קטגוריה: Uncategorized

חוקרים בטכניון ובחברת טאואר ג’אז פיתחו טכנולוגיה המתאימה טרנזיסטורים מסחריים לעידן הבינה המלאכותית

 

חוקרים בטכניון ובחברת טאואר ג’אז (Tower Jazz) פיתחו טכנולוגיה מהפכנית ההופכת את רכיבי זיכרון הפלאש המסחריים של טאואר ג’אז לממריסטורים – התקנים המכילים זיכרון וכוח חישוב. הטכנולוגיה, שפותחה בהשראת פעולת המוח האנושי, מאיצה באופן משמעותי את פעולתם של אלגוריתמים של בינה מלאכותית (AI).

את המחקר שהתפרסם בכתב העת Nature Electronics, הובילו הדוקטורנט לואי דאניאל ופרופ’ שחר קוטינסקי מהפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי בטכניון, תוך שיתוף פעולה עם פרופ’ יעקב רויזין וד”ר יבגני פיחאי מחברת טאואר ג’אז ופרופ’-משנה ראמז דניאל מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון.

 

כבר מתחילת דרכם גברו המחשבים על האדם בפתרון בעיות חשבוניות, אולם בזיהוי תמונות, בסיווג מאפיינים בתוך התמונה ובקבלת החלטות פיגר המחשב אחר האדם במשך עשרות שנים. את הפער הזה מדביקה בשנים האחרונות הבינה המלאכותית, המצליחה לבצע פעולות מורכבות על סמך אימון המבוסס על דוגמאות. בעשורים האחרונים הוקדשו משאבים עצומים בפיתוחה של בינה מלאכותית ברמת התוכנה, השקעה שהובילה לקפיצת מדרגה באפקטיביות של הבינה המלאכותית בתחומים רבים ומגוונים ובהם רפואה, תחבורה חכמה, רובוטיקה וחקלאות.

הדלק המניע את עולם הבינה המלאכותית הוא נתונים, וליתר דיוק נתונים בכמות עצומה (big data). זו הסיבה שהפריצה הגדולה בבינה מלאכותית “המתינה” לשיפור הדרמטי בכוח המיחשוב. אולם ההתפתחות המהירה בביצועי התוכנה הותירה מאחור את החומרה, ופיתוחה של חומרה המתאימה לדרישות של תוכנות בינה מלאכותית התעכב במשך שנים רבות. חומרה כזו נדרשת לעבוד היטב במונחים של  מהירות, הספק נמוך, דיוק, שטח ומחיר. כל אלה קשים מאוד להשגה במודל החומרה המסורתי – מודל של חישוב דיגיטלי (ספרתי).

המודל הדיגיטלי מגביל את ביצועי החומרה בשני הקשרים עיקריים: 1. חומרות כאלה מתקשות לבצע פעולות רבות במקביל , שכן הן נועדו לבצע מספר קטן יחסית של פעולות; 2. הן יכולות להפגין דיוק רב רק בתמורה לצריכת משאבים גדולים מאוד במונחי אנרגיה וזמן. לכן, אומרים החוקרים, נדרשת חומרה חדשנית שתתאים לעידן הבינה המלאכותית.

“אחד האתגרים הגדולים שמציבה הבינה המלאכותית בפני מהנדסי חומרה,” מסביר פרופ’ קוטינסקי, “הוא המימוש של אלגוריתמים מורכבים הדורשים (א) אחסון של מידע רב בזיכרון המחשב; (ב) שליפה מהירה מהזיכרון; (ג) ביצוע חישובים רבים במקביל; ו(ד) דיוק גבוה.  החומרה הדיגיטלית הסטנדרטית (מעבדים) לא מתאימה לכך מהסיבות שצוינו לעיל.”

זה הרקע לטכנולוגיה החדשה המוצגת במאמר ב-Nature Electronics. לדברי פרופ’ קוטינסקי, “הטכנולוגיה שלנו הופכת את החומרה, שהיא דיגיטלית במהותה, לתשתית נוירומורפית – תשתית מעין-אנלוגית הדומה למוח. כפי שהמוח מבצע מיליוני פעולות במקביל, גם החומרה שלנו מבצעת פעולות רבות במקביל וכך מאיצה את כל הפעולות הקשורות בה.”

“החישוב הנוירומורפי,” אומר הדוקטורנט לואי דאניאל, “מעניין אותי ברמה האישית הן כסטודנט להנדסת מחשבים והן כמי שאיבד את אביו כתוצאה ממחלה נוירולוגית נדירה. המוח תמיד היווה מקור השראה למערכות מחשוב, והאתגר שלי הוא להבין את המנגנון החישובי של פעולת המוח על ידי ארגז כלים הנדסי. במחקר הנוכחי הראינו שבב חשמלי המבוסס על טכנולוגיה סטנדרטית מסחרית ומפגין שתי יכולות קריטיות: זיכרון אסוציאטיבי, העובד בדומה למוח על סמך תכונות ולא לפי חיפוש באינדקס; ויכולת למידה.”

הזיכרון האסוציאטיבי, המוכר לנו מפעולת החשיבה האנושית, פירושו שכאשר אנחנו רואים עיניים, לדוגמה, איננו מחפשים התאמה של העין לסעיף כלשהו באינדקס של פריטים, אלא מזהים את העין באופן אסוציאטיבי. זהו מנגנון מהיר, אפקטיבי וחסכוני באנרגיה. וכמו במוח, יכולת הלמידה של המערכת משתפרת מתוך שינוי ועדכון של הקשרים בין הסינפסות ותאי העצב.

 

לדברי פרופ’ רויזין מטאואר ג’אז, “הטכנולוגיה החדשה פשוטה להטמעה והופכת את הטרנזיסטור של טאואר ג’אז, שתוכנן במקור לאחסון מידע בלבד, לממריסטור – יחידה המכילה לא רק זיכרון אלא גם יכולת חישוב. מאחר שהממריסטור יושב על הטרנזיסטורים הקיימים של  טאואר ג’אז, הוא מתממשק באופן מיידי עם כל ההתקנים שאיתם עובדים טרנזיסטורים אלה. הטכנולוגיה החדשה נבחנה בתנאי אמת והראתה כי אכן היא ניתנת להטמעה בבנייה של רשתות עצביות בחומרה ובכך משפרת משמעותית את ביצועיהן של מערכות בינה מלאכותית מסחריות. בדומה למוח, המערכת המשופרת מצטיינת בשמירת מידע לטווח ארוך ובצריכת אנרגיה נמוכה מאוד.”

לדברי פרופ’-משנה ראמז דניאל, בעבר מהנדס חשמל בטאואר ג’אז וכיום חבר סגל בפקולטה להנדסת ביו-רפואית בטכניון, “כוח החישוב של ההתקן המשופר נובע מיכולתו לתפקד בתחום התת-הולכה, ובמילים פשוטות – באופן דומה למנגנונים ביולוגיים טבעיים. כתוצאה מכך אנחנו משיגים יעילות גבוהה בהספק נמוך, כמו המנגנונים שהתפתחו בטבע במשך מיליארדי שנות אבולוציה.”

 

במחקר השתתפו חוקרי הטכניון אריק הרבלין, ניקולס ויינשטיין, ואסו גופטה ונמרוד וולד מקבוצת המחקר של פרופ’ קוטינסקי.

 

המחקר נערך בתמיכת ות”ת (הוועדה לתכנון ולתקצוב), מענק קמין מטעם משרד הכלכלה, מלגת אנדרו וארנה פינצ’י ויטרבי לתלמידי תארים מתקדמים ומענק ERC. לאחרונה הציג לואי דאניאל את המחקר שלעיל בכנס של Nature בסין ואף זכה בפרס המאמר הפוסטר המצטיין בכנס.

 

על השותפים במחקר:

 

פרופ’ שחר קוטינסקי השלים תואר ראשון ושני באוניברסיטה העברית ודוקטורט בטכניון ועבד באינטל בתכן מעגלים. לאחר פוסט-דוקטורט באוניברסיטת סטנפורד הוא חזר לטכניון כחבר סגל בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי. במרוצת השנים הוא זכה בפרסים רבים ובהם פרס קריל של קרן וולף על מצוינות במחקר מדעי, מלגת ויטרבי, מלגת ג’ייקובס ומענק ERC וכן בשבעה פרסי הצטיינות בהוראה.

 

לואי דאניאל השלים תואר ראשון בטכניון, ובשנים 2016-2013 עבד במעבדות המחקר של IBM בחיפה. כיום הוא עושה את הדוקטורט (במסלול ישיר) בהנחיית פרופ’ קוטינסקי. הוא זכה בפרס הרשל ריץ’ לחדשנות ויזמות, בפרס אנדרו וארנה פינצ’י ויטרבי לתלמידי תארים מתקדמים ובמלגת ות”ת לדוקטורנטים מצטיינים בני החברה הערבית.

 

פרופ’ יעקב רויזין הינו מנהל מחקר ופיתוח של טכנולוגיות עתידניות ו-Fellow בחברת טאואר-ג’אז. הוא פרופסור אורח בטכניון ובאוניברסיטת תל-אביב. ליעקב ניסיון נרחב של 40 שנה בתחום פיתוח רכיבים בענף המוליכים-למחצה. ב-23 השנים האחרונות הוא עובד בטאואר ג’אז ומתמחה בפיתוח טכנולוגיות CMOS ייחודיות ורכיבים חדשניים.  הוא פרסם מעל ל-200 מחקרים ומחזיק ביותר מ-50 פטנטים (USA patents) בתחום טכנולוגיית המוליכים-למחצה ורכיבים.

ד”ר יבגני פיחאי הוא מהנדס רכיבים בכיר בטאואר ג’אז. הוא בעל ניסיון של 15 שנה בפיתוח רכיבי CMOS  הכוללים זיכרונות משולבים (embedded NVM), תאים סולאריים וחיישני קרינה מייננת. יבגני השלים תואר ראשון בטכניון, תואר שני באוניברסיטת תל-אביב ודוקטורט בטכניון. הוא פרסם מעל ל-40 מאמרים ופטנטים.

 

פרופ’-משנה ראמז דניאל השלים תואר ראשון בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי בטכניון ותואר שני בהנדסת אלקטרוניקה וחשמל אוניברסיטת תל אביב שאחריו יצא לתעשייה. לאחר שמונה שנות עבודה בטאואר ג’ז הוא יצא לדוקטורט ואחריו פוסט-דוקטורט ב-MIT, שם בנה את המחשב הביולוגי הראשון בתוך חיידק. כיום הוא עומד בראש המעבדה לביולוגיה סינטטית בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון.

 

למחקר בכתב העת  Nature Electronics לחצו כאן

 

לתמונות לחצו כאן

 

כיתוב:

1. פרופ’ שחר קוטינסקי
2. הדוקטורנט לואי דאניאל
3. בתמונה – פרופ’ שחר קוטינסקי (משמאל) עם הדוקטורנט לואי דאניאל.

צילום : רמי שלוש, דוברות הטכניון

 

לפרטים נוספים: דורון שחם, דוברת הטכניון – 050-3109088

חוקרים בטכניון פיתחו מערכת אב-טיפוס חדשנית להפקה יעילה ובטוחה של מימן באמצעות אנרגיית השמש בלבד. את המחקר, שהתפרסם בכתב העת Joule מקבוצת Cell, הובילה הדוקטורנטית אביגיל לנדמן מתוכנית האנרגיה ע”ש גרנד, יחד עם המסטרנטית רואן חלבי מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים. המחקר נערך בהנחייתם המשותפת של פרופ’ גידי גרדר מהפקולטה להנדסה כימית ופרופ’ אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, ושותפים בו פרופ’ אדליו מנדס וד”ר פאולה דיאז מאוניברסיטת פורטו בפורטוגל.

המערכת החדשנית מכילה התקן סולארי דו-שכבתי (Tandem cell), המאפשר ניצול יעיל יותר של ספקטרום האור: חלק מקרינת השמש נבלע בשכבה העליונה, העשויה תחמוצת ברזל שקופה למחצה; והקרינה שאינה נבלעת בשכבה זו עוברת דרכה ונבלעת בהמשך על ידי תא פוטו-וולטאי. יחד מספקות שתי השכבות למערכת את האנרגיה הדרושה לפירוק המים.

מתיאוריה ליישום

המערכת החדשנית היא המשך לפריצת דרך תאורטית של צוות המחקר הטכניוני, שהוצגה במאמר שהתפרסם ב-Nature Materials בחודש מרץ 2017. באותו מאמר הציגו החוקרים שינוי פרדיגמטי בהפקת מימן: במקום תא הפקה אחד שבו מתפרקים המים למימן ולחמצן פיתחו החוקרים מערכת שבה נוצרים המימן והחמצן בשני תאים שונים לחלוטין. פיתוח זה חשוב בין השאר משום שערבוב בין החמצן למימן יוצר אינטראקציה נפיצה ומסוכנת. את הוכחת ההיתכנות הציגו החוקרים במערכת מעבדתית המופעלת בעזרת מקור חשמל קונבנציונלי.

כעת, במחקר הנוכחי שהתפרסם ב-Joule, מימשו החוקרים את התיאוריה בפיתוח יישומי – מערכת אב-טיפוס פוטו-אלקטרוכימית המייצרת מימן וחמצן בשני תאים נפרדים באמצעות אור שמש בלבד. במסגרת הניסוי נערכו כ-80 שעות עבודה (10 ימים של כ-8 שעות), שהדגימו את יעילות המערכת באור שמש טבעי. הניסוי נערך בפקולטה להנדסה כימית בטכניון.

 

רקע למחקר

מימן הוא חומר מבוקש מאוד בתחומים רבים בחיינו. רוב המימן המיוצר כיום מְשַמֵש לייצור אמוניה לייצור דשנים החיוניים לחקלאות המודרנית. בנוסף, מימן הוא אחד המתחרים המובילים בתחום הדלקים האלטרנטיביים, במיוחד בהקשר של הנעת כלי רכב. בהקשר התחבורתי יש למימן כמה יתרונות על פני דלקים מבוססי מחצבים:

• אפשר להפיקו ממים על ידי אנרגיות ירוקות כגון אנרגית השמש, וכך לצמצם את התלות בדלקים מחצביים ואת התלות בארצות העשירות בעתודות נפט;
• הפקת מימן ממים מאפשרת אגירה של אנרגיות ירוקות, שאינן זמינות בכל שעות היום
• בניגוד למנועי סולר ובנזין הפולטים זיהום רב לאוויר, תוצר הלוואי היחיד של מנועי מימן הוא מים.

כיום מופק המימן בעולם, רובו ככולו, מגז טבעי, בתהליך הפולט פחמן דו-חמצני (CO₂) שנזקיו הסביבתיים ידועים. שיטת הפקה חלופית היא אלקטרוליזה – פירוק מים (H₂O) למימן (H₂) ולחמצן (O₂). תהליך האלקטרוליזה פותח לפני יותר ממאתיים שנה, בשנת 1800, אך מאז לא פותחו טכנולוגיות אלקטרוליזה רבות. בשנים האחרונות, עם המעבר החיוני לאנרגיות חלופיות, ברור כי יש לשכלל את תהליכי האלקטרוליזה כך שיתאימו למקורות אנרגיה אלה.

על רקע זה התפתח התהליך הפוטו-אלקטרוכימי, המפרק את המים ישירות על ידי קרינת השמש. אולם גם כאן ישנם אתגרים טכנולוגיים שונים. למשל, ייצור המימן בדרך המקובלת באלקטרוליזה – פירוק המים למימן וחמצן באותו תא הפקה – כרוך בסיכון משום שהמפגש בין מימן לחמצן מוביל לפיצוץ. יתר על כן, בשדות סולאריים רחבי ידיים קשה מאוד לייצר מימן בתצורה זו. מכאן חשיבותה של פריצת הדרך הנוכחית המוצגת ב-Joule.

 

החוקרים מקווים שגורמים באקדמיה ובתעשייה ימשיכו ויקדמו את המערכת לכדי מוצר מסחרי.

 

המחקר נתמך על ידי תוכנית האנרגיה ע”ש ננסי וסטיבן גרנד בטכניון (GTEP), תרומת אד סאטל, קרן אדליס, משרד האנרגיה והנציבות האירופית (שני מענקי ERC) ומרכז המצוינותPAT  של הקרן הלאומית למדע.

 

למאמר בכתב העת Joule  לחצו כאן

בתחילת פברואר התקיים בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון כנס בן שלושה ימים בנושא מיקרו-שחיינים ורובוטיקה רכה. הכנס נערך בחסות הקרן הלאומית למדע (ISF) וכלל 30 הרצאות, 20 מרצים מחו”ל וכ-20 פוסטרים

מארגני הכנס, פרופ’ אלכס לישנסקי מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון והפרופסורים אמיר גת ויזהר אור מהפקולטה להנדסת מכונות, הסבירו את מטרתו. “פיתוחם של מיקרו-שחיינים וננו-שחיינים מלאכותיים, המסוגלים לנוע בכוחות עצמם בסביבה נוזלית, הוא אתגר מדעי וטכנולוגי עצום הנושא בחובו פוטנציאל נרחב בתחום הרפואה.”

שחיינים כאלה נעים באמצעות כוחות מגנטיים, אקוסטיים, אופטיים ואחרים, ותכנונם שואב השראה רבה ממנגנונים ביולוגיים טבעיים שהתפתחו במהלך האבולוציה. בדומה למיקרו-חיישנים ביולוגיים מסוימים, מיקרו-שחיינים מלאכותיים גמישים יכולים לשנות את צורתם בהתאם לתכונות הסביבה כדי לנוע ביעילות. גם היכולת לשנות צורה באופן רציף גם מאפיין הכרחי של רובוטיקה רכה (Soft Robotics) – תחום טכנולוגי חדשני שפותח בהשראת הטבע. הכנס הפגיש את המומחים המובילים בשני התחומים האלה – מיקרו-שחיינים מלאכותיים ורובוטיקה רכה – כדי לקדם את שיתוף הפעולה ביניהם.

בכנס נדונו נושאים רבים ובהם מיקרו-מכונות מגנטיות הניתנות לתכנות (פרופ’ ברדלי נלסון, ETH ציריך),  מנועים ננומטריים הפועלים על אנרגיה כימית ואקוסטית (פרופ’ פייר פישר, מכון מקס פלנק), מיקרו-מנועים ויישומיהם באורגניזם החי (בוגר הטכניון פרופ’ ג’וזף וואנג, אוניברסיטת קליפורניה סן דייגו), רובוטיקה רפואית זעירה (פרופ’ משה שהם, הפקולטה להנדסת מכונות בטכניון), שחיינים מגנטיים רכים בהשראת הטבע (פרופ’ מטין סיטי, מכון מקס פלנק), מנועים רכים לרובוטיקה רכה (בוגר הטכניון פרופ’ הוד ליפסון מאוניברסיטת קולומביה) ושימוש בחומרים רכים ברובוטיקה זעירה (רוב שפרד, אוניברסיטת קורנל) ואחרים

לאתר הכנס: https://www.swimmerssoro.com/

הכנס הבינלאומי השני בנושא ניטור לביש, שהתקיים בטכניון, התמקד בחיישנים כימיים המנטרים סימני מחלה

[su_image_carousel source=”media: 38510,38512,38513,38515,38514″ slides_style=”minimal” crop=”none” align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

חישה חכמה של נתונים פיזיולוגיים, אלקטרוניקה גמישה לניטור לביש, חיישני הבל-פה לסמארטפון, ניטור שחפת בעולם השלישי, ניטור רציף של כאב, מעבדה-על-העור, סוללות נייר ועור אלקטרוני המתקן את עצמו הוצגו לאחרונה בכנס הבינלאומי לניטור לביש שהתקיים בטכניון. ההרצאות בשני ימי הכנס התמקדו בעיקר בפיתוח חיישנים כימיים המנטרים את מצבו הרפואי של המשתמש.

את הכנס מובילה, זו השנה השנייה, קבוצת המחקר של פרופ’ חוסאם חאיק. פרופ’ חאיק, מומחה בניטור רפואי מבוסס חיישנים, הוא ראש המעבדה להתקנים מבוססי ננו-חומרים בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון, חבר במכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה, סגן המשנה הבכיר לשוויון הזדמנויות ודיקן לימודי הסמכה בטכניון. השנה ארגנו את הכנס חברי קבוצת המחקר שלו ד”ר רותם וישינקין, יאנה מילוטין, ליאת צורי וד”ר יואב ברוזה.

“ניטור לביש הופך לחלק מחיי היום-יום שלנו,” אמר פרופ’ חאיק, “ואנחנו רואים זאת בשעונים חכמים, בצמידי ניטור ובבגדים הקוראים נתונים פיזיולוגיים. עם זאת, פיתוחם של החיישנים הקוראים את הנתונים האלה הוא תהליך איטי שאינו מדביק את ההתקדמות הטכנולוגית בצד הכימי. לכן החלטנו להתמקד השנה בחיישנים ובקישור שלהם לרכיבים האלקטרוניים המקבלים מהם את הנתונים.”

בכנס הרצו מומחים מובילים מישראל ומחו”ל על מגוון רחב של נושאים ובהם חישה חכמה של נתונים פיזיולוגיים, אלקטרוניקה גמישה לניטור לביש, חיישני הבל-פה לסמארטפון, ניטור שחפת בעולם השלישי, ניטור רציף של כאב, מעבדה-על-העור, סוללות נייר ועור אלקטרוני המתקן את עצמו. פרופ’ חאיק אמר כי “חשוב שלא נסתפק בהצגת ההישגים האישיים של כל אחד מהדוברים, אלא גם נדון באפשרויות לשיתופי פעולה עתידיים בין מהנדסים, רופאים ומדענים – שיתופי פעולה החיוניים לקידום התחום.”

את ארבע הרצאות המליאה המרכזיות נשאו הדוברים הבאים:

• פרופ’ ג’וזף וואנג, מאוניברסיטת קליפורניה סן דייגו הוא בוגר הטכניון שהשלים בטכניון את כל תאריו האקדמיים. הוא אמר כי “צוואר הבקבוק של המחקר והפיתוח כיום הוא השלב הביוכימי – החישה של הנתונים הפיזיולוגיים. חיישנים לניטור גופני חשופים לתנאים עוינים שכוללים חום, זיעה, אבק ועוד, ואנו מצפים שיהיו זעירים, רגישים, סלקטיביים, מהירים וזולים ושלא יצרכו אנרגיה רבה. זה אתגר מאוד רציני, ואנחנו מתמודדים איתו באמצעים שונים – קעקועים לניטור העור, מיקרו-מחטים לאבחון ולהחדרת חומרים לעור, משקפיים הכוללים חיישנים, טבעת לניטור אלכוהול וקנביס בדם ואפילו מוצץ המנטר את מצבו של התינוק.”
• פרופ’ האווארד כץ מאוניברסיטת ג’והנס הופקינס, מומחה לחיישנים כימיים וביומולקולריים ולאבחון סרטן, אמר כי “זה כבוד גדול עבורי לבקר בטכניון ולשתף פעולה עם אומת הסטארטאפ. אנו עוסקים בקידומה של רפואה מותאמת אישית המבוססת על התקני ניטור קלים, זולים, גמישים ונוחים המספקים מידע שוטף על מצבו הפיזיולוגי של האדם ברמה המולקולרית.”
• פרופ’-משנה סיהונג וואנג מאוניברסיטת שיקגו דיבר על יישומיהם הפוטנציאליים במחקר הביולוגי, בניטור המצב הבריאותי, באבחון ובטיפול. הוא אמר כי “התפתחויות טכנולוגיות מצמצמות את המרחק בין האדם לאלקטרוניקה המשמשת אותו. קודם היה מחשב אישי נייח, ואז נייד, ואז הסמארטפון שנמצא בכיס שלנו. אבל זו רק תחילת הדרך. אלקטרוניקה המוטמעת בגוף האדם תהווה מהפכה ברפואה מותאמת אישית, אבל בדרך לשם יש אתגרים כימיים ופיזיקליים גדולים שעלינו לצלוח. עבור קבוצת המחקר שלי, היעד העיקרי כרגע הוא מערך אלקטרוני גמיש ומתיח, שיקבל את האנרגיה שלו מהגוף.”
• פרופ’ שיזו טוקיטו מאוניברסיטת ימגטה בטוקיו, המפתח טרנזיסטורים מודפסים דקים לצרכי ניטור פיזיולוגי, דיבר על סמנים הנמצאים בזיעה ועל דרכים לניטורם. זאת באמצעות התקנים אלקטרוניים מודפסים משולבים וגמישים הנצמדים לעור, ומערכות המנתחות את המידע דרך ענן.

פרופ’ חאיק אמר בסיכום כי הכנס עורר הדים חיוביים, שיישאו פרי בשיתופי פעולה עתידיים בין הטכניון לאוניברסיטאות אחרות ובין האקדמיה לתעשייה.

מערכת לניטור דלקת ריאות לפי צילום בית חזה במצלמת הטלפון, רובוט קטן וחכם להשקיית עציצים בבית, מערכת עצמאית להכנת בקבוק חלב לתינוקות, אפליקציה להצלת חיות בר פצועות ואפליקציה חברתית להעברת עודפי מזון לנזקקים. 43 פיתוחים טכנולוגיים חדשניים הוצגו ביריד הפרויקטים של הפקולטה למדעי המחשב בטכניון.

[su_image_carousel source=”media: 38497,38505,38504,38503,38502,38501,38500,38499,38498″ slides_style=”minimal” crop=”none” align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

ביריד הסטודנטים בפקולטה למדעי המחשב בטכניון הוצגו 43 פרויקטי גמר של סטודנטים הלומדים לתואר ראשון בפקולטה. בפרויקטים השתתפו יותר מ-160 סטודנטים, שהציגו את הפיתוחים לחברי סגל הפקולטה ולמומחים מהתעשייה.

הסטודנטים מאי שוורץ וגיא ברגר פיתחו מערכת לניטור דלקת ריאות והפרעות נשימה אחרות על סמך צילום חיצוני של בית החזה במצלמת הטלפון. השניים מציינים כי דלקת ריאות היא גורם התמותה העיקרי בקרב ילדים קטנים, ובעולם השלישי היא אינה מאובחנת כראוי. האפליקציה הפשוטה תאפשר אבחון ביתי מהיר ופשוט של מצבים מסוכנים כאלה. האפליקציה מבוססת על פטנט שפותח במעבדתו של פרופ’ רון קימל.

הסטודנטים חוש חאלד, ג’וליאן סרוגי ואיה רמאל פיחתו את פרויקט Yummy Tummy: מערכת עצמאית להכנת בקבוק חלב לתינוקות. הסטודנטים בנו מכונה חכמה הנשלטת באמצעות אפליקציה ומכינה באופן עצמאי בקבוק אוכל לתינוקות. המכונה מרתיחה את המים, שומרת על סטריליות ודואגת לקירור המים לטמפרטורה האידיאלית לתינוק. “הגעתי לרעיון כששמרתי על האחיינים שלי, והבנתי שהכנת בקבוק האוכל לתינוק היא עבודה קשה מדי,” מספרת איה רמאל מכפר ירכא שתסיים בקרוב את לימודיה במסלול הנדסת מחשבים.

“חיברנו למערכת חיישן הבודק את הטמפרטורה של המים בבקבוק, וכשהיא מגיעה ל-36 מעלות נשלח להורה אות בטלפון הנייד, ותהליך הכנת החלב יוצא לדרך.”

קבוצת “רובין פוד” פיתחה, בשיתוף עם החממה הטכנולוגית בטכניון, אפליקציה לסינכרון בין ביקוש להיצע של עודפי מזון. רובין פוד היא עמותה העוסקת בהצלת מזון ובהפנייתו למי שנזקק לו, והאפליקציה שפיתחו הסטודנטים תסייע ביצירת קשר מיידי בין שני הצדדים.

קבוצת סטודנטים נוספת פיתחה אפליקציה עבור עמותת “חַיבולנס” המצילה חיות בר פצועות. בעמותה מתנדבים כ-1,500 איש המסייעים בהעברה של החיות הפצועות לטיפול. האפליקציה תייעל את פעילות העמותה ותקצר משמעותית את הזמן הנדרש להעברת החיה הפצועה ליעד.

קבוצת MedTabula פיתחה אפליקציה המקשרת בין אנשים הזקוקים למזרק אפיפן (Epipen) באופן דחוף לבין אנשים שברשותם מזרק כזה בסביבה הקרובה. מדובר בהזרקת אנדרנלין לצורך טיפול בתגובה אלרגית מסוכנת, ולכן המהירות היא משתנה קריטי. האפליקציה מאפשרת לאדם הזקוק למזרק לאתר אנשים רלוונטיים בסביבתו הקרובה, ובמקרה חירום גם להזעיק אמבולנס.

הסטודנטים רון ופימוב, רנה חל ומורי לוינזון פיתחו אפליקציה לתחרויות הקלדה בזמן אמת. האפליקציה מסייעת בשיפור מיומנויות ההקלדה בטלפון בדרך מהנה של תחרות עם משתמשים אחרים.

בתחרות חביב הקהל זכו הקבוצות הבאות:

GRUT של הסטודנטים ג’סיקה שלי מילגרם, טניה דבייקין ואדיר אבסקר: רובוט קטן וחכם הנוסע בין העציצים והאדניות בבית, מנטר את הלחות והטמפרטורה בקרקע ומעביר את הנתונים לענן.

ABALONE של הסטודנטים ליטל קולץ, אלון נברו ודין מאירי שהוציאו את משחק החשיבה Abalone מהקופסה. הסטודנטים בנו רובוט “אבאלואינו” עם 4 צירי תנועה ו-5 מנועים. הרובוט מבצע מהלכים על לוח משחק פיזי. המהלכים מחושבים לפי אלגוריתם בינה מלאכותית לאסטרטגיית משחקים – MinMax עם גיזום AlphaBeta שמחשב עץ משחק ומשקלל כמה מהלכים קדימה.

משחק האמת והשקר של הסטודנטים אלון ארנברג, שי פלדמן, רון קנטורוביץ’, נדב אליאס, דן כליפה, שגיא לבנון וסיראג’ עותמן. זהו משחק חברתי שבו כל משתתף צריך להציג שני משפטים על עצמו, אחד אמיתי ואחד שקרי, והמשתתפים האחרים צריכים לנחש איזה משפט אמיתי ואיזה שקרי.

פרופ’ אילת פישמן מהטכניון: אבולוציה מכוונת ככלי לשיפור משמעותי בייצור דלק ביולוג

טכנולוגיה חדשה, המבוססת על אבולוציה מכוונת של אנזים טבעי, צפויה להאיץ ולייעל את ייצורם של דלקים מבוססי פסולת. את המחקר שהתפרסם ב-ChemCatChem הובילו פרופ’ אילת פישמן והדוקטורנט שלו גיחז מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון.

[su_image_carousel source=”media: 38477,38478″ slides_style=”minimal” crop=”none” align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

האבולוציה, כפי שלמדנו מדרווין, פועלת על סמך מנגנון כפול של מוטציה וברירה טבעית. מוטציות הן תופעה אקראית המתרחשת באופן ספונטני בכל אורגניזם, ורובן חסרות משמעות עבורו. אולם לעתים, המוטציה מקנה לאורגניזם יתרון הישרדותי כלשהו, שיעבור בתורשה לצאצאיו, שיעבירו את המוטציה הלאה והיא תתקבע בגנום. זו הברירה הטבעית.

פרופ’ אילת פישמן, ראש המעבדה לביוקטליזה מולקולרית ויישומית, מפתחת שיטות ליצירת תגובות כימיות רצויות באמצעות אנזימים – מולקולות טבעיות שהתפתחו במיליארדי שנות אבולוציה. האנזימים עובדים היטב בסביבה הטבעית, ולכן יש להם יתרון על זרזים כימיים מלאכותיים המצריכים תנאים מיוחדים כגון טמפרטורות גבוהות ולחץ חזק. פרופ’ פרנסס ארנולד, שביקרה בטכניון לאחרונה, זכתה בפרס נובל בכימיה לשנת 2018 בדיוק בתחום הזה של אבולוציה מכוונת.

“למעשה אנחנו מחקים, או ממשיכים, את התהליך האבולוציוני,” מסבירה פרופ’ פישמן, “אבל עושים זאת באופן שמייעל את הפקת התוצרים הרצויים לנו – חומרי מזון, חומרי ניקוי וכו’. זאת באמצעות עידוד של מוטציות אקראיות וברירה לא טבעית שלהן, ברירה מבוקרת.”

חוקרי המעבדה מאיצים בשיטות מולקולריות את התפתחותן של מוטציות, יוצרים ספרייה של מאות אלפי מוטנטים ומתוכה בוחרים את המוטנטים המשופרים – משופרים מנקודת הראות של התפקוד שאנחנו מחפשים, למשל פירוק שומנים אם מדובר בחומרי כביסה. “על התהליך הזה של עידוד מוטציות, יצירת ספריות וברירה מבוקרת אנחנו חוזרים שוב ושוב עד שמקבלים את האנזים המתאים לתפקיד הרצוי.”

המאמר הנוכחי מציג טכנולוגיה חדשנית לייצור ביודיזל – דלק המיוצר מפסולת שמן, כלומר משיירי-שמן מדוכני פלאפל, ממפעלים וכו’. חשיבותו של הביודיזל בכך שהוא תופס את מקום של דלקים מבוססי מחצבים (בנזין למשל), שמקורותיהם הולכים ואוזלים וכרייתם פוגעת קשות בסביבה.

ביודיזל מופק כיום על ידי דחיסת מתנול ושמן באמצעות זרזים כימיים, המחייבים כאמור תנאי ייצור מיוחדים ויקרים. כאן, לעומת זאת, מציעים החוקרים לייצר את הביודיזל באמצעות אנזים טבעי: ליפאז (lipase). אנזים זה, המיוצר בלבלב, מפרק שומנים בדם וחיוני לפעילות תקינה של הגוף ולהתמודדות עם מצבי רפואיים כגון מחלות לבלב, אי ספיקת כליות ודלקות בכיס המרה.

הבעיה היא שליפאז אינו יציב בסביבות לא מימיות כגון מתנול, החיוני להפקת ביודיזל. לכן התמקדה קבוצת המחקר בשיפור של יציבות האנזים בריכוזי מתנול גבוהים. זאת באמצעות אותה גישה של אבולוציה מכוונת. “עודדנו היווצרות מוטציות של ליפאז, ואותן חשפנו למתנול במשך חצי שעה. ‘המולקולות השורדות’ עלו לשלב הבא, לסבב נוסף של מוטציות וברירה מבוקרת, עד שהתקבל אנזים שעמידותו למתנול גבוהה פי 100 מזו של האנזים המקורי.”

פרופ’ פישמן מבהירה שאין מדובר באבולוציה מכוונת בלבד, אלא גם בפעולות הנדסיות המושתתות על ניתוח מבנה האנזים במאיץ חלקיקים, על זיהוי המאפיינים המקנים לו עמידות לאתנול ועל שיפור תהליך הייצור באמצעות חומצה אמינית בשם ציסטאין.

לסיכום, באמצעות אבולוציה מכוונת וייצוב נוסף של האנזים באמצעים כימיים, הושגה עמידות חסרת תקדים – הליפאז המשופר יציב בנוזל המכיל 70% מתנול. החוקרים מעריכים כי הישג זה סולל את הדרך להרחבת ייצורו של הביודיזל ולקידום השימוש בו.

המחקר נערך בתמיכת מכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה (RBNI).

למחקר:

http://bit.ly/37fTADy

פרופ’ אילת פישמן היא דיקנית הסטודנטים בטכניון. יש לה תואר ראשון (בהצטיינות), שני ושלישי מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון. ב-2005, אחרי פוסט-דוקטורט באוניברסיטת קונטיקט ועבודה ממושכת במכון תמי אימי, היא חזרה לפקולטה כחברת סגל. מאז היא עומדת בראש המעבדה לביוקטליזה מולקולרית ויישומית.

פרופ’ פישמן זכתה בפרסים רבים ובהם פרסי גוטווירט ויולודן למצוינות במחקר ובפרסי הצטיינות בהוראה ובהם פרס ינאי למצוינות בחינוך האקדמי.  לאחרונה התמנתה לתפקיד דיקנית הסטודנטים, שבמסגרתו היא אחראית על מכלול הסיוע לסטודנטים במהלך לימודיהם – במלגות ובהלוואות, במעונות ובחונכות, בייעוץ פסיכולוגי, בסיוע למשרתי המילואים ובהעשרת חיי הקמפוס בפעילויות חברה ותרבות.

קבוצת מחקר מהטכניון פיתחה שיטה חדשנית לשימוש במיקרו-שחיינים כאמצעי ללכידה סלקטיבית של תאים בודדים, להחדרת מולקולות לתוכם באופן יעיל ומדויק ולהסעתם למקום הרצוי להמשך אנליזה. פלטפורמה זו תשמש לאבחון מחלות, לתרפיה תאית ולהעברת תרופות ממוקדת ותהווה כלי ניסויי למחקרים בביולוגיה מולקולרית.

[su_image_carousel source=”media: 38468,38469,38471,38467″ slides_style=”minimal” crop=”none” align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

מיקרו-שחיינים, הנקראים לעיתים גם “חלקיקים אקטיביים” או “מיקרו-מכונות”, הם חלקיקים זעירים בעלי יכולת הנעה עצמית. בשנים האחרונות התגלו חלקיקים אלה ככלים מיקרוסקופיים וננוסקופיים מבטיחים לאנליזה של תא בודד, להעברת תרופות, לנטרול רעלים, לטיפול סביבתי, לריפוי עצמי ועוד. התנועה העצמית (אוטונומית) של החלקיקים האקטיביים מבוססת על יכולתם לקצור אנרגיה ולנצלה באופן לא-סימטרי, מה שמוביל להפעלת כוחות מקומיים המניעים אותם.

את המחקר הוביל פרופ’ גלעד יוסיפון מהפקולטה להנדסת מכונות עם הפוסט-דוקטורנטים ד”ר יואה וו מהפקולטה להנדסת מכונות וד”ר אפו פו מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Science Advances.

לדברי פרופ’ יוסיפון, “במחקר הנוכחי הצלחנו להראות לראשונה כי באמצעות שדה חשמלי חיצוני יחיד אנו מסוגלים לבצע מגוון פעולות הכוללות לכידה והובלה של חיידקים וכן אלקטרופורציה סלקטיבית שלהם. זו גישה גנרית שאפשר ליישם לא רק בחיידקים אלא על מגוון רחב של סוגי תאים ומיקרו-שחיינים.”

אלקטרופורציה היא שיטה שבה מופעל שדה חשמלי על התא כדי להגביר את חדירותה של הממברנה וכך להכניס לתא מולקולות, תרופות, די-אן-איי וחומרים אחרים. בין השאר משמשת השיטה להחדרת די-אן-איי לתוך חיידקים כדי לאלץ אותם לשכפל את אותו די-אן-איי.

שיטות האלקטרופורציה הקיימות מאפשרות לבצע אותה רק על קבוצת תאים גדולה בעת ובעונה אחת, ולא על תא בודד מסוים. פריצת הדרך של פרופ’ יוסיפון מאפשרת אלקטרופורציה והחדרת מולקולות לתא בודד מסוים. ועדיין, השיטה החדשה מאפשרת גם לבצע אלקטרופורציה בתאים רבים בעת ובעונה אחת, וזאת באמצעות הנעה אוטונומית של המיקרו-שחיינים. יעילות התהליך החדש נובעת בין השאר מאלקטרופורציה מקומית המופעלת על חלק מהתא ומגדילה את סיכויי ההישרדות שלו ובכך את אחוזי ההצלחה של התהליך. למעשה זוהי מעין “מעבדה-על-חלקיק”, המבוססת על מיקרו-שחיינים. מלבד יתרונותיהן הקיימים של “מעבדות על שבב” – ניידות, יעילות ועוד – הפלטפורמה החדשה – מתגברת על אתגרים כגון סיבוכיות ותכנון מוקדם, שכן אין עוד צורך לייצר שבב עם מערכת מיקרו-תעלות ואלקטרודות עם גיאומטריה קבועה שתוכננה מראש. בנוסף, בניגוד לטכניקות אחרות המפותחות כיום לטובת אלקטרופורציה על תא בודד, הטכנולוגיה החדשה אינה מצריכה גישה לתא מבחוץ, דוגמת מיקרו-מניפולטורים חיצוניים, שכן היא מאפשרת השפעה על התא על ידי חלקיק אקטיבי גם בחללים סגורים שאליהם אין גישה מבחוץ.

הגישה הודגמה בהצלחה על חיידקים ועל חלקיקי יאנוס – חלקיקים אקטיביים מלאכותיים עם ציפוי מתכתי לא אחיד לצורך שבירת הסימטריה. חלקיקים אלה מהווים בפועל אלקטרודה צפה הנשלטת על ידי המפעיל. השיטה הזאת ישימה במגוון רחב של תאים ומיקרו-מכונות, וקבוצת המחקר של פרופ’ יוסיפון עובדת על הרחבתה לתאים אנושיים וכן לסוגי מטען שונים ולמיקרו-מכונות שונות.

המחקר נתמך על ידי קרן המדע הישראלית (ISF) ו-GTIIT (מכון גואנגדונג-טכניון-ישראל לטכנולוגיה), שסיפק מלגה נדיבה לפוסט-דוקטורנטית ד”ר יואה וו.

למאמר המלא ב- Science Advances  לחצו כאן

לרגל יום הסרטן הבינלאומי שיתקיים מחר

מחקר של פרופ’ יובל שקד מהטכניון מציג מתווה חדש לטיפולים בחולי סרטן – במאמר בכתב העת Nature Reviews מציג פרופ’ שקד דרכים חדשות לבלום את התפתחותה של עמידות לטיפול, הפוגעת ביעילותם של טיפולים קיימים בסרטן

מחקר של פרופ’ יובל שקד ראש המרכז המשולב לחקר הסרטן בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט בטכניון מציג דרכים חדשות לבלום את התפתחותה של עמידות לטיפול אנטי-סרטני – תופעה הפוגעת ביעילותם של טיפולים קיימים בסרטן. המחקר התפרסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Nature reviews. הרקע למאמר הנוכחי הוא האתגר הגדול שמציבה העמידות לטיפולים אנטי-סרטניים. אף ששלב הטיפול הראשוני בסרטן מצליח במקרים רבים, מטופלים רבים נפגעים מהתפתחותה של עמידות, המאופיינת בהתפרצות מחדש ו/או התפשטות של הגידול.

 

רוב המחקרים בסוגיית העמידות התמקדו עד כה בהתפתחותה של עמידות כתוצאה משינויים בגידול עצמו. רק בעשור האחרון בוחנת הקהילה המדעית והרפואית את “תרומתו” של החולה עצמו לעמידות זו. כיום יש ראיות לכך שטיפול בסרטן עשוי לחולל תגובות מקומיות ומערכתיות בגופו של החולה, ואלה תומכות דווקא בהתפרצותו-מחדש של הסרטן ובהתפשטותו.

המאמר שהתפרסם ב-Nature reviews דן בתהליכים אלה וחשוב מכך – מציג מתווה טיפולי שימנע את התפתחותה של עמידות לטיפול, וזאת בהתאם למגמה העולמית החשובה של רפואה מותאמת אישית.

פרופ’ יובל שקד הוא ראש המרכז המשולב לחקר הסרטן בפקולטה לרפואה ע״ש רפפורט בטכניון והיועץ המדעי הראשי של ONCOHOST – חברה הפועלת לתרגום מחקריו לשימוש קליני כדי לשפר את הטיפול בחולי סרטן.

כמה מתגליותיו של פרופ’ שקד בשנים האחרונות קשורות באחד האתגרים המורכבים ביותר בתחום הטיפול בסרטן: להבין מדוע הטיפול בסרטן עוזר רק לחלק מהחולים. האיגוד האמריקאי לאונקולוגיה קלינית (American society of clinical oncology) הגדיר את היכולת לנבא את תגובת המטופלים לטיפול כתחום מחקר בעדיפות עליונה.

מחקריו של שקד מתמקדים בניבוי מוקדם ככל האפשר של תגובת המטופל לטיפול האנטי-סרטני ובשיפור הטיפולים הקיימים. לדבריו, “טיפולים כימותרפיים, טיפולים ביולוגיים ממוקדי-מטרה וגם טיפולים אימונותרפיים עשו מהפיכה עצומה בתחום הטיפול בסרטן, והם יעילים במקרים רבים הן בפגיעה בגידול הראשוני והן בטיפול בגרורות סרטניות. עם זאת, למרות ההתקדמות הניכרת בטיפול בסרטן, רוב המטופלים אינם מגיבים לטיפול בכלל או משלב מסוים. ללא יכולת לנבא את יעילות הטיפול, רבים מהם סובלים מהישנות של המחלה, המתפרצת לפעמים אפילו באלימות גדולה יותר. לאורך השנים רבים חקרו וחוקרים את השפעת הטיפול על הגידול עצמו אבל בודדים ניתחו את השפעת הטיפול על החולה עצמו. ממחקריו של שקד עולה כי ניבוי של תגובת הגוף לטיפול (host response) עשויה לשפר משמעותית את הטיפול בחולה”.

תופעה זו של תגובת הגוף לטיפול נחקרה בעבר על ידי פרופ’ שקד בעיקר בהקשר של טיפולים כימותרפיים, הפוגעים לא רק בתאים הסרטניים אלא גם בתאים בריאים בגוף; עם זאת, בסדרת מאמרים מהשנים האחרונות, מצא פרופ’ שקד כי תגובה זו מתקיימת כמעט בכל טיפול אנטי-סרטני קיים, לרבות טיפולים מתקדמים ובהם טיפול ביולוגי וטיפול אימונותרפיה. תגובת הגוף לטיפול כוללת ייצור של משאבים כגון חלבונים ושחרור מוגבר של פקטורי גדילה – תהליכים המגוננים על הגידול ומאפשרים לו להתלקח מחדש ולשלוח גרורות.

“חשוב לי שלא ישתמע שהטיפולים הקיימים אינם טובים,” מדגיש פרופ’ שקד. “הם פשוט לא מתאימים לכולם. כאמור, כל טיפול גורר host response, וכאשר תגובה זו גוברת על האפקט הטיפולי נקבל טיפול לא יעיל. כדי שהטיפול יהיה יעיל ברמת החולה הספציפי חשוב לנבא את אותה תגובת נגד ולנסות לחסום אותה. כך נרוויח טיפול יעיל הרבה יותר.”

המגמה הכוללת של עולם הרפואה כיום היא רפואה אישית – גישה המתאימה את הטיפול הספציפי האופטימלי לחולה. רפואה מותאמת אישית קיימת כיום הלכה למעשה אבל עדיין מוגבלת מאוד ביכולותיה. “כדי לשפר את הרפואה האישית עלינו להבין באופן מעמיק את מנגנוני המחלה ולתכנן את הטיפול האופטימלי בחולה. בהקשר הסרטני, הרפואה האישית מאפשרת לנו לא רק להתאים תרופה לגידול אלא גם להרכיב שילוב תרופות ייעודי – קוקטייל שלא מתבסס על ניסיון אמפירי אלא על הבנה של תהליכים ביולוגיים בגוף, שהטיפול מעורר.”

מחקריו של פרופ’ שקד כבר הדגימו את האפקטיביות של טיפולים אנטי-סרטניים המבוססים על שילוב נכון של תרופות ועשויים להוות בסיס טוב לרפואה מותאמת אישית בטיפולים שונים. “לאימונותרפיה – אחת הגישות החשובות והאפקטיביות ביותר כיום בתחום הסרטן – מגיבים כיום רק כ- 20% מהמטופלים. באמצעות בדיקת דם באפשרותנו לנבא את תגובת הגוף לטיפול האימונותרפי ולבצע טיפול כזה רק במטופלים שבהם צפוי הטיפול להיות יעיל. על סמך המחקר הנוכחי נוכל בעתיד להציע טיפולים משולבים כדי להגביר את האפקטיביות של הטיפול או לאפשר לחולים שכיום אינם מגיבים לתרופות האימונותרפיות להגיב להן. זאת מהפכה עצומה שעלינו לקדם לא רק במחקר אלא גם במסחורו של המחקר לטיפולים ממשיים. רק כך נוכל לתרום להצלת חיים.”

כיום עורכת החברה ניסויים קליניים שבהם היא מודדת את תגובת הגוף לטיפול בחולים ומנבאת את האפקטיביות של הטיפול. ONCOHOST גם מחפשת דרכים לשילוב טיפולים שונים כדי להגביר את יעילות הטיפול. “בזכות החברה שהקמנו כבר הגענו לניסויים קליניים בישראל, ובעתיד הקרוב נקיים ניסויים גם באנגליה ובארצות הברית, בדרך להפיכתן של התגליות האמורות לדיאגנוסטיקה נכונה ולטיפול רפואי חדשני. המעבר מהידע הבסיסי במעבדה למיטת החולה חייב לעבור שלבים רבים של היתכנות, רגולציה ובדיקת יעילות הטיפול. פעולות אלו לא נעשות במעבדה אלא בעיקר על ידי חברות התרופות, שבכוחן לקחת את הממצאים המדעיים לכדי מימוש קליני בחולים. על פי הניסויים הקליניים אנחנו מעריכים כי באבחון על סמך בדיקת דם פשוטה נוכל לספק לחולה מידע מעודכן על יעילותו הצפויה של הטיפול שהוא מקבל ועל האפשרויות לשנותו כדי לשפר את התוצאות.”

למאמר בכתב העת  Nature reviews לחצו כאן

ארטיום שטפן, ולודימיר פולוסוחין ויבגני ז’לטוניז’סקי סטודנטים מהפקולטה למדעי המחשב זכו במדליית הארד בתחרות SWERC

צוות סטודנטים מהפקולטה למדעי המחשב זכה במדליית ארד בתחרות תכנות בין-לאומית שהתקיימה השבוע בפריז. חברי הקבוצה ארטיום שטפן, ולודימיר פולוסוחין ויבגני ז’לטוניז’סקי דורגו במקום ה-11 מתוך 95 הצוותים שהשתתפו בתחרות. קבוצה נוספת מהפקולטה – מיכאל זלוזיאצקי, רוי ג’אנג, ורון הירש – דורגה  במקום ה-47. הקבוצות מהטכניון זוכות בתמיכה כספית של גוגל ומיקרוסופט.

תחרות ICPC נוסדה בשנת 1970, ומשתתפות בה אלפי קבוצות מכל העולם. השלבים המוקדמים של התחרות נערכים לפי אזורים גאוגרפיים. מדינת ישראל משויכת לדרום מערב אירופה, איזור הכולל את ספרד, פורטוגל, צרפת, שוויץ ואיטליה. התחרות באיזור זה נקראת SWERC, והפעם היא אורגנה על ידי המכון הפוליטכני בפריז והשתתפו בה 95 צוותים. בתחרות, שנמשכת 5 שעות, נדרשת כל קבוצה לפתור כ-10 בעיות אלגוריתמיות בתחומי המתמטיקה ומדעי המחשב. בכל קבוצה חברים שלושה סטודנטים.

את הקבוצות הטכניוניות ליוו והכינו פרופ’ גיל ברקת, העוסק בכך כבר 14 שנה, והדוקטורנטים נופר כרמלי וגיל בן שחר. הקבוצות שיצאו לתחרות נבחרו מתוך תלמידי הקורס “תכנות תחרותי” שהועבר בשנה שעברה על ידי המתרגלים כרמלי ובן שחר בהנחייתו האקדמית של פרופ’ ברקת.  הם נבחרו על סמך תחרות התכנות השנתית המתקיימת בפקולטה למדעי המחשב בסוף סמסטר ב’.

לדברי הסטודנט ולודימיר פולוסוחין, “זה כבוד גדול לייצג את הטכניון בתחרות בפריז, ואני גאה להיות חבר בקבוצה שזכתה השנה במדליית ארד בהנחייתם של נופר, גיל וגיל.”

לדברי פרופ’ ברקת, “כל קבוצה מקבלת בתחרות בעיות שהן בעצם סיפורים ארוכים שמאחוריהם מסתתרות בעיות מתמטיות ואלגוריתמיות. חברי הקבוצה נדרשים להבין ולפתור את הבעיות באמצעות ידע רחב, הן תיאורטי והן מעשי, במתמטיקה ובמדעי המחשב. חשוב לציין שזו תחרות קבוצתית, ולכן יש חשיבות רבה לתקשורת הבין-אישית ולחלוקת התפקידים בביצוע המשימה. לכן הזכייה במדליית הארד מעידה לא רק על הבנה מתמטית עמוקה ועל מיומנות גבוהה בתכנות אלגוריתמים, אלא גם על יכולות גבוהות מאוד של שיתוף פעולה.”

26 חברי סגל חדשים הצטרפו השנה לפקולטות הטכניון השונות ולצדם 63 רופאים שהצטרפו לפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט כחברי סגל אקדמי (צוות בתי חולים). אלה האחרונים יעסקו בהוראה ובמחקר בפקולטה לרפואה בנוסף לתפקידיהם בבתי החולים. רוב חברי הסגל החדשים רכשו את השכלתם האקדמית בטכניון. גילם הממוצע 40, וכשליש מהם נשים. תחומי המחקר שלהם רבים ומגוונים: טיהור מים, רפואת שינה, למידה ממוחשבת, אינטראקציה בין גלים לחלקיקים, שימוש בנתוני עתק (Big Data) באקלים ובסביבה, היווצרות חלבונים, טיפולים חדשניים באלצהיימר ובפרקינסון, רובוטים בשירות האדם, חומרים אמורפיים, גיאומטריה קמורה, למידה מקוונת, אלגברה קוונטית, גנומיקה חישובית בסרטן, בקרה גנטית, זרימה, רפואת כאב וטכנולוגיות לשיקום השמיעה.

נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון אמר לחברי הסגל החדשים כי “ייחודו של הטכניון בהיותו אוניברסיטה שהשפיעה יותר מכל אוניברסיטה אחרת בעולם על המדינה בה היא נמצאת, וזאת בהיותו מוסד הפועל מתוך שליחות לאומית. אתגרי המאה ה-21 רבים ומורכבים, ונוכל להתמודד עמם רק ברמה המולטי-דיסציפלינרית תוך שבירת החומות – התכה של תחומי מחקר שונים זה לזה, מבלי לאבד את ההתמקצעות הספציפיות. אחת הדרכים לכך היא הקמה של מרכזים רב תחומיים שיחברו את ההנדסה למדעי החיים ויגשרו בין תחומי הנדסה שונים.”

פרופ’ סיון הוסיף כי הוא מצפה מחברי הסגל בטכניון להיות לא רק חוקרים מהשורה הראשונה ומורים מעולים, אלא גם מנהיגים שיובילו את סדר היום הלאומי והעולמי. זאת “מתוך שליחות לאומית וכחלק ממיצובו של הטכניון כמגדלור של מצוינות, פלורליזם, יושרה ומוסר.”

פרופ’ שמעון מרום, המשנה לנשיא לעניינים אקדמיים, דיבר על המשא המונח על כתפי חברי הסגל, “במיוחד בימים שבהם אמת ודיוק אינם נר לרגליהם של רבים. שימרו על העצמאות האינטלקטואלית שלכם, טלו סיכון, לכו למקומות שאחרים לא חקרו, חפשו אמת, היצמדו אליה, הפיצו אותה. שימרו על המוסד היפה והצנוע הזה, שימרו על המצע והשורשים מהם הוא יונק את ייחודו, מצע ושורשים שמהם נבטו דורות של חברות וחברי סגל שהביאו כבוד רב למדינת ישראל.״

“אנחנו שואפים לקדם את המחקר הבסיסי וכן את יישומיו,” אמר לחברי הסגל החדשים פרופ’ קובי רובינשטיין, המשנה לנשיא למחקר, ” לחוקרי הטכניון קשרי מחקר עם התעשייה ועם חוקרים מכל העולם. למעשה, לחוקרי הטכניון יש הצלחה פנומנלית בזכייה במענקים התחרותיים של האיחוד האירופי (מענקי ERC).”

חברי הסגל החדשים הם ד”ר יובל דגן (הפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל), ד”ר אנדרי אלסטר (הפקולטה להנדסת תעשייה וניהול), ד”ר נוי כהן (הפקולטה למדע והנדסה של חומרים), ד”ר אור אלכסנדרוביץ (הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים), ד”ר אסף בסטר, ד”ר אילה שיבר (הפקולטה לביולוגיה),ד”ר שאדי פרח (הפקולטה להנדסה כימית), ד”ר רזי אפשטיין, ד”ר רוני פן (הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית), ד”ר יואכים בהר, ד”ר מוטי פרימן (הפקולטה להנדסה ביורפואית) פרופ”ח עדו רול (פקולטה לחינוך מדע וטכנולוגיה), ד”ר דנה דרקסלר כהן, ד”ר אביב תמר, ד”ר כפיר יהודה לוי (הפקולטה להנדסת חשמל), ד”ר יקיר ויזל, ד”ר אורן זלצמן, ד”ר שאול אלמגור (הפקולטה למדעי המחשב), ד”ר דניאל הקסנר (הפקולטה להנדסת מכונות), ד”ר לירן רותם, ד”ר מקסים גורביץ’ (הפקולטה למתמטיקה), ד”ר יותם שורק, ד”ר מיכאל קרוגר, ד”ר אנה פרישמן (הפקולטה לפיזיקה), ד”ר קרן יצחק וד”ר אלה פרגר בן נון (הפקולטה לרפואה).

נשיא ארמניה ד”ר ארמן סרקיסיאן ביקר בתחילת השבוע (א’) בטכניון ונפגש עם נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, המשנה הבכיר לנשיא פרופ’ עודד רבינוביץ ועם דיקן לימודי הסמכה פרופ’ חוסאם חאיק

נשיא ארמניה הגיע לישראל, בהזמנת נשיא המדינה ראובן ריבלין, לכבוד פורום השואה הבינלאומי לציון יום השנה ה-75 לשחרור מחנה ההשמדה אושוויץ-בירקנאו ויום הזיכרון הבינלאומי לקורבנות השואה. בביקורו בטכניון נלוו לנשיא נציגי משרד החוץ ובראשם שגריר ישראל בארמניה אלי בלוטסרובסקי.

[su_image_carousel source=”media: 38387,38386,38383,38385″ slides_style=”minimal” crop=”none” align=”center” captions=”yes” autoplay=”3″]

“הטכניון הוא אחת האוניברסיטאות המובילות בעולם,” אמר ד”ר סרקיסיאן, דוקטור בפיזיקה בהכשרתו, “ומאחר שביקרתי כאן לפני כ-30 שנה אני יכול להעיד שהטכניון התפתח באופן מרשים מאוד. זו אוניברסיטה טכנולוגית מעולה הפועלת במודל של המאה ה-21 – חיבור בין-תחומי של מדעים, טכנולוגיה והנדסה – והייתי רוצה מאוד לראות אוניברסיטה כזו אצלנו בארמניה.”

במסגרת הביקור נשא ד”ר סרקיסיאן הרצאה בפני מאות סטודנטים, עובדים וחברי סגל בנושא “גאופוליטיקה בעידן של אינטליגנציה מלאכותית” וקיבל מנשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון את מדליית הטכניון – אות ההוקרה הגבוה ביותר של הטכניון.

נשיא הטכניון פרופ’ סיון אמר לאורח כי “המוסדות האקדמיים בכל העולם מתמודדים עם שטף המידע העצום המאפיין את תקופתנו, ואוניברסיטה שמבקשת לשמור על רלוונטיות חייבת להמציא את עצמה מחדש. אין לי ספק שבתחום הזה, ובתחומים אחרים, נוכל ללמוד הרבה זה מזה.”

“באתי לדבר על הבינה המלאכותית והשפעתה,” אמר ד”ר סרקיסיאן בהרצאתו, “אולם ברור שעדיין איננו יודעים היטב לאן היא תוביל אותנו, ואי-וודאות זה מלחיץ רבים. חשוב מאוד שנקפיד על שימוש נכון בבינה מלאכותית, שימוש שימנע אירועים איומים כמו אלה שקרו לעם היהודי ולעם הארמני. העולם העתידי יהיה עתיר טכנולוגיה, והמושגים שאנו מכירים בו כיום כבר לא יהיו רלוונטיים. עלינו לחשוב על דרכים חדשות לחינוך הדור הצעיר שכבר היום חי בשתי מציאויות מקבילות – היומיומית והוירטואלית וכצרכן אדיר של מידע יזדקק לדרכי לימוד וחינוך חדשות.”

“מהפכת הבינה המלאכותית דומה בהיבטים רבים למהפכת המכניקה הקוונטית שהתרחשה לפני מאה שנה. באותה תקופה חשבנו שהפיזיקה הושלמה, שהמדע הניוטוני הוא סוף פסוק, אבל איינשטיין הבהיר לנו שטעינו וגם נתן לנו כלים להיחלץ מהמקום שבו נתקענו. גילוי המכניקה הקוונטית פתח צוהר לתגליות עצומות: גילוי החלל, טכנולוגיות חדשות לגמרי, וגם, לצערי פצצת האטום.

“כיום החיים שלנו קוונטיים. אנחנו מתקשרים בינינו במהירות האור, וגם העולם העסקי פועל במהירות דומה ובדפוס קוונטי. כולנו מחוברים, וגם בפוליטיקה זה ניכר – השליטים מתקשרים עם האזרחים באופן מהיר ומיידי, ומהפכות יכולות להתפרץ בזמן קצר מאוד. למרבה הצער גם מגיפות מתפשטות בדפוס קוונטי, כפי שראינו בימים האחרונים. אם פעם התפשטו מגיפות במהירות של דהירת סוסים או של שיט ספינה, כיום יכולה המגפה לעבור מיבשת ליבשת תוך יממה אחת.

“הבינה המלאכותית תשנה את חיינו בכל היבט אפשרי – גנומיקה, בריאות, תעשייה, פוליטיקה, תעסוקה ועוד. עלינו לזכור תמיד את הערכים האנושיים הבסיסיים שהם הדברים החשובים באמת: האהבה, הכבוד והיושר. אם נאבד אותם נישאר עם בינה מלאכותית, ללא בינה טבעית, וחיינו יהיו גיהנום.”

בנוסף, נפגש הנשיא הארמני עם סטודנטים ועובדי טכניון שעלו מארמניה, אשר קיבלו אותו בהתרגשות רבה.