Yearly Archives: 2019

בפקולטה למדע והנדסה של חומרים פיתחו טכנולוגיה חדשנית לטיפול בתאים האופייניים לסרטן ממאיר בילדים

פרופ’ אלחנדרו סוסניק

חוקרים בפקולטה למדע והנדסה של חומרים פיתחו פלטפורמה חדשנית להסעת תרופות בתוך הגוף (Drug delivery). החוקרים, פרופ’ אלחנדרו סוסניק והמסטרנט ולדי קושנירוב מלניצר, אימתו את המיקרו-מבנה של הפלטפורמה האמורה ב- Themis – מיקרוסקופ האלקטרונים (TEM) המתקדם שהותקן בטכניון.

הסעת תרופות בגוף היא אתגר רפואי שתפס תאוצה בשנים האחרונות בעקבות שילובה של ננוטכנולוגיה בתחום זה. הרעיון הבסיסי הוא לכידה (אנקפסולציה) של התרופה המיועדת בתוך חלקיקים ננומטריים הנושאים אותה לרקמה הפגועה ושם פורקים אותה ללא ירידת ריכוז קריטית ובלי לגרום נזק לרקמות בריאות.

בדרך למימוש הקונספט האמור נדרשת הקהילייה המדעית להתמודד עם שורה של אתגרים מורכבים ובהם היצירה (סינתזה) של חלקיקים ננומטריים חדשים שיתאימו לתרופה. לדברי פרופ’ סוסניק, “החלקיקים האלה נדרשים להפגין כמה יכולות הכרחיות ובהן עמידות כימית, יציבות בסביבה ביולוגית וביוקומפטביליות, כלומר התכלות בגוף לאחר פריקת התרופה. בנוסף, כל תרופה דורשת מהחלקיקים תכונות מעט אחרות, ולכן נדרשת כאן גמישות בייצור החלקיקים.”

ייחודם של החלקיקים הננומטריים החדשים שפותחו במעבדתו של פרופ’ סוסניק טמון בשילוב של מרכיבים קרמיים ופולימריים. “למעשה, אלה חלקיקים ננומטריים של תחמוצת טיטניום (TiO₂) המשולבים עם פולימר, והם מציגים שילוב של תכונות כגון יציבות פיזיקלית גבוהה ויכולת אנקפסולציה של תרופות הידרופוביות (דוחות מים). בנוסף, השגנו שליטה מדויקת בגודלם של חלקיקים אלה בטווח גדלים רחב מאוד – מ-26 ועד 230 ננומטר – הרלוונטי להצטברות מגוון רחב של רקמות ואיברים בגוף.”

המסטרנט ולדי קושנירוב מלניצר

החוקרים מצאו כי חלקיקים אלה רגישים לאולטרסאונד – עובדה המקנה להם משמעות רבה בחיסול תאי סרטן. “למעשה, מספיק עירור קצר של החלקיקים באמצעות אולטרסאונד טיפולי, הגורם ליצירת מולקולות בעלות יכולת חמצון גבוהה ביותר (reactive oxygen species) שהורגות כל תא שנמצא בסביבתן. במחקר הוכחה יעילות החלקיקים בטיפול בתאים האופייניים לסרטן ממאיר בילדים.”

היעד הקליני של החוקרים הוא שימוש בטכנולוגיה החדשנית לטיפול של מגוון רחב של גידולים סרטניים על ידי הכוונה ראשונית של החלקיקים לסרטן והקרנה באולטרסאונד ממוקד. בדרך זאת ניתן להקטין את תופעות הלוואי של הכימותרפיה הרגילה.

בנוסף יישמו החוקרים את החלקיקים הננומטריים בלכידת התרופה ההידרופובית ניטזוקסניד (nitazoxanide), המשמשת בטיפול בפרזיטים ובזיהומים ויראליים בעיקר בילדים. לכידתן של מולקולות התרופה בחלקיקים המלאכותיים, כך התברר, הקנתה להן עמידות רבה לחום ולסביבה נוזלית. לדברי פרופ’ סוסניק, “זו הפעם הראשונה שתחמוצות טיטניום משמשות בהצלחה ללכידה של תרופות בשלבי הסינתזה. כבר רשמנו בארצות הברית בקשת פטנט על הטכנולוגיה הזאת, ואנחנו מקווים שהצלחת הניסויים שלנו יובילו לניסויים פרה-קליניים שיאמתו את יעילותה הטיפולית.”
המחקר נערך בתמיכתם של נציבות איחוד האירופי (תוכנית המסגרת השביעית) ומכון ראסל ברי למחקר בננוטכנולוגיה בטכניון (RBNI). החוקרים מודים לד”ר ירון קאופמן, ראש המרכז למיקרוסקופיית אלקטרונים חודרת בפקולטה, על הסיוע באפיון החלקיקים במיקרוסקופ Themis.

למאמר המלא בAdvanced Functional Materials   לחצו כאן

המחשת טיפול ממוקד בגידול ממאיר באמצעות ננו-חלקיקים קרמיים-פולימריים. החלקיקים מצטברים בגידול באופן סלקטיבי לאחר הזרקה, ומוקרנים בצורה ממוקדת בתדרים על קוליים (גלי אולטראסאונד).

סטודנט בטכניון מציע להחזיר לתושבי הערים את “זכויות החושך”. העבודה הוצגה בתערוכת עבודות הגמר בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים

איתמר רוזנזפט, סטודנט בפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון, פיתח תוכנית להחזרת החשיכה הלילית למגורים בעיר. התוכנית, “זכויות חושך”, הוצגה בתערוכת עבודות הגמר המתקיימת בפקולטה.

תוכנית “זכויות חושך” נולדה ממצוקתו האישית של רוזנזפט, המתגורר בתל אביב וסובל מהאור שמשאירה בלילה שכנתו ממול. לדבריו, “כבר הציעו לי לסגור את התריס במקום להתרגז אבל זה לא נראה לי הגיוני. כפי שהחוק מגן עלינו מרעש מוגזם בשעות הלילה, זכותנו לקבל הגנה גם מתאורה שתוקפת אותנו במרחב הפרטי.”

לדברי רוזנזפט, “כיום ברור שהתאורה פוגעת באיכות השנה, ולמרות זאת מלבד כמה ערים – מודיעין, נתניה ותל אביב – הרשויות אינן מגנות עלינו מנזקי התאורה. המשימה שלי היא החזרת החושך למרחב המגורים.” רוזנזפט פיתח תוכנית המציבה את הסלון במרכז הבית ולא בהיקפו ומשנה באופן דרמטי את דפוסי התאורה ברחוב.

העבודה הוצגה כאמור במסגרת אירוע ההגשות השנתי, שבו הוצגו השנה פרויקטים של 95 סטודנטים בארבעה נושאים בארכיטקטורה – ארכיטקטורה פרו-אקטיבית, מרחב תודעה וקיימות, טכנולוגיה מחוללת (הנדסה, פרט וחומר) והמורשת הבנויה – ובנושא אחד באדריכלות נוף: סוגיות במרחב הנופי המצטופף בישראל לקראת ישראל 100. במסגרת האירוע התקיימה הרצאתו של פרופ’ אמריטוס מארק וויגלי, היסטוריון ותאורטיקן החוקר את הממשקים שבין ארכיטקטורה, אמנות, פילוסופיה, תרבות וטכנולוגיה, שהיה דיקן בית הספר לתארים מתקדמים באדריכלות באוניברסיטת קולומביה.

ביום השני של האירוע, התקיים רצף הרצאות שבו הוצגו שישה פרויקטים נבחרים ונערך דיון פתוח בפורמט “פצ’ה קוצ’ה”.

ברצף ההרצאות הוצגה עבודתו של רוזנזפט, “זכויות חושך”, וחמש עבודות אחרות:

לובנא עסאף הציגה את “מאחורי דלתיים סגורות” – עבודה העוסקת באלימות נגד נשים בחברה הערבית בישראל. לדבריה, “כמחצית מהתלונות על אלימות הם מהחברה הערבית, אף שהערבים מהווים 20% מכלל האוכלוסייה בישראל. המתודולוגיה שפיתחתי יוצרת סביבת הגנה ושיקום למשפחה, מספקת ‘הגנה חברתית’ לכלל הנשים ומשנה את מעמדן בחברה הערבית בטווח הארוך.”

טמיר גבאי טיפל בהר הרצל בעבודתו “מחשבות מרחביות באקרופוליס הזיכרון הלאומי”. לדבריו, “היהדות הייתה תרבות של זיכרון ואילו הציונית היא ארגון היסטורי המבקש לקדם את תפיסותיו. הר הזיכרון הוא המקום ההיסטורי, הסמלי, שבו המדינה משכתבת את הנרטיב שלה בהתאם לנסיבות. העבודה שלי יוצרת תרחיש אורבני-היפותטי-אירוני המעורר שאלות בדבר מערכת היחסים בין משכתבי הזיכרון הקולקטיבי לבין הקולקטיב עצמו.

רפאל סמית הציג את הפוטנציאל של הקנאביס כמשאב המאפשר החייאה כלכלית, חברתית וסביבתית של אזורים מזוהמים על ידי פיתוח עירוני חדש, אקולוגי ויצרני. לדבריו, “זהו חומר גלם איכותי בעל תכונות ייחודיות ויישומים מגוונים, בר קיימא וידידותי לסביבה. הפרויקט שלי בוחן את האפשרויות החברתיות, הסביבתיות והכלכליות הטמונות בקנביס ובצמח ההמפ לטובת הקהילה ולטיהור האדמה.”

רואן כריני התייחסה ל“תופעות הלוואי” של ההתחדשות העירונית, ומקרה המבחן שלה היה שכונת עג’מי ביפו. “תהליכי התחדשות עשויים לשפר את המרקם הבנוי,” היא אומרת, “אבל לעתים קרובות הם פוגעים בדיירים הוותיקים שבמקרים מסוימים נאלצים לעזוב. עג’מי, לדוגמה, הפכה בהדרגה לשכונה אמידה ותושבים רבים נאלצו לעזוב. עלינו להפסיק להתמקד רק בערך הכלכלית של ההתחדשות ולהתייחס גם לערך החברתי. עלינו להתייחס גם לתושבים הוותיקים ולתת להם אפשרות להישאר בשכונה. העבודה שלי מציע לרתום את ההתחדשות לשיפור מצבה של האוכלוסייה המקומית הוותיקה.”

לוטם בלנק, סטודנטית במסלול לאדריכלות נוף, עסקה גם היא בנושא ההתחדשות העירונית ובמחיר שהיא גובה מהתושבים הוותיקים. לדבריה, “רוב התוכניות הקשורות להתחדשות עירונית מנותקות ומנוכרות לסביבה, ורבות מהן מדירות את התושבים הקיימים. ההצעה שלי סופגת השראה ממאפייני הזהות המקומית ומספקת לתושבים את השירותים החסרים להם.”

סרטון המסכם את הגשות פרויקטי הגמר וידאו חיים זינגר

עבודה של רואן כריני

עבודה של רפאל סמית

עבודה של רפאל סמית

עבודה של איתמר רוזנזפט

עבודה של לובנא עסאף

עבודה של לובנא עסאף

עבודה של לוטם בלנק

איתמר רוזנזפט

טמיר גבאי

רואן כריני

רפאל סמית

לוטם בלנק

עבודה של טמיר גבאי

טכנולוגיה חדשה שפיתחו חוקרים מהפקולטה למדעי המחשב צפויה לשפר את ההתאמה האישית בטיפול בגידולים סרטניים

חוקרים בטכניון פיתחו שיטה למיפוי קולטנים קריטיים על גבי תאים סרטניים. זאת על סמך צילומים של ביופסיות שנלקחו מחולות סרטן השד. את המחקר שהתפרסם בכתב העת היוקרתי JAMA ערכו הדוקטורנטים גיל שמאי ורון סלוסברג ופרופ׳ רון קימל מהפקולטה למדעי המחשב בטכניון יחד עם ד”ר יואב ביננבאום מבית החולים איכילוב ופרופ׳ זיו גיל מהמרכז הרפואי רמב”ם.

הטכנולוגיה החדשה, הצפויה לשפר משמעותית את ההתאמה האישית בטיפולים בסרטן, מבוססת על למידה עמוקה. היא מחלצת מידע מולקולרי מתוך תמונות ביופסיה שעברו צביעת המטוקסילין ואאוזין (H&E) – צביעה נפוצה המשמשת לבדיקת רקמות שנלקחו בביופסיה. הצביעה מאפשרת לפתולוג לזהות ברקמה, תחת המיקרוסקופ, את סוג הסרטן ואת דרגת החומרה שלו. עם זאת, הצביעה לבדה אינה מאפשרת לזהות מאפיינים קריטיים החיוניים בקביעת הטיפול המתאים, למשל הפרופיל המולקולרי של הגידול, המסלולים הביולוגיים המתרחשים בו, הקוד הגנטי של התאים הסרטניים והקולטנים השכיחים שעל קרום התא. המיפוי של הקולטנים על קרום התא רלוונטי במיוחד לרפואה מותאמת אישית; הוא מאפשר להתאים לחולי סרטן טיפול החוסם את הקולטנים ובולם את התפתחות הגידול הסרטני.

מימין לשמאל: גיל שמאי (צילום: לב גלומב), רון סלוסברג ופרופ׳ רון קימל

החידוש הקונספטואלי של חוקרי הטכניון הוא בחילוץ המידע המולקולרי מתוך צורת התאים וסביבתם (המורפולוגיה של הרקמה) כפי שהיא משתקפת בסריקות H&E. לדברי שמאי ופרופ’ קימל, “פתולוגים שדיברנו איתם אמרו שזו משימה בלתי אפשרית. הסיבה לכך היא שפתולוג אנושי לא יכול להסיק את תכונות הגידול מתוך צורתו בגלל כמות המשתנים העצומה. החדשות הטובות הן שטכנולוגיות של בינה מלאכותית ובעיקר למידה עמוקה מסוגלות לעשות זאת. המחשב, בניגוד לפתולוג ואפילו הפתולוג המיומן ביותר, יכול לאפיין את הסרטן בעזרת אנליזה מורכבת של המורפולוגיה שלו.”

ואכן, בעזרת כלים של עיבוד תמונה ובינה מלאכותית הראו החוקרים, לראשונה, את האפשרות לנבא את הפרופיל המולקולרי של התאים מתוך המורפולוגיה של הגידול, כלומר רק מתוך התבוננות על הרקמה כפי שהיא מופיעה בסריקות הסטנדרטיות (H&E). “הצלחנו לזהות את ה’חתימה’ שהסרטן מותיר ברקמה,” מסביר שמאי. “זו חתימה מורפולוגית (צורנית) שבאמצעות הטכנולוגיה שלנו אנחנו מצליחים לדלות ממנה המון מידע קריטי. חשוב לציין כי מערכות למידה עמוקה חייבות כמות אדירה של מידע, והשגת מידע מהסוג הנדרש לא פשוטה. לצורך כך כתבנו קוד תוכנה לסריקת מקורות ברשת ולהורדה אוטומטית של אלפי דוגמאות ביופסיה ושל המידע הרפואי הרלוונטי המאושרים לשימוש מחקרי.”

במחקר נבחנו יותר מ-20,000 סריקות מ-5,356 מטופלות החולות בסרטן השד. באמצעות הטכנולוגיה החדשה הצליחו החוקרים למפות בין היתר קולטני אסטרוגן ופרוגסטרון מתוך הסריקות לבדן ועל סמך המורפולוגיה של התאים. המחקר התמקד כאמור בסרטן השד, אבל החוקרים מבהירים כי זו הוכחת היתכנות הרלוונטית לכלל סוגי הסרטן. לדברי פרופ’ קימל, “הצלחנו להראות שלסרטן יש חתימה ייחודית במורפולוגיה של הרקמה ושמיפוי ממוחשב של מורפולוגיה זו יכול לתת לנו מידע רלוונטי עצום על מאפייני הגידול. בשלב הראשון אנחנו מעריכים שזה יהיה כלי עזר שיסייע לרופאים לקבל החלטות, ובהמשך יפותח ככלי קליני של ממש.”

המחקר נתמך על ידי משרד המדע והטכנולוגיה, הקרן הלאומית למדע, המרכז הבין-תחומי למדעי החיים וההנדסה ע”ש לורי לוקיי ו-Schmidt Futures.

למאמר המלא ב- JAMA  לחצו כאן

הסריקה המקורית (משמאל) והאזורים מהם חולצה אינפורמציה (באדום וירוק, מימין) באמצעות הטכנולוגיה שפותחה בטכניון

הטכניון אבל על מותה של הסטודנטית איה נעאמנה מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית ומשתתף בצערה הכבד של המשפחה.

איה השתתפה בקורס אקדמי של הטכניון, שהתקיים בעיר MEKELLE באתיופיה יחד עם סטודנטים נוספים מהטכניון, מאוניברסיטת יורק בקנדה ומאוניברסיטת MU באתיופיה. הקורס ארך כארבעה שבועות והסתיים ביום רביעי האחרון (14.8). לאחר סיומו שישה סטודנטים, שאייה היתה אחת מהם, החליטו להישאר באתיופיה לטיול פרטי שבמהלכו איבדה אייה את דרכה.

הטכניון נמצא בקשר ישיר עם משפחתה ויסייע להם בכל הנדרש.

איה נעאמנה ז”ל

מדד שנחאי, המדרג את המוסדות האקדמיים המובילים בעולם, דירג את הטכניון במקום ה-85, זהו הדירוג הגבוה ביותר של מוסד ישראלי במדד

הטכניון דורג במקום ה-85 ברשימת 100 המוסדות האקדמיים המובילים בעולם. כך עולה ממדד שנחאי, המדד המוביל בעולם לדירוג מוסדות להשכלה גבוהה, שהתפרסם היום (ה’, 15.8). בנוסף, דורג הטכניון ברשימת 50 המוסדות המובילים בעולם בשני תחומים: הנדסת חלל במקום ה-25 ובתחום האוטומציה והבקרה במקום ה-39. בשלושה תחומים נוספים – מדעי המחשב והנדסת מחשבים, כימיה והנדסת חשמל –  דורג הטכניון בין 100 המוסדות המובילים בעולם.

מאז 2012, מדורג הטכניון בהתמדה ברשימת ה-Top 100 של מדד שנחאי, וב-2018 דורג במקום ה-77.

מדד שנחאי, המתפרסם מאז שנת 2003, בוחן את רמת המוסדות האקדמיים בעולם על פי קריטריונים אובייקטיביים ובהם מספר הזוכים בפרס נובל ופרסים יוקרתיים אחרים, מספר המאמרים המדעיים שפורסמו בכתבי העת המובילים Nature ו-Science וביצועים אחרים באופן יחסי לגודלה של האוניברסיטה. המחקר הסיני היסודי מקיף 1,200 אוניברסיטאות, שמתוכן נבחרות 500 האוניברסיטאות המובילות.

את רשימת 500 האוניברסיטאות המובילות בעולם פותחות שוב האוניברסיטאות  – הרווארד, סטנפורד, קיימברידג’, MIT וברקלי.

“נוכחותו של הטכניון בנבחרת מאה האוניברסיטאות המובילות בעולם במשך שמונה שנים רצופות היא הישג משמעותי וחשוב,” אמר נשיא הטכניון פרופסור פרץ לביא. “זו הכרה בינלאומית במצוינותו של הטכניון. עם זאת, חשוב לזכור שהמיקום המדויק במדד משתנה לעיתים רק בעקבות פרסום מדעי אחד פחות או יותר.
“אני מסיים כהונה בת עשור כנשיא הטכניון, בה חיזק הטכניון משמעותית את מעמדו הגלובלי ורשם תנופת פיתוח בקמפוס החיפאי. הישגים אלה באים לידי ביטוי בגיוס מאות חברי סגל חדשים, בפיתוח הקמפוס, בהקמתן של שלוחות הטכניון בניו יורק ובסין ובשיתופי פעולה אסטרטגיים עם אוניברסיטאות מובילות בעולם. אני בטוח שהישגים אלה ימשיכו גם בעתיד ויחזקו את מעמדו של הטכניון בחזית המחקר העולמי.”

לדירוג המלא לחצו כאן

לדירוג האוניברסיטאות בישראל לחצו כאן

42 סטודנטים מ-6 מדינות סיימו את לימודיהם במרכז הבינלאומי בטכניון; יותר ממחציתם ממשיכים לתואר שני בקמפוס בחיפה

טקס סיום התואר הראשון לבוגרי המרכז הבינלאומי התקיים אתמול, 13 באוגוסט, בטכניון. 22 מהבוגרים ימשיכו לתואר שני בטכניון.

הטקס נערך בסימן חגיגות העשור לייסוד המרכז, שכיום עומדת בראשו רונית ליס הכהן. המרכז הבינלאומי בטכניון (Technion International) נפתח באוגוסט 2009 עם 22 סטודנטים, ומאז הפך למוקד ידע עולמי המושך אליו סטודנטים מכל העולם. עד היום למדו במסגרתו 2,953 סטודנטים
מ-73 מדינות.7 זוגות נישאו לאחר שהכירו בו.

בוגרי המרכז הבינלאומי בטכניון בטקס. (צילום: יפעת יוגב, דוברות הטכניון)

המשנה הבכיר לנשיא הטכניון פרופ’ אדם שורץ אמר כי קבלת התארים היא הישג גדול לא רק לסטודנטים אלא גם למשפחות שתמכו בהם. הוא אמר לסטודנטים “עבדתם כאן קשה מאוד, אבל הרווחתם ידע נרחב ומוצק שהכין אתכם להמשך הדרך באקדמיה ובתעשייה. אנחנו חיים בעולם תחרותי מאוד שבו נדרשים כישורים מגוונים, שאחד מהם הוא עבודה בצוות רב לאומי, רב תרבותי ורב לשוני, וגם אותו רכשתם כאן. אני משער שרק עוד כמה שנים תבינו כמה חשובים הכלים שקיבלתם בטכניון.”

2. בוגרי הפקולטה להנדסה כימית. (צילום: ניצן זוהר, דוברות הטכניון)

בטקס הוענקו תעודות תואר ראשון ל-42 סטודנטים וסטודנטיות – 17 בוגרי המחזור הראשון בהנדסה כימית ו-25 בוגרי המחזור השביעי בהנדסה אזרחית. רוב הסטודנטים (34) הם סינים, והשאר הגיעו מאתיופיה, מאוריציוס, איטליה, סלובקיה וטורקיה.

את תעודות הסיום בהנדסה אזרחית (וקסדה לכל בוגר) העניקו הפרופסורים רפאל זקס וערן פרידלר, ואת התעודות בהנדסה כימית העניקו דיקן הפקולטה פרופ’ גדעון גרדר ופרופ’ משה שיינטוך.

“לפני עשור הקמתי את המרכז הבינלאומי עם פרופ’ אמנון כץ, פרופ’ נח גליל ז”ל ואריאל גבע,” אמר מייסד המרכז הבינלאומי בטכניון פרופ’ ארנון בנטור. “הקמנו את המרכז כדי לחלוק עם העולם את הניסיון של ישראל כמדינה צעירה המושתתת על מדע וטכנולוגיה וכדי לחשוף את הסטודנטים הישראלים לעולם הרחב. מרגש מאוד לראות כאן הערב אתכם ואת משפחותיכם, ואני מקווה שתשמרו על קשר עם הטכניון בין אם תישארו כאן ובין אם תחיו בחו”ל.”

בשם מקבלי התארים בהנדסה אזרחית וסביבתית דיבר דן טרצי’ני. טרצ’יני, יליד מילאנו בן 24, סיפר שלא התקבל לטכניון בניסיון הראשון אבל התעקש והצליח בפעם השנייה. “אם יש משהו שאתה לא יכול לעבור יום מבלי לחשוב עליו – אל תוותר עליו. לא ויתרתי ואני אומר גם לכם: האמינו בעצמכם, היאבקו על מה שאתם רוצים – ותצליחו.”

בשם מקבלי התארים בהנדסה כימית דיברה גויאן צ’ן מסין, שסיפרה על הרגעים הקשים ועל היכולת להתגבר על הקשיים יחד עם החברים לכיתה. היא אמרה כי על מהנדסים מוטלת אחריות מוסרית גדולה וכי עליהם לקחת זאת בחשבון.

את הטקס הנחתה יועצת המרכז קארי גולן, שציינה כי השבוע הגיעו לטכניון 55 תלמידי המחזור החדש של המרכז הבינלאומי, שיחלו את לימודיהם בשבוע הבא.

בוגרי הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית. (צילום: ניצן זוהר, דוברות הטכניון)

קרן עזריאלי העניקה מלגות לשלושה דוקטורנטים מהטכניון: הסטודנט שילה אוחיון מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית, הסטודנט אביעד אברדם מהפקולטה להנדסת חשמל והסטודנטית קרן לי בר-סיני מהפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים. המלגה נועדה לסייע לתלמידים להתקדם במחקר תוך כדי פיתוח כישורי מנהיגות. סכום המלגה: 108,000 שקל בשנה.

שילה אוחיון, 30, בוגר תואר ראשון בפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון, המשיך לדוקטורט במסלול ישיר בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בהנחיית פרופ’ עמית מלר. “המחקר שלי עוסק בזיהוי חלבונים באמצעות ננו-חיישנים,” הוא מסביר. “החלבונים בגופנו אחראים על כל מגוון הפעילויות – בניית תאים ורקמות, מערכת החיסון, מערכת העיכול ועוד. מיפוי מדויק של הרכב החלבונים הוא אתגר מסובך, והשימוש בננו-חיישנים מחולל שיפור דרמטי מאוד במשימה הזאת. מיפוי מדויק של החלבונים והרכבם יאפשר לנו להבין את התהליכים המתרחשים בגוף, לזהות בשלב מוקדם מחלות כגון סרטן ואלצהיימר ולתת טיפולים רפואיים אפקטיביים המותאמים אישית למטופל הספציפי.”

אביעד אברדם, 30, נשוי ואב לשלושה, הוא דוקטורנט בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי. תחת הנחייתו של פרופ’ מיקי אלעד הוא עוסק בלמידה עמוקה (Deep-Learning) – טכנולוגיה המשפרת ביצועים במגוון תחומים ובהם ראייה ממוחשבת, רכבים אוטונומיים, ניתוח מסמכים ועיבוד תוצאות רפואיות. לדבריו, “הבעיה היא שהכלים של הלמידה העמוקה הם עדיין בגדר קופסה שחורה, ומבחינה תיאורטית אנו לא יודעים להגיד הרבה עליהם. המחקר שלי עוסק בהבנת הכלים האלה ובשאלות הקשורות בהם.”

קרן לי היא אדריכלית, מעצבת אורבנית, מרצה ודוקטורנטית בפקולטה לאדריכלות. מחקרה עוסק בדרכים שבהן ייצור דיגיטלי, תהליכי עיצוב מתקדמים וכלים רובוטיים משפיעים על עשייה אדריכלית ונופית בקנה מידה רחב היקף. היא בעלת תואר ראשון בלימודי אדריכלות מהטכניון, תואר שני בלימודי ערים מה- London School of Economics ובוגרת תכנית עמיתי Loeb בבית הספר לאדריכלות באוניברסיטת הרווארד. היא שותפה מייסדת במשרד SAYA/Design for Change ועבודתה האדריכלית הציעה חזון למרחבים עירוניים מורכבים. היא זכתה בפרס Chevening  ללימודים גבוהים בבריטניה ובמלגת קרן אמריקה-ישראל לאומנים צעירים.

מלגות עזריאלי נועדו לקדם מצוינות אקדמית בתארים מתקדמים במוסדות המוכרים להשכלה גבוהה בישראל. התוכנית בוחרת את סטודנטים הטובים והמוכשרים ביותר מישראל ומחו”ל ומעניקה להם תמיכה כלכלית המאפשרת להם לפתח את מחקרם בד בבד עם האפשרות לצמוח ולהתפתח כמנהיגים בתחומם. הקרן שמה לה למטרה ליצור קבוצה מובילה של אנשי מקצוע ואקדמיה שתעשיר את משאב ההון האנושי האקדמי והטכנולוגי בישראל.

שילה אוחיון

קרן לי

אביעד אברדם

חוקרים בטכניון ובאוניברסיטה הלאומית של טייוואן פיתחו כדורים ננומטריים חלולים העשויים לשמש להעברת תרופות ולחיסון בטוח

פרופ’ אהוד קינן

חוקרים בטכניון ובאוניברסיטה הלאומית של טייוואן פיתחו כדורים ננומטריים חלולים העשויים לשמש להעברת תרופות ולחיסון בטוח, המבוסס על חיקוי כימי של נגיפים טבעיים. המחקר, עבודה משותפת של פרופ’ אהוד קינן וד”ר אפרת סולל מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בטכניון ועמיתיהם בטייוואן בראשות פרופ׳ אי-צו צ׳אן, פורסם בכתב העת Nature Communication.

גופים כדוריים הם תופעה נפוצה בטבע, הן בעולם החי והן בעולם הדומם. בדרך כלל הם נוצרים מהתלכדות של 12 אריחים מחומשים. דוגמאות לסימטריה כדורית כזאת הן כדורי באקי (מולקולות של פחמן 60) ונגיפים כדוריים. גם מבנים מלאכותיים, כגון כדור רגל וכיפות גאודזיות, בנויים באופן דומה.

הנגיפים הכדוריים שבטבע, מיישמים את הסימטריה האמורה כדי לבנות לעצמם קליפות כדוריות שקוטרן החיצוני הוא בין 15 ל-500 ננומטר. לדברי פרופ’ קינן, “קליפות אלה בנויות מתת-יחידות חלבוניות המתלכדות באופן ספונטני בתנאים המתאימים ומתפרקות בתנאים אחרים. כך נוצר מעגל החיים הנגיפי. קליפות הנגיפים מלמדות אותנו שיעור חשוב לגבי האופן שבו אפשר לבנות גופים כדוריים מלאכותיים.”

לחיקוי כימי של נגיפים כדוריים יישומים פוטנציאליים רבים, כגון אריזה ושינוע של תרופות וחומרים רגישים אחרים, סינתזה של חלקיקים ננומטריים בגודל אחיד, שליטה בפעילות הכימית של חומרים שונים, אנליזה כימית, קטליזה, ארכיטקטורה ברמה מולקולרית ואפילו חיסון בטוח המבוסס על אנטיגנים סינתטיים המחקים את הנגיפים המקוריים. בדומה לנגיפים טבעיים, מבנים אלה מסוגלים להיווצר ולהתפרק בתנאים סביבתיים מבוקרים.

ד”ר אפרת סולל

בשנת 2007 הציע חלק מצוות החוקרים אסטרטגיה כללית לבנייה של קליפות כדוריות בשיטות של סינתיזה כימית. הרעיון היה להכין במעבדה אריחים מחומשים שיוכלו להתלכד לכדור על פי מנגנונים כימיים שונים, באופן המזכיר הרכבה של כדורגל (ראו איור). אף שהעיקרון נראה פשוט, מימושו הניסיוני נתקל בקשיים רבים והניסויים נמשכו יותר מ-12 שנים, ללא הצלחה, גם בקבוצות מחקר אחרות.

בסופו של דבר הצליחו החוקרים בטכניון ובטיוואן לממש את האסטרטגיה האמורה. הם הכינו במעבדה אריחים מחומשים דמויי קערות שטוחות, שהתחברו באמצעות קטיונים של המתכת קדמיום. התלכדות ספונטנית של 12 אריחים מחומשים ו-30 יוני קדמיום יצרה כלוב כדורי שקוטרו החיצוני 6 ננומטר ועובי קליפתו 1 ננומטר.

החוקרים מתכננים ובונים כעת כדורים בעלי הרכבים כימיים שונים, בהתאם לצרכים הרצויים, למשל לצורך משימות של חיסון, שחרור מבוקר של תרופות, ארכיטקטורה מולקולרית וניצול אנרגיית השמש.

למאמר המלא ב- Nature Communications  לחצו כאן

באיור: שלוש אסטרטגיות אפשריות לבניית כדורים מאריחים מחומשים. משמאל לימין: a – אריחים הנדבקים אלו לאלו באופן ישיר, b – אריחים הנקשרים באמצעות מחברים קוויים, c – אריחים הנקשרים באמצעות מחברים משולשים

פרופ’ אלי ביהם, הפקולטה למדעי המחשב בטכניון

במסגרת הדגמת התקיפה הצליחו החוקרים לכבות ולהדליק את הבקר, לטעון לתוכו לוגיקות בקרה שונות כרצונם ולשנות את קוד ההפעלה ואת קוד המקור. יתר על כן, הם הצליחו ליצור מצב שבו המהנדסים המפעילים את הבקר לא יזהו את “ההתערבות העוינת” שלהם.

הדגמת התקיפה על בקר Simatic S7 של סימנס תוצג היום בכנס ההאקינג היוקרתי Hat Black

חוקרים ממרכזי הסייבר בטכניון ובאוניברסיטת תל אביב בשיתוף מערך הסייבר הלאומי הצליחו להשתלט על בקר של חברת סימנס, הנחשב לאחד הבקרים המאובטחים בעולם. החוקרים יציגו את הדגמת התקיפה בכנס ההאקינג היוקרתי Black Hat שיתקיים השבוע בלאס וגאס. גירסה של המאמר נשלחה לחברת סימנס כדי שתוכל לתקן עד אז את החולשות שנמצאו.

את המתקפה הובילו ראש מרכז המחקר לאבטחת סייבר ע”ש הירושי פוג’יווארה בטכניון פרופ’ אלי ביהם וד”ר שרה ביתן מהפקולטה למדעי המחשב בטכניון יחד עם פרופ’ אבישי וול מביה”ס להנדסת חשמל באוניברסיטת תל אביב, בשיתוף הסטודנטים אביעד כרמל, אלון דנקנר ואוריאל מלין. במסגרת המתקפה ניתחו החוקרים וזיהו את רכיבי הצופן בפרוטוקול הקנייני של סימנס, ועל בסיס הניתוח יצרו תחנה הנדסית מזוייפת, חליפית לתחנה ההנדסית הרשמית של סימנס. התחנה ההנדסית המזוייפת מסוגלת לפקוד על הבקר לפי רצון התוקף. הם הצליחו לכבות ולהדליק את הבקר, לטעון לתוכו לוגיקות בקרה כרצונם ולשנות את קוד ההפעלה ואת קוד המקור. יתר על כן, הם הצליחו ליצור מצב שבו המהנדס המפעיל את הבקר לא יזהה את “ההתערבות העוינת” שלהם.

המחקר שהוביל למתקפה התמקד בסדרת ב-Simatic S7 של סימנס – סדרה של בקרים הניתנים לתכנות (PLC). בקרי PLC משמשים כיום בספקטרום רחב מאוד של יישומים ובהם תשתיות קריטיות דוגמת תחנות חשמל, משאבות מים, בקרת מבנים, פסי ייצור, מערכות תאורה, כלי רכב, כלי טיס, השקיה אוטומטית, ובתים חכמים. מטרתם הכללית: בקרת-תהליכים אוטומטית המגיבה באופן אופטימלי לתנאי הסביבה ולשינויים בהם הבקרים מקבלים את ההוראות ממחשב ומפעילים על פיהן את ציוד הקצה הרלוונטי למפעיל: חיישנים, מנועים, רמזורים ועוד.

הדורות החדשים במשפחת Simatic S7 נחשבים בטוחים ומוגנים יותר מקודמיהם, בעיקר בשל השיפורים באיכות ההצפנה. לכן מתקפות עליהם מהוות אתגר מורכב המצריך ידע נרחב בתחומים ושונים.

מאחר שסימנס אינה מפרסמת את פרוטוקול הפעולה של הבקרים, שחזרו החוקרים את הפרוטוקול מתוך ניתוח הבקר (reverse-engineering).

לדברי פרופ’ וול, חלק זה של “עבודת בילוש” דרש חודשי עבודה רבים.

בתום שחזור הפרוטוקול ניגשו החוקרים למיפוי מערכות האבטחה וההצפנה של הבקר ולאיתור חולשות במערכות אלה. ואכן, הם הצליחו לקבוע מפתחות משותפים עם הבקר ובאמצעותם להתחזות לתחנה הנדסית לגיטימית מנקודת המבט של הבקר.

כל זה אפשר להם לטעון על הבקר תוכנה זדונית למרות האבטחה הקריפטוגרפית הגלומה במערכות. לדברי פרופ’ ביהם, “זה היה אתגר מורכב בגלל השיפורים שסימנס הכניסה בגירסאות החדשות יותר של בקרי SIMATIC. ההצלחה שלנו קשורה בניסיון הרב שלנו בחקר בקרים ואבטחתם ובשילוב של הידע המעמיק שלנו בכמה תחומים – הבנת מערכות, יכולות reverse engineering, ניתוח פרוטוקולי תקשורת,  וניתוח קריפטוגרפי.”

דר’ ביתן ציינה שהמתקפה מדגישה את הצורך בהשקעה של יצרנים ולקוחות כאחד באבטחת מערכות בקרה תעשייתיות. לדבריה, המתקפה מראה שאבטחת מערכות בקרה תעשייתיות היא משימה קשה ומאתגרת יותר מאבטחת מערכות מידע.

אוריאל מלין וד”ר שרה ביתן יציגו את המחקר היום בכנס ההאקינג היוקרתי  Black Hat שיתקיים בלאס וגאס. ההרצאה תתקיים היום, יום חמישי, 8 באוגוסט, בשעות 11:00-11:50 (שעון ארה”ב)

פרופ’ אבישי וול, ביה”ס להנדסת חשמל באוניברסיטת תל אביב

ד”ר שרה ביתן, הפקולטה למדעי המחשב בטכניון

אוריאל מלין, ביה”ס להנדסת חשמל באוניברסיטת תל אביב

תמונת הבקר מדגם Plc-s7-1500 של סימנס