא בתוך פחות מ-48 שעות, זאת בניגוד לפולימרים הסינטטיים שאינם ניתנים לפירוק ביולוגי ולכן מזהמים את עולמנו.”
הפולימר החדש מעל שיח הרדוף
במחקר תמכו קרן גוטווירט (מלגה לראמש ננדי), הקרן הדו-לאומית למדע ארה”ב-ישראל, משרד המדע והטכנולוגיה ומענק PhosAgro/UNESCO/IUPAC בתחום הכימיה הירוקה. החוקרים מודים לתוכנית האנרגיה ע”ש גרנד בטכניון (GTEP) על התמיכה הכספית באמצעות תוכנית NEVET ולמכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה בטכניון (RBNI) על האפשרות להשתמש בתשתיות המחקר של המכון.
מחקר שנערך בטכניון שופך אור על הכרומטוזום – אחד המרכיבים הקריטיים בתהליך התרגום של די-אן-איי לתהליכים פיזיולוגיים חשובים בבריאות ובחולי. המחקר שהתפרסם בכתב העת Molecular Cell נערך בפקולטה לביולוגיה על ידי ד”ר סרגיי רודניצקי בהנחיית הפרופסורים אריאל קפלן ופיליפה מלמד.
אחד הכלים המרכזיים במחקר הוא “פינצטת לייזר” שפותחה בטכניון ומאפשרת לפרום את גדילי הדי-אן-איי כדי לבחון את הקשרים בינם לבין מולקולות חשובות המסייעות בארגונם בגרעין התא.
כל אחד מהתאים בגופנו מכיל די-אן-איי המספק את ההוראות הנדרשות להתפתחות התא ולתפקודו ומכאן גם לבריאותנו כאורגניזם שלם. הדי-אן-איי, מעין חוט שאורכו כשני מטר, דחוס בגרעין התא – אברון מזערי בגודל מיקרוני. דחיסה זו מתאפשרת הודות לאריזת הדי-אן-איי סביב חלבונים הקרויים היסטונים במבנה קומפקטי הקרוי כרומטין. תת-קבוצה חשובה של ההיסטונים היא “היסטונים מקשרים” המחברים בין חוטי הדי-אן-איי במבנה הקרוי כרומטוזום.
לכרומטין ולכרומטוזום, אם כן, יש תפקיד חיוני בהחזקתו הדחוסה של הדי-אן-איי בגרעין התא. הבעיה היא שאותה דחיסה מסתירה את הדי-אן-איי מאותם מרכיבים בתא האחראים על קריאתו ועל יישומן של ההוראות הכתובות בו. לכן יש לכרומטין תפקיד מרכזי גם בבקרה של התהליכים האלה על ידי הנגשה מבוקרת של הדי-אן-איי. כיצד? בכך עוסקות מעבדות קפלן ומלמד כבר שנים רבות. למחקרים אלה חשיבות קלינית רבה שכן תקלות בתפקוד הכרומטין והכרומטוזום קשורות בהתפתחות מחלות קשות ובהן סרטן.
באיור: הפינצטה האופטית שמימין מתחילה לפרום את הדי-אן-איי לשני גדיליו. כשהפרימה תגיע לכרומטוזום היא תיעצר על ידי מגעים בין ההיסטונים [בצהוב, ורוד וכחול] והדי-אן-איי, וכך יהיה אפשר לבדוק אם מדובר בכרומטוזום פתוח (למטה מימין) או הדוק (למטה משמאל).קבוצת המחקר הטכניונית גילתה כי בהנגשתו של הדי-אן-איי ממלא ההיסטון המקשר תפקיד מרכזי. פענוח פעילותו של היסטון זה הוא אתגר קשה משום שמדובר בהיסטונים דינמיים, והשיטות הקונוונציונליות – אנליזה של מספר עצום של מולקולות בבת אחת – אינן מספקות מענה לחידה האמורה.פריצת הדרך במחקר הנוכחי מבוססת על שימוש בכלי ייחודי בקבוצת המחקר של פרופ’ קפלן: “פינצטת לייזר”. כלי זה אפשר לחוקרים “לפרום” את חוט הדי-אן-איי בדומה לרוכסן. כאשר הפרימה מגיעה לכרומטוזום, וקיימת נקודת מגע בין ההיסטון לדי-אן-איי, הרוכסן נתקע ונדרשת הפעלה של כוח כדי לנתק את נקודת המגע ולהמשיך בפרימה. כך ממפים החוקרים את המיקום והחוזק של כל המגעים שאחראים ליצירת הכרומטוזום.
ד”ר רודניצקי ועמיתיו גילו במחקר הנוכחי כי המגעים בין ההיסטון המקשר לדי-אן-איי נרחבים הרבה יותר מכפי שנהוג היה לחשוב וכי הכרומטוזומים גדולים בכ-50% מהאומדן שהיה נהוג בקהילה המדעית. בנוסף, החוקרים גילו כי התא יודע לשנות את צורת הכרומטוזום בין שתי אופציות: צורה סימטרית והדוקה שבה הדי-אן-איי אינו נגיש לקריאה; וצורה אסימטרית ופתוחה המנגישה אותו. המעבר בין הצורות נשלט בין השאר על ידי מערכת השעתוק עצמה, מה שמעיד על כך שהתא משתמש ב”משחק” בין שתי צורות ההיסטון כדי לווסת את הגישה לדי-אן-איי. חשיבותה של תגלית זו ברורה נוכח תפקידו הקריטי של הכרומטוזום בשמירה על ביטויו התקין של הגנום.
מאמצי הטכניון לקידום תחום הבינה המלאכותית בישראל הובילו להשתלבותו בצמרת העולמית של מחקר ופיתוח ב-AI. הדירוג הבין-לאומי היוקרתי CSRankings הציב את הטכניון במקום הראשון בתחום הבינה המלאכותית באירופה, וכמובן בישראל, ובמקום ה-15 בעולם. בתת-התחום של למידת מכונה מדורג הטכניון גבוה אף יותר, במקום ה-11 בעולם. זאת על סמך נתוני 2021-2016.
בשנים האחרונות מתקיימת בטכניון פעילות מעמיקה ונרחבת ב-AI במגוון תחומים. מתוך פעילות זו, שהציבה את הטכניון כאמור בצמרת האוניברסיטאות בעולם, הוקם בטכניון MLIS – המרכז ללמידה חישובית ולמערכות נבונות.
כיום עוסקים 46 חוקרים בטכניון בתחומי הליבה של AI ויותר מ-100 חוקרים פועלים בתחומים הקשורים ב-AI: בריאות ורפואה, רכב אוטונומי, ערים חכמות, רובוטיקה תעשייתית, סייבר, עיבוד שפה טבעית, פינטק, יחסי אדם-מכונה ועוד. בראש MLIS עומדים שני חוקרים מובילים בעולם הבינה המלאכותית: פרופ’ אסף שוסטר מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב ופרופ’ שי מנור מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי והפקולטה להנדסת תעשייה וניהול.
לדברי פרופ’ שי מנור, “הטכניון שומר לאורך שנים על מקומו כמוסד המחקר המוביל בישראל ובאירופה בתחומי הליבה של בינה מלאכותית. יש בטכניון אקוסיסטם יחודי שכולל עשרות חוקרים ממגוון פקולטות, מרכזי מחקר וכמה תוכניות לימודים לתואר ראשון ולתארים מתקדמים בתחום זה.”
“כל תחומי המדע, הטכנולוגיה וההנדסה בטכניון שודרגו בשנים האחרונות תוך ניצול הידע הטכניוני בתחומי ה-AI, אומר פרופ’ אסף שוסטר, “רובם ככולם כוללים כיום רכיבים חכמים המבוססים על עיבוד מידע ולמידת מכונה. הטכניון רואה כמשימה לאומית את הפצת הידע שנרכש בתהליך גם לעולם המסחרי על גווניו, ושני חיבורים חשובים בהקשר זה שיתוף הפעולה ההדוק עם המגזר הטכנולוגי בצפון הארץ והשותפות ברשת האוניברסיטאות היוקרתית יורוטק (EuroTech Universities Alliance). שותפויות אלה בארץ ובעולם מחברות את מחקר ה-AI בטכניון לחזית הפעילות בתחום.”
פרופ’ אסף שוסטר
המרכז פועל לאורם של ארבעה יעדים עיקריים: (1) קידום הטכניון לתוך החמישייה הפותחת של האוניברסיטאות המובילות בעולם בתחום ה-AI; (2) איגום משאבים, גיוס חוקרים וסטודנטים מכל היחידות בטכניון כדי לקדם ולקיים מחקרים משותפים בתחום; (3) חיבור חוקרי הטכניון לגורמים רלוונטיים בתעשייה ובעיקר חברות טכנולוגיה וארגונים המייצרים כמויות נתונים משמעותיות (Big Data); ו(4)מיצוב הטכניון כחלוץ בשיתופי פעולה בתחום זה עם אוניברסיטאות ומוסדות מחקר מובילים בארץ ובעולם.
במאי 2021 נרקמה שותפות ארוכת טווח בין הטכניון לענקית התוכנה האמריקאית PTC. במסגרת ההסכם תעביר החברה את מרכז הפיתוח החיפאי שלה לקמפוס הטכניון, זאת כדי לקדם מחקרים משותפים הקשורים לבינה מלאכותית ולטכנולוגיות ייצור. בכך מצטרפת PTC לשורה של גופים המשתפים פעולה עם הטכניון בתחומים אלה ובהם האוניברסיטאות הטכנולוגיות של לוזאן (שוויץ), איינדהובן (הולנד), מינכן (גרמניה) והפוליטכניק (צרפת) באירופה וכן קורנל טק, אוניברסיטת ווטרלו ואוניברסיטת קרנגי מלון, המפעילה את המרכז הגדול ביותר בארצות הברית ל-AI ולרובוטיקה.
נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון אמר לבוגרים: “אתם חוליה חשובה בשרשרת ארוכה של בוגרי טכניון שהקימו את התעשיות החשובות בישראל: מדענים, רופאים, מהנדסים ואדריכלים ששינו את פני המדינה. אני ניצב מולכם ומתבונן בעינכם הבורקות, חושב על הדרך הקשה שעשיתם עד כאן ומנסה לדמיין מה תגלו, מה תמציאו מה תפתחו כיצד תשפיעו על העולם – היכן יושבת כאן זוכת פרס נובל הבאה, הבוגרת שתפתח מכשיר רפואי מציל חיים, הבוגר שיפתח שיטה חדשה לטיהור מים, הארכיטקטים שישפיעו על בתינו ועל ערינו ומהנדס החומרים שיפתח מקורות אנרגיה חלופיים. חשוב שבכל נקודות ההחלטה המקצועיות שייקרו בדרככם תזכרו כי המדע, הטכנולוגיה, הרפואה והארכיטקטורה נועדו לשרת את החברה בכללותה, ולהחלטותיכם המקצועיות יהיו תמיד השלכות חברתיות, מוסריות וסביבתיות. קחו זאת בחשבון – ועשו טוב.”
כ-40% מהבוגרים הן נשים. הפקולטה המובילה בטכניון במספר הבוגרים במחזור זה היא הפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב, עם 394 מסיימים. שניים מהבוגרים שסיימו בהצטיינות ראויה לשבח הם בני זוג נשואים – ישעיהו גודמן ועדי הורוביץ שסיימו את התואר יחד בפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב. שני מצטיינים אחרים, אלן וקווין מוהפרה, הם תאומים זהים ילידי ארגנטינה, שסיימו יחד תואר בהנדסת מכונות וממשיכים לתואר שני באותה פקולטה. מקבל התואר הראשון המבוגר ביותר הוא יורם זמל, בן 62, שסיים את לימודיו בפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה וקיבל תעודת בוגר בתוכנית “מבטים”.
הצלחה כפולה
התאומים אלן וקווין מוהפרה, שקיבלו בטקס את התעודות בהצטיינות ראויה לשבח, נולדו בבואנוס איירס, ארגנטינה, בשנת 1998, ובגיל ארבע עלו עם הוריהם לישראל. המשפחה השתקעה בקצרין, ולפני כמה שנים עברו ההורים לעפולה. אימם היא מנהלת חשבונות בנהלל ואביהם עובד במפעל ביזרעאל. אחותם הגדולה, בת 28, עומדת לסיים את לימודיה בבית הספר הארצי להנדסאים במגמת אדריכלות ועיצוב פנים.
אלן וקווין גדלו ולמדו בבית הספר “נופי גולן” שבקצרין, שם למדו לבגרות מורחבת בפיזיקה, מחשבים ואלקטרוניקה. לדברי קווין, “זאת הייתה תקופה מדהימה שבה גיבשנו את האופי שלנו ואת האהבה לטבע, לספורט ולבילויים עם חברים.”
בשנת 2016, מייד בתום התיכון, הם החלו ללמוד בפקולטה להנדסת מכונות במסגרת העתודה האקדמית ותוכנית “עתידים”. יחד הם עברו לגור במעונות הסטודנטים בטכניון, ולדברי קווין “היינו בני 18 כך שזאת הייתה יציאה מוקדמת לעצמאות. היציאה מהבית ביגרה אותנו באופן שקשה לתאר. למדנו איך להתנהל כלכלית, לנהל את הזמן שלנו וכמובן לשלב גם תחביבים וחברים.”
אלן (מימין) וקווין מוהפרה
הם מעידים על עצמם שברוב הדברים הם דומים – “בכל זאת תאומים,” בניסוחו של אלן. שניהם אוהבים ספורט ושיחקו באותה קבוצת כדורגל בקצרין ואחר כך בטכניון. גם עזיבת הכדורגל לטובת חדר כושר ונבחרת החתירה של הטכניון התרחשה יחד, וכך גם הזכייה במקום הראשון בחתירה ב”סנונית” עם נבחרת הטכניון. עם זאת, אומר אלן, “הגישה שלנו לספורט שונה מאוד – כל אחד לוקח את זה למקום שלו.”
“גם את הלימודים שעשינו יחד בפקולטה להנדסת מכונות,” אומר קווין, “לוקח כל אחד מאיתנו למקום אחר – אלן נכנס והרחיב יותר במגמת החומרים ואני הלכתי לכיוון ביומכניקה וחומרים. היום שנינו עושים תואר שני אצל אותו המנחה בפקולטה להנדסת מכונות, פרופ’ גל שמואל, בנושאים שונים אך דומים.”
“הלימודים בטכניון היו מדהימים,” אומר אלן. “החיבור לאנשים היה מיידי והפך את החוויה הזאת לארבע שנים מדהימות. הלימודים היו אינטנסיביים ושאפתי למצוינות אבל לא שכחתי לרגע את הכיף ואת הפסטיבלים והמסיבות שהטכניון מספק. חד משמעית הייתי חוזר על זה שוב.”
קווין אינו חולק על אחיו התאום. “תקופת הלימודים בטכניון הייתה החוויה הכי מהנה, מלמדת, מבגרת ומספקת שחוויתי בחיי. התפתחתי בכל כך הרבה מובנים והכרתי צדדים שלא הכרתי בי. רכשתי חברים לכל החיים שבזכותם הלימודים בטכניון היו כמו שהם. אין ספק שהחבורה המגובשת הזאת הביאה אותי למצוינות בלימודים וסיפקה עבורי גם מקום מפלט מהם כשצריך. לא פספסנו שום הזדמנות ליהנות ממסיבה בטכניון או אפילו איזה ערב נחמד בבר בחיפה. וכמובן החתירה, שהיא ספורט שלא הכרנו קודם, וחדר הכושר. כששואלים אותי איך הייתי מסכם את התקופה הזאת אני עונה: התקופה הכי מהנה בחיים שלי, תקופה שדרשה ממני השקעה אדירה אבל הניבה סיפוק ותוצאות מדהימות. אני חושב שבלי החברים והכיף מסביב, התוצאות לא היו כמו שהן. לדעתי השילוב הזה יחד מוביל לתוצאה האופטימלית. במבט לאחור, הבחירה במסלול העתודה בטכניון היא בחירה מעולה שאני לא מתחרט עליה אפילו לרגע.”
ומה הלאה? אלן מאחל לעצמו “להתפתח בתחום ולנהל צוות עבודה מעבר לניהול עצמי. כרגע רואה את עצמי מתפתח בעולם הצבאי.” קווין, שמתגורר בקרית מוצקין עם חברתו מיה, סטודנטית לקלינאות תקשורת באוניברסיטת חיפה, מאחל לעצמו “להצליח בתור מפקד ובתור איש מקצוע בצבא, להתפתח בפן המקצועי והאישי ולהשיג את כל המטרות שאני מציב לעצמי. בצבא יש לי כרגע עוד חמש שנים אז קשה להחליט עדיין מה יהיה אחרי. בנוסף לכך אני מאחל לעצמי לשהות תמיד בחברת אחי , חבריי, המשפחה שלי וכמובן עם מיה.”
זוג מנצח
גם הבוגרת עדי הורוביץ (בת 26) והבוגר ישעיהו גודמן (29) סיימו את התואר בהצטיינות ראוייה לשבח ועלו לבמה בזה אחר זה. השניים הכירו בתחילת לימודיהם בפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב ונישאו לאחרונה, זמן קצר לאחר סיום התואר.
היא חיפאית, הוא ירושלמי, והם נפגשו כבר בסמסטר הראשון בפקולטה כשהוא הצטרף לקבוצת הלימוד שלה. השנה הייתה 2017, הכימיה ביניהם הייתה מצוינת, וזמן קצר אחרי שהכירו הוא אזר אומץ והזמין אותה לצאת. “מה קרה לך?” היא שאלה. “אנחנו חברים טובים, לא חבל להרוס?” אבל הוא התעקש ואחרי חמש או שש פעמים היא נשברה.
בני הזוג ישעיהו גודמן ועדי הורוביץ
לימים, באחד הטיולים המשותפים שלהם, הוא קיבל הודעה שהתקבל לתוכנית המצטיינים הפקולטית “לפידים”, וכבר קצת הצטער שיהיה שם בלעדיה, אבל כשחזרו לאוטו והיא מצאה את הטלפון שלה התברר שגם שם הם יהיו… יחד.
בסמסטר הרביעי הם עברו לגור יחד במרכז הכרמל ובסמסטר השישי טסו לארבעה חודשים בסינגפור, לחילופי סטודנטים. “אין ספק שהתקופה בסינגפור הייתה השיא,” אומר גודמן, “וניצלנו אותה לא רק ללימודים אלא גם לטיולים בסינגפור ובמדינות השכנות.”
לסיכום, אומרת הורוביץ, “נהניתי מהתקופה בטכניון. פגשנו חבר’ה מדהימים, ואני לא מכחישה שהלימודים היו קשים אבל התפלאתי לגלות שלסטודנטים בעצם יש הרבה מאד חופש, ואפשר לנצל אותו לעשות הרבה דברים יחד, חוץ מללמוד.” גם גודמן מסכם בחיוב: “הטכניון הוא מקום נהדר – הלימודים בהחלט קשים מאוד אבל התחושה כאן היא שמכבדים את הסטודנטים, לא מזלזלים בהם. נהניתי מאוד מכל השנים בפקולטה.”
בין לבין הם עבדו ועובדים – היא ב-Nvidia, הוא בסטארטאפ המפתח טכנולוגיה לאבחון סרטן המעי. השנה הם החלו גם ללמוד לתואר שני במדעי המחשב באוניברסיטת תל אביב – היא בתחום התיאוריה של מדעי המחשב והוא בתחום הבינה המלאכותית.
תואר ראשון שני
יורם זמל, יליד 1959, חגג לפני שבוע את יום הולדתו ה-62. ביון חמישי הוא קיבל תעודת בוגר בתוכנית “מבטים” מהפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון.
התעודה שקיבל היא התעודה השנייה שלו לתואר ראשון מהטכניון – הפעם זהו תואר ראשון בהוראת הטכנולוגיה והמדעים, ואת הקודמת הוא קיבל בסיום לימודיו בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון בשנת 1985. באותה שנה החל לעבוד במקצוע ההנדסה הכימית, שהוביל אותו לשהות ממושכת בעמק הסיליקון. בארצות הברית הוא השלים תואר שני במינהל עסקים באוניברסיטת סן פרנסיסקו, מה שהיטה אותו מעולם ההנדסה לעולמות הניהול והמכירות.
יורם זמל
לפני ארבע שנים חזר זמל עם משפחתו לישראל וכעבור שנה נרשם ללימודים בטכניון בתוכנית “מבטים” – תוכנית המכשירה מדענים ומהנדסים לעיסוק בהוראת המדעים, הטכנולוגיה והמתמטיקה, זאת במטרה להוביל שינוי במערכת החינוך בישראל. לדבריו, “גדלתי בנוה שאנן והטכניון היה מגרש המשחקים שלי, אחר כך השלמתי כאן תואר ראשון, כך שהחזרה לטכניון לטובת ‘מבטים’ הייתה טבעית.”
לאחרונה החל זמל גם לעבוד בפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון, במעבדתה של ד”ר שירלי אברג’יל, שם הוא אחראי על תפעול חדר הבריחה בכימיה – מיזם מקורי המכניס תלמידי תיכון לעולם הכימיה בדרך חווייתית ומהנה.
זמל נשוי ליהודית, אב לשישה וסב לשישה. הוא עובד בטכניון במשרה חלקית ושעתיים בשבוע הוא מלמד כימיה בתוכנית המקוונת “כימיה ברשת”, שנועדה להנגיש את עולם הכימיה לתלמידים שאין מגמת כימיה בבית הספר שלהם. את שאר זמנו הוא מקדיש ללימוד תורה וגמרא – עיסוק שהוא התקשה למצוא לו זמן בשנותיו בתעשייה.
לזיהוי הפרופיל הגנטי של תאים בודדים יש ערך מחקרי ויישומי רב, וההישגים בתחום זה מסייעים להבין את השונות הרבה בין תאים שונים. עם זאת, בניגוד להצלחות בחקר הפרופיל הגנטי של תא בודד, פענוח הפרופיל החלבוני של התא הבודד היה עד כה בגדר מטרה בלתי ממומשת. מדובר ביעד משמעותי מאוד לא רק מבחינה מחקרית אלא גם מנקודת הראות הקלינית, שכן מיפוי מדויק של חלבונים מאפשר לאבחן מחלות בשלב מוקדם, שבו רמת החלבונים עדיין נמוכה מכדי להתגלות באמצעים הקיימים. מיפוי כזה עשוי לסייע גם באבחנה בין גידולים סרטניים שונים וכך להתאים טיפול אופטימלי לגידול הספציפי.
שיתוף הפעולה שהוביל למאמר הנוכחי החל בכנס בין-לאומי בראשותו של פרופ’ עמית מלר מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית, אחד המחברים הראשיים במאמר. הכנס, SMPS19 (Single Molecule Proteins Sequencing), נערך בירושלים בשנת 2019.
באיור: תיאור התהליך המאפשר זיהוי חלבונים ברמת המולקולה הבודדת (משמאל לימין) באמצעות ננו-חרירים. החלבונים המיועדים לבדיקה עוברים סימון מיוחד באזורים ספציפיים ולאחר מכן עוברים דרך ננו-חריר המואר באמצעות לייזר. כך מתבצעת קריאה של הסימונים השונים. האות האופטי שמתקבל מכל חלבון נקרא ונאסף ובסופו של דבר עובר לרשת נוירונים שמזהה את החלבון בסבירות הגבוהה ביותר.
במאמר ב-Nature Methods מתארים החוקרים את הטכנולוגיות העתידיות של ריצוף וזיהוי חלבונים ברמת המולקולה הבודדת לצד חידושים בשיטות קיימות כגון ספקטרומטריית מסה. מעבדת מלר בטכניון מפתחת, לדוגמה, חיישנים ננומטריים הכוללים ננו-תעלות וננו-חרירים המאפשרים חישה ישירה של חלבונים בודדים (ראו איור). החלבונים מסומנים בצבענים, וכאשר הם מוזרמים דרך החיישן, מערכת אופטית מתוחכמת קוראת את הסמנים. האות האופטי עובר עיבוד וניתוח במערכת מבוססת למידה עמוקה שגם היא פותחה במעבדה, וכך מתאפשר זיהוי החלבון. להערכת פרופ’ מלר, יכולת זאת תאפשר זיהוי וכימות של רוב החלבונים בדגימה הנבדקת והפקה של הפרופיל החלבוני של הדוגמה – לרבות חלבונים שאינם נמצאים בה בשיעור גבוה. “טכנולוגיה זאת וטכנולוגיות כדוגמתה יובילו בעתיד להבנה עמוקה יותר של תהליכים ביולוגיים ולפיתוח בדיקות רפואיות רגישות במיוחד שיאפשר אבחון מוקדם של מגוון מחלות.”
את המחקר הטכניוני הוביל פרופ’ עמית מלר ועל המאמר חתומים גם ד”ר קסנדר ון קוטן והדוקטורנט שילה אוחיון, חוקרים בפקולטה להנדסה ביו-רפואית. המחקר נתמך על ידי האיחוד האירופי (מענק ERC במסגרת תוכנית Horizon 2020 של הנציבות האירופית למחקר באיחוד האירופי), קרן המדע הלאומית (ISF) ותוכנית Azrieli fellowship.
הקמפוס חזר לחיים במתכונת-לימודים היברידית והתעשייה מהדקת את קשרי המחקר עם הטכניון. פרסי מחקר ולקט מחקרים פורצי דרך במגוון תחומים: בינה מלאכותית המחוללת השערות מתמטיות, סטייק ללא שחיטה, טכנולוגיה בשירות השיקום האורתופדי ו-AI בחקלאות, בניטור בעיות לב ובניבוי הצלחה בהפריה חוץ-גופית. וגם: להק הלווינים “אדליס-סמסון” שוגר לחלל.
על כל אלה ועוד – בגיליון הקיץ החדש של מגזין הטכניון, אתם מוזמנים לקרוא ולצפות בסרטונים, הקישורים בתוך הכתבות.
פרופ’ אילת ברעם-צברי, חברת סגל בפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון, קיבלה אתמול (ג’) פרס יוקרתי מהמועצה להשכלה גבוהה: פרס לחברת סגל אקדמי צעיר המשלבת בפעילותה האקדמית תרומה משמעותית לחברה ולקהילה. גובה הפרס 30 אלף שקל.
הפרס הוענק בכנס ההשכלה הגבוהה שהתקיים בירושלים במתכונת היברידית. ועדת הפרס ציינה כי פרופ’ ברעם-צברי “משלבת בעשייתה מחקר מרשים והוראה מצטיינת באקדמיה לצד תרומה חלוצית ומעוררת השראה בעשייה למען החברה והקהילה בישראל. יש לה תרומה חשובה בפיתוח מתודולוגיות הוראה חדשניות ובהנגשת ההשכלה הגבוהה, באמצעות הלמידה המקוונת, לציבור רחב ובמיוחד לאוכלוסיות חלשות. במקביל להצטיינותה במחקר והוראה היא פועלת בהצלחה רבה להנגשת המדע לקהל הרחב ובסיוע למדענים לחלוק עם הציבור תובנות ממחקריהם”.
נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון בירך את פרופ’ אילת ברעם-צברי ואמר שעבודתה “משלבת הוראה איכותית, שאף זיכתה אותה בפרס ינאי למצוינות בחינוך האקדמי, יחד עם מחקר נרחב ומעמיק ופעילות ציבורית משמעותית לקידום תקשורת המדע בישראל. פרס המועצה להשכלה גבוהה ניתן לה על השילוב הייחודי בין עבודה אקדמית לתרומתה לחברה בישראל, ואנו מתברכים בהישגיה וגאים בה.“
פרופ’ ברעם-צברי הצטרפה לסגל הטכניון בשנת 2008 והיא פועלת לגשר בין זכותו של הציבור לדעת לבין יכולתו להבין. במחקריה היא חוקרת דרכים המאפשרות להתבסס על העניין הספונטני של תלמידים ואזרחים בוגרים בכדי ללמד אותם מדע.
פרופ’ ברעם-צברי היא חברת האקדמיה הצעירה הישראלית וחברה בשני מרכזי מצוינות במחקר: לינקס (למידה בחברת המידע) ו-TCSS (מדע אזרחי בבית הספר). היא הישראלית הראשונה והיחידה שנבחרה להנהלה המדעית של PCST – הארגון הבינלאומי לתקשורת המדע. היא כלת פרס ינאי למצוינות בהוראה באקדמיה לשנת תשע”ו.
את המחקר, המנתח על סמך שאלונים את רמת האוריינות המתמטית-תקשורתית של קבוצות אוכלוסייה שונות בישראל, ערכו פרופ’ עינת הד-מצוינים, ד”ר אביב שרון ופרופ’ אילת ברעם-צברי מהפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה בטכניון. הנתונים נאספו במהלך הגל הראשון של מגפת הקורונה (מרץ-אפריל 2020) והממצאים הוסקו על סמך תשובותיהם של 439 משתתפים, המהווים מדגם מייצג של הציבור הבוגר בישראל.
כשנשאלו על ידיעות חדשותיות המכילות מידע מתמטי, אפילו אנשים שלמדו מתמטיקה ברמת 5 יחידות לימוד בתיכון לא הצליחו להבין הכול; ב”מבחן ההבנה” שנערך להם הם קיבלו ציון ממוצע של 72. כלל הציבור מבין עוד פחות: אנשים שהשלימו 3 יחידות לימוד במתמטיקה (כמחצית ממספר הזכאים לתעודת בגרות), למשל, קיבלו ציון ממוצע נמוך הרבה יותר – 54.
הממצאים מדאיגים אף יותר בהתייחס למשתתפי המחקר שלא השלימו תעודת בגרות. קבוצה זו, המהווה כ-45% מהשנתון של בני ובנות 17 במדינת ישראל בשנים האחרונות, הוציאה ציון ממוצע של 44, כלומר הבינה פחות ממחצית הפריטים שהופיעו בשאלון.
פרופ’ אילת ברעם-צברי (קרדיט צילום: כפיר זיו)
ממצאים אלו מעוררים דאגה לגבי הרלוונטיות של המתמטיקה הבית-ספרית לצרכים היום-יומיים של בוגרי מערכת החינוך. הם גם מדגישים את החשיבות של קידום האוריינות המתמטית בקרב כלל התלמידים.
החוקרים הופתעו לגלות גורם נוסף שהשפיע על הבנת הידע המתמטי של הנשאלים, מעבר למספר היחידות שלמדו בתיכון: תפיסתם העצמית כ”טובים במתמטיקה” או “גרועים במתמטיקה” והערכתם את המתמטיקה כמקצוע שימושי ומעניין. הממצא הזה מרמז שהפחד ממתמטיקה מונע מאנשים מלהעמיק בנתונים כמותיים כאשר הם נדרשים לכך, גם אם הם למדו את המיומנויות המתאימות לכך בבית הספר.
ד”ר אביב שרון
לדברי החוקרת הראשית במחקר, פרופ’ עינת הד-מצוינים מהפקולטה לחינוך למדע וטכנולוגיה, “הממצאים מצביעים על כך שהמתמטיקה הבית-ספרית, ובמיוחד זו שנלמדת בהקבצות הגבוהות, אומנם עשויה לסייע לאדם הבוגר להבין מידע קריטי החשוב לבריאותו; עם זאת, כעת אנחנו מבינים כמה חזקה ההשפעה של רתיעה ממתמטיקה על יישומו של הידע האמור. מאחר שלימודי המתמטיקה נועדו לסייע לנו להתמודד עם מידע מתמטי בחיי היום-יום, חשוב שבוגרי מערכת החינוך ייצאו ממנה לא רק עם הכלים החיוניים אלא גם עם אהבה למתמטיקה, או לכל הפחות ללא רתיעה ממנה.”
למאמר בכתב העת Educational Studies in Mathematics לחצו כאן
ספוטיפיי או אפל מיוזיק? ווייז או גוגל מפות? צרכנים נדרשים לבחור לעיתים תכופות בין מערכות שונות, מבוססות בינה מלאכותית, שמציעות שירותים דומים. כיצד הם בוחרים ביניהן? בהתחשב בכמות המשאבים שחברות משקיעות בשיפור ביצועי אלגוריתמים של בינה מלאכותית, אפשר היה לצפות שהבחירה האמורה תושפע בעיקר מיכולותיהן הטכנולוגיות של מערכות אלה.
וכאן טמונה ההפתעה: מחקר חדש של שלוש חוקרות מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול בטכניון מראה כי בעת בחירה בין מערכות, צרכנים מייחסים חשיבות רבה מאוד לחמימות של המערכת כלפיהם, ובמילים אחרות – לכוונות המערכת ולנכונותה לפעול לטובתם. המחקר הוצג בכנס – CHI Conference on Human Factors in Computing, אחד הכנסים הבין-לאומיים החשובים בעולם בנושא ממשקי אדם-מחשב, והוא מציע תובנות על המנגנונים הפסיכולוגיים המכוונים את בחירותיהם של צרכנים פוטנציאליים.
שלוש החוקרות – הדוקטורנטית זהר גלעד, ד”ר עפרה עמיר וד”ר ליאת לבונטין ערכו שישה ניסויים שבהם השתתפו יותר מ-1,600 איש. בכל ניסוי התבקשו המשתתפים לבחור בין שתי מערכות מבוססות בינה מלאכותית שתוארו על-ידי חמימותן (כוונות המערכת) ויכולותיהן.
יכולת וחמימות, שהן ממדים בסיסיים להערכה ושיפוט של אנשים אחרים, נחקרו רבות בפסיכולוגיה חברתית, וכיום ברור שהן רלוונטיות גם לשיפוט אנושי כלפי ישויות לא אנושיות כגון סוכנים וירטואליים ורובוטים. במילים אחרות, אנשים מייחסים כוונות ויכולות גם למערכות מלאכותיות המבוססות על בינה מלאכותית. המחקר הנוכחי, בניגוד למרבית המחקרים הקיימים בנושא, התמקד במערכות בינה מלאכותית שאין להן נוכחות פיזית או וירטואלית. מדובר במערכות המלצה כדוגמת נטפליקס וספוטיפיי, במנועי חיפוש ובאפליקציות ניווט.
ד”ר ליאת לבונטין
עבור המערכות האמורות הגדירו החוקרות את החמימות של המערכת על סמך המרוויח העיקרי מהשימוש בה, כלומר – את מי המערכת מציבה בראש סדר העדיפויות. דמיינו לדוגמה שאתם בדרך הביתה ומפעילים את אפליקציית הניווט החביבה עליכם. יש לכם תחושה חזקה שהדרך שהיא מציעה אינה הדרך המהירה ביותר וכי האפליקציה מנסה לבדוק על חשבונכם אם יש פקק בכבישים בסביבה או ללמוד על מהירות הנסיעה בכבישים צדדיים. תחושה כזו מעידה על תפיסת חמימות נמוכה של המערכת, כלומר – איננו בטוחים שהיא פועלת לטובתנו.
הדוקטורנטית זהר גלעד
החוקרות מצאו שהחמימות שאנו מייחסים למערכת היא שיקול חשוב בעיני משתמשים פוטנציאליים והשפעתה עליהם גדולה מהשפעת יכולותיה הביצועיות של המערכת כפי שהן נתפסות על ידם. מרבית האנשים העדיפו מערכת חמימה על פני מערכת בעלת יכולות טכנולוגיות גבוהות. העדפה זו נמשכה אפילו כאשר המערכת החמימה הייתה בעלת נחיתות טכנולוגית מוצהרת. כך לדוגמה, כאשר המשתמשים התבקשו לבחור בין שתי מערכות שממליצות על ביטוח רכב, מרביתם העדיפו מערכת עם יכולת נמוכה (המבוססת על אלגוריתם בסיסי יחסית שאומן על אלף החלטות קודמות) וחמימות גבוהה (פותחה עבור אנשים כמוהם) על פני מערכת עם יכולת גבוהה (המבוססת על אלגוריתם חדשני שאומן על מיליון החלטות קודמות) וחמימות נמוכה (פותחה עבור סוכני ביטוח). באופן דומה, מרבית האנשים העדיפו מערכת המלצת סרטים בעלת אלגוריתם נחות שמתבססת רק על מידע שמגיע מהם על פני מערכת בעלת אלגוריתם מתקדם שמתבססת על מידע המגיע מהם אך גם מנסה לקדם סרטים מסוימים. כלומר, צרכנים מוכנים לוותר במידה מסוימת על יכולות של המערכת אם הם מאמינים שהיא ידידותית ופועלת לטובתם.
ממצאים אלו דומים לממצאים המתקבלים במחקר על אינטראקציות בין בני אדם, שכן גם בשיפוט של בני אדם אחרים תפיסת החמימות (הכוונה) מקבלת עדיפות על תפיסת היכולת. מהמחקר הנוכחי אפשר ללמוד כי אנשים משתמשים באותם חוקים חברתיים כדי לשפוט בני אדם ומערכות מבוססות בינה מלאכותית.
החוקרות מסבירות כי באופן טבעי, מפתחי מערכות בינה מלאכותית מתמקדים ביכולת הטכנולוגית של המערכת ושל האלגוריתמים שלה, והן ממליצות להקדיש תשומת לב גם לחמימות של המערכת ולאופן שבו הם מציגים אותה לצרכנים פוטנציאליים.
המחקר מומן חלקית על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF) והוצג בכנס CHI Conference on Human Factors in Computing.
הבעיה היא שמאחר שתסמיני המחלה אינם פשוטים לאבחון, רבים מהחולים אינם מאובחנים מוקדם מספיק או שאינם מאובחנים כלל. מדובר כיום בכשלושה מיליון בני אדם הנמצאים מתחת לרדאר של מערכות הבריאות השונות. הבדיקות הנוכחיות איטיות, לא מדויקות ואינן זמינות באזורים עניים ונידחים. כתוצאה מכך, מיליוני חולי שחפת ממשיכים לקבל טיפול לא מתאים, אם בכלל.
בעיה נוספת של המחלה הינה היא השחפת החבויה (LTBI) – מצב רפואי שבו האדם אינו מדבק אולם הוא מצוי בסיכון לפיתוח שחפת פעילה. הסיכון להתפרצותה של שחפת חבויה לכדי מחלה פעילה תלוי במצבו החיסוני של האדם והוא גדל כתוצאה מעישון, תת תזונה והשפעות סביבתיות אחרות.
על פי ארגון הבריאות העולמי, בדיקה זולה ומהירה היא צו השעה, וזה הרקע לפרסומו של מחקר פורץ דרך בכתב העת Advanced Science – טכנולוגיה חדשנית לניטור שחפת חבויה, זאת באמצעות מערכת הנצמדת לעורו של הנבדק.
ד”ר רותם וישינקין
הטכנולוגיה פותחה במעבדה להתקנים מבוססי ננו-חומרים בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון בטכניון בקבוצת המחקר של פרופ׳ חוסאם חאיק, במסגרת עבודת המחקר של ד”ר רותם וישינקין. “הטכנולוגיה שפיתחנו מבוססת על ניטור של חלקיקים נדיפים הנפלטים מגוף האדם,” מסביר פרופ’ חאיק. “כיום ברור לנו שחלקיקים כאלה מעידים על מצבים פיזיולוגיים שונים, והשאלה היא באילו חלקיקים להתמקד וכיצד לנטר אותם.”
המחקר נתמך על ידי קרן ביל ומילנדה גייטס וזכה להתעניינות אישית של ביל גייטס. כיום נמשך הפרויקט לפיתוח המדבקה בשיתוף A-Patch – מאגד בין-לאומי בראשות פרופ’ חאיק הנתמך על ידי תוכנית המענקים של האיחוד האירופי. ד”ר וישינקין, המנהלת המדעית של המאגד, מסבירה כי “הטכנולוגיה החדשנית, שנבדקה על אוכלוסיית נבדקים גדולה בהודו ובדרום אפריקה, הפגינה דיוק גבוה באבחון שחפת הפעילה וגם שחפת סמויה – רגישות גבוהה מ-90%. האתגר הנוכחי הוא הקטנת המערכת שלנו לכדי מדבקה (פלסטר) שתוצמד לעורו של הנבדק.”
החוקרים מאמינים שגירסאות עתידיות של הטכנולוגיה יאפשרו ניטור מהיר וזול של מחלות אחרות כגון מחלות זיהומיות אחרות, סוכרת ומחלות לב. מדובר בפלטפורמה המאפשרת ניטור מהיר ופשוט שיכול להתבצע בכל מקום בעולם, תוך העלאת התוצאות לענן ייעודי, וכל זאת ללא צורך ברשת חשמל ובאנשי מקצוע מיומנים.
ניטור שחפת באמצעות מדבקה הנצמדת לעור ומודדת את החלקיקים הנדיפים הנפלטים ממנו.
![באיור: הפינצטה האופטית שמימין מתחילה לפרום את הדי-אן-איי לשני גדיליו. כשהפרימה תגיע לכרומטוזום היא תיעצר על ידי מגעים בין ההיסטונים [בצהוב, ורוד וכחול] והדי-אן-איי, וכך יהיה אפשר לבדוק אם מדובר בכרומטוזום פתוח (למטה מימין) או הדוק (למטה משמאל).](https://www.technion.ac.il/wp-content/uploads/2021/07/2.png)
