Yearly Archives: 2020

שיטה חישובית שפותחה בטכניון משפרת משמעותית את ניבוי ביצועיהם של שחקני כדורסל. את המחקר הובילו הדוקטורנטים אמיר פדר ונדב עובד בהנחייתו של פרופ’ רועי רייכרט מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ע”ש דוידסון.

ניבוי ביצועיהם של שחקנים, המעסיק ספורטאים ומאמנים בכל ענפי הספורט, מהווה אתגר מחקרי עבור חוקרים רבים ברחבי העולם. היעד היישומי של המחקרים בתחום הוא לנבא את התנהגותם של השחקנים ואת ביצועיהם במשחק – מספר קליעות, מספר נקודות, איבוד כדורים וכו’. הכלים המחקריים הנחוצים לשם כך מגיעים מעולמות הפסיכולוגיה, הסטטיסטיקה, מדעי המחשב ועוד.

מרבית המחקרים שעסקו בכך עד כה הסתמכו, לצורך ניבוי ביצועי השחקן, על ביצועי העבר שלו. שיטה זו הניבה הצלחות מוגבלות בניבוי, וזה הרקע לקונספט החדשני שמפרסמים חוקרי הטכניון במאמר בכתב העת Computational linguistics. החוקרים הוסיפו לתמונה, כלומר לנתוני המוצא לניבוי, מידע “חוץ-משחקי”, ובאופן ספציפי יותר  – תמלילים של ראיונות הנערכים עם השחקנים לפני המשחק. זאת מתוך הנחה שראיונות בטרם משחק מכילים מידע חשוב העשוי לשפר את איכות הניבוי של התנהגות השחקנים ושל ביצועיהם במשחק הקרוב.

החוקרים מדגישים כי התנהגותו של שחקן ספציפי במשחק קשה מאוד לניבוי, שכן מדובר בפעילות שאינה מתרחשת במעבדה אלא במרחב מורכב ודינמי. פעילות זו מושפעת מהסביבה כמו גם מהחלטות רציונלית ורגשות פנימיים, ואם לא די בכך – היא גם משפיעה על אותם רגשות. כל הדינמיקה הזאת אינה משוקללת בניבויים המקובלים, המבוססים על ביצועי עבר.

כדי להעמיד את המחקר על בסיס רחב כללו החוקרים במחקר 5,226 צמדים של ראיון-ביצועים של שחקני NBA בולטים (36 שחקנים), וחיפשו בכל אחד מהצמדים את הקשר בין הריאיון לביצועים. הקשר האמור נמדד באמצעות הקורלציה בין תמליל הריאיון לבין סטיות במדדי הביצוע במשחק – מאפייני סיכון, התנהגות והחלטות אסטרטגיות. דוגמה לסיכון היא ניסיון לקלוע לסל מרחוק (טווח שלוש הנקודות). דוגמה להתנהגות ולאסטרטגיה – בחירת דפוס הגנה מסוים.

בפיתוח המודלים לניבוי השתמשו החוקרים ברשתות נוירונים עמוקות – פלטפורמות המאתרות קשרים וקורלציות על סמך כמות עצומה של דוגמאות. לדברי פרופ’ רייכרט, “במאמר אנחנו מראים שאפילו ניבוי על סמך תמליל הריאיון בלבד הוא טוב ומדויק מניבויים המסתמכים על ביצועי עבר. למרות זאת לא הסתפקנו בשיפור זה ואיחדנו את שני מקורות המידע – הריאיון וביצועי העבר – וכך יצרנו שילוב מנצח המוביל לדיוק גבוה יותר בניבוי ביצועי השחקן.”

לדוגמה, בראיון לפני משחק בסדרת הגמר של 2016 נשאל לברון ג׳יימס, שחקן קליבלנד קאבלירס, לגבי המצב המנטלי שבו הוא נכנס לסדרת הגמר והקשר בין מצבו הנוכחי להיסטוריה האישית שלו (ג׳יימס נולד בקליבלנד וחזר לקבוצה כדי להביא לה אליפות ראשונה בהיסטוריה). בתשובתו מתאר ג׳יימס את מצבו המנטלי ואת הריכוז והנינוחות שלו לקראת המשחקים הבאים. בהתאם לכך, מסביר פרופ’ רייכרט, “המודלים שלנו עיבדו את הטקסט וניחשו שביצועיו ההתקפיים של ג׳יימס יהיו טובים יותר מממוצעי העבר שלו. בפועל, סדרת הגמר של 2016 הסתיימה בזכייתה הראשונה – והיחידה – של קליבלנד באליפות. במשחקים אלו ג׳יימס אכן התעלה על עצמו וכיכב לאורך הסדרה, כפי שהמודלים שלנו ניבאו.”

בתרשים: איכות בניבוי ביצועיהם של שחקני NBA. העמודות משמאל לימין: Dataset majoriy baseline – ניבוי בשיטה נאיבית; Metric-only baseline – ניבוי על סמך ביצועי עבר; ניבוי על סמך ראיונות (השיטה שפיתחו חוקרי הטכניון); וניבוי על בסיס משולב (ראיונות וביצועי עבר).

עבור כל שחקן מתאר התרשים את הביצועים של המודל בחיזוי כל אחת מ-7 המשימות. הקו השחור מתאר את ממוצע המודל, לכן אם עבור שחקן יש נקודה כתומה (לדוגמה) מימין לקו, פירוש הדבר הוא שהמודל טוב יותר בחיזוי הנקודות של אותו שחקן בהשוואה לשחקנים אחרים.

עבודת הדוקטורט של ליאור ארבל חורגת מתחומי העיסוק האופייניים למדע ולהנדסה, שכן במרכזה ניצב כלי נגינה היברידי חדש, וליתר דיוק משפחה של כלי נגינה: “סימבליין”.

הדוקטורנט ליאור ארבל

אבל המדע וההנדסה משולבים היטב בפיתוח המקורי של ארבל, שמסביר: “יש כאן שילוב מורכב של היבטים שונים בפיזיקה, באלקטרוניקה, בעיצוב ועוד. אנחנו משתמשים בכלים וטכניקות של עיבוד אותות, גלים, תכן מעגלים, סימולציות מכניות ושיטות אופטימיזציה כדי ליצור מערכת שתהיה שימושית ומוצלחת מבחינה מוזיקלית ועיצובית.”

“סימבליין” מבוסס על מערך של כוסות יין, המתחבר לכלי מיתר באמצעים חשמליים ומכניים ומייצר, בתיווך של עיבוד אותות, אפקטים אקוסטיים יחודיים. המחקר והפיתוח פורסמו בכנסים ובכתבי עת מובילים העוסקים באקוסטיקה מוזיקלית ובתכנון כלי נגינה.

שמו של כלי הנגינה “סימבליין” נגזר משתי מילים. האחת היא Sym מלשון “סימפתטי” – כלומר העברת אנרגיה בין שני רכיבים שונים במערכת באופן היוצר הדהוד משותף. המילה השנייה לקוחה מ”בולן-בולן” – שמה הילידי של הציפור האוסטרלית נִבְלִי הָדוּר, המחקה צלילים שונים ובהם קולות של ציפורים אחרות. לדברי ארבל, “כשחשבתי על שם לכלי הנגינה שלי הבנתי שמערכת הכוסות מחקה צלילים של כלים אחרים, ודרך הכוסות עדיין אפשר לשמוע את הגוון המיוחד של הכלי המקורי – גיטרה, פסנתר וכו’. בסופו של דבר זה נחמד שהשם סימבליין כולל גם את המילה Cymbal – מצילה, שהיא מחצית ממצלתיים.”

סימבליין הנוכחי מבוסס על שורה של כלים שהוא בנה בשנים האחרונות, תוך ניסויים ושיפורים בלתי פוסקים. בסופו של דבר, צליל הכוסות נוצר כתוצאה מצימוד חשמלי או מכני, המעשיר מאוד את צליל הכוסות לעומת צליל רגיל המופק בנקישה. בהדגמות מחובר הכלי לגיטרה הקלאסית של ארבל, אבל הוא יכול לפעול בהשפעתם של כלי נגינה אחרים.

ארבל מסביר כי את ההשראה לפיתוח קיבל מכלי נגינה הודים כגון סיטאר וסרנגי, הפועלים על השפעה סימפתטית, כלומר הפעלה של רכיב מסוים באמצעות מגע ברכיב אחר. “הכלים האלה מבוססים על הפעלת מיתרים ללא מגע בהם, ואני הבנתי שאפשר להרחיב את זה מכלי מיתר לכלים אחרים.”

את הטכניקות לשילוב טכנולוגיות בכלים מסורתיים למד ארבל מכלי נגינה מודרניים, כגון “גיטרת זיקית” שפותחה ב-MIT ומאפשרת החלפה של לוח התהודה שלה, וה”הידראולופון” שהוא אורגן הפועל על זרימת מים. בסופו של דבר הגיע ארבל למערך כוסות היין. מדוע? “כי יש מגוון רחב וזמין של כוסות, מפני שכדי להפיק מהן תנודה וקול דרושה אנרגיה מועטה, ומאחר שהייתי מעוניין באפקט הייחודי שהן מוסיפות לצליל של הגיטרה שלי.”

לכל כוס יין יש תדירות עצמית משלה, ואם נשמיע לידה צליל באותה תדירות היא תתחיל לרעוד ולהפיק קול בעצמה. וכך, בסימבליין, רוטטת כל כוס כאשר צליל הגיטרה הנשמע תואם את התדירות העצמית שלה. באמצעות מילוי הכוסות במים, ושימוש באמצעים שונים כגון אלקטרומגנט, עיבוד אותות ומטוטלת מגנטית, משפיע ארבל על התדירות העצמית של הכוס ועל הצליל הבוקע ממנה. הוא כבר הופיע עם סימבליין כמה פעמים בישראל ובצרפת, ומקווה שהאב-טיפוס שלו ישמש בסיס לפיתוחם של כלים סימפתטיים חדשים.

ארבל השלים תואר ראשון בפקולטה להנדסת חשמל ע”ש ויטרבי, ובקרוב יסיים שם את הדוקטורט (במסלול ישיר). המנחים שלו הם פרופ’ יואב שכנר מהפקולטה להנדסת חשמל בטכניון וד”ר נועם אמיר מבית הספר להפרעות בתקשורת באוניברסיטת תל אביב, ואת המחקר הוא עורך במסגרת המסלול לעיצוב תעשייתי בטכניון בראשות פרופ’ עזרי טרזי. השיוך המורכב הזה הולם את מורכבותו של המחקר. ומה הלאה? “אחרי הדוקטורט אני מתכנן להמשיך לפתח את קריירת המחקר שלי בחיבור שבין הנדסה, אומנות, עיצוב ומוזיקה.”

לצפייה בסרטון הנגינה של ארבל:

ד”ר שגיא דליות

חוקרים בטכניון פיתחו מערכת מיפוי חדשנית עבור עיוורים. המחקר נערך על ידי הדוקטורנט אחיטוב כהן, סטודנט לתואר שלישי במיפוי וגאואינפורמציה בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, בהנחיית ד”ר שגיא דליות.

על פי ארגון הבריאות העולמי חיים כיום בעולם יותר מ- 40 מיליון עיוורים. אוכלוסייה זו מתמודדת עם אתגרים יומיומיים רבים, שכמה מהם קשורים לתנועה במרחב העירוני: מדרגות, דרכים משותפות להולכי רגל, אופניים ומכוניות, מכשולים פיזיים על המדרכה ועוד. מכשולים אלה מגבילים מאוד את יכולת הניידות של הולכי הרגל העיוורים ואת עצמאותם, וכך פוגעים באיכות חייהם. קיימות כיום טכנולוגיות המשפרות במידת מה את ניידותם של הולכי רגל עיוורים, אולם הן מוגבלות ואינן מאפשרות להם התמצאות בטוחה במרחב.

במחקר שבוצע על ידי אחיטוב כהן במעבדה למיקור המונים סביבתי בטכניון נבדקה האפשרות להשתמש בנתוני מיפוי גיאוגרפי הנתרמים על-ידי אזרחים. תשתית מפות קוד פתוח (OpenStreetMap) מאפשרת גמישות מרבית במונחים של הזנה, עריכה, ניתוח ושימוש בנתוני המיפוי והמידע המרחבי המצטבר, כולל נתונים גאוגרפיים ייעודיים שאינם נמצאים בתשתיות מפות אחרות, כדוגמת Google Maps. המערכת שפיתח אחיטוב מנגישה תשתית זו למטרת ניידות להולכי רגל עיוורים, תוך התייחסת מיוחדת לנתונים מרחביים הרלוונטיים לאוכלוסייה זו.

הדוקטורנט אחיטוב כהן

במסגרת המחקר פיתח אחיטוב תוכנה לחישוב מסלולי הליכה המותאמים לצורכיהם של הולכי רגל עיוורים. התוכנה משקללת את הנתונים הסביבתיים והסמנטיים החשובים לאוכלוסייה זו, בדגש על מסלולים בטוחים, נגישים ונוחים לניווט. המחקר כלל למידה מעמיקה, תצפיות וראיונות עם מדריכות התמצאות וניידות, כמו גם עם עיוורים. עבודת שטח זו הובילה להגדרה ברורה של קריטריונים מרחביים, המבטאים בצורה הטובה ביותר היבטים של ניידות, נגישות ובטיחות, בהסתמך על ארבעה פרמטרים עיקריים: המורכבות הגאומטרית של המסלול, סוג וייעוד המסלול, אורך המסלול וציוני דרך ומכשולים לאורך המסלול. במערכת שולבו תכונות נוספות ובהן הנגשה של מעברי חציה ורמזורים. קריטריונים אלה מאפשרים בחינה איכותית וכמותית של מקטעי הדרך השונים בין המוצא ליעד וקביעת רמת הנגישות והביטחון להולך רגל עיוור.

הפיתוח נוסה בכמה מקומות עם מתנדבים עיוורים ועם מדריכה שיקומית, והמתנדבים העידו כי במרבית המקרים המסלול שנבחר על ידי המערכת היה נגיש ובטוח יותר להליכה מהמסלול שחושב על ידי תוכנות מסחריות קיימות כגון Google Maps. בנוסף, המסלולים שנבחרו על ידי התוכנה החדשה היו זהים למסלולים שהגדירה המדריכה המנוסה. הממצאים מעידים כי מדובר בכלי יעיל ושימושי העשוי לרתום את OpenStreetMap לטובת אוכלוסיית העיוורים, וכך לשפר את חייהם בהיבטים של ניידות, נגישות ועצמאות.

תמונות photo-routes – בתכלת המסלול האופטימלי, בצהוב המסלול הקצר

למאמר בכתב העת Environment and Planning B: Urban Analytics and City Science לחצו כאן

לסרטון המסביר את המחקר:

בסוף חודש מרץ הכריז הטכניון על אחד הפיתוחים הראשונים בהגנה על צוותים רפואיים מפני הדבקה בנגיף הקורונה: מדבקה ייחודית המשפרת באופן משמעותי את יעילותן של מסכות הגנה. כעת נחתם הסכם לייצור המוני של המדבקה בישראל.

לחצו על התמונה להגדלת הכתבה שהתפרסמה היום (10.08.20) בידיעות אחרונות

פיתוחה של מדבקת “מאיה” נעשה בהובלת פרופ’ איל זוסמן מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, בליווי קליני שלפרופ’ סאמר סרוג’י, מנהל המכון לכירורגיית פה ולסת במרכז הרפואי לגליל בנהריה.

פרופ’ זוסמן הוא מומחה בפיתוח סיבים ננומטריים המיועדים לשימושים שונים, עם פרוץ מגפת הקורונה הוא גייס את הידע שברשותו ליצירת מדבקה שמבוססת על יריעת סיבים במטרה לשפר את ההגנה נגד הנגיף. ממדיו של נגיף הקורונה זעירים מאוד, 130 ננומטר, ולכן הוא עלול לחדור דרך מסכת ההגנה הרגילה בה הנקבוביות בין הסיבים הם בסדר גודל של מאות מיקרונים ; יריעת הסיבים שפותחה, מיושמת מעל מסכת ההגנה וכך משפרת בצורה משמעותית את יכולת הסינון  נגד הנגיף. בנוסף, החוקרים הטמיעו ביריעת הסיבים חומרי חיטוי (biocides) המנטרלים תוך שניות ספורות את הנגיפים הנלכדים בה.

לאחרונה הושג כאמור ציון דרך חשוב בדרכה של המדבקה החדשנית לשימושם של הצוותים הרפואיים והציבור הרחב, וזאת עם החתימה על הסכם בין הטכניון למפעל DYKAM שבקיבוץ עין חרוד (מאוחד). ההסכם הוביל לייצור המוני של מדבקות “מאיה” בקצב של מיליוני מדבקות בחודש וההפצה למדינות כגון :  קנדה, יפן וספרד כבר עוגנה בהסכמי בלעדיות. המוצר כבר אושר על ידי הרשויות בישראל (אגף ציוד רפואי במשרד הבריאות) ובקרוב, על פי ההערכות, יאושר על ידי הרשויות בארצות הברית (FDA) ובאירופה (CE).

ההסכם, שיאיץ את הגעתן של מדבקות “מאיה” לבתי החולים ולציבור הרחב, הוא כמובן בשורה דרמטית , אולם לא רק להם – שכן ייצורה של המדבקה בקיבוץ עין חרוד עשוי לספק למפעל DYKAM תנופה עסקית משמעותית. המפעל, שהוקם ב-1982, מייצר מוצרי נייר שונים, ובהם ניירות טרמיים למוניטורים רפואיים כרטיסי תחבורה, כרטיסי עליה למטוס (boarding pass) וכרטיסי פנאי ובידור ומוצרים דומים כמו כן מגוון מדבקות לתחומים שונים ע”פ דרישת לקוחות. לקוח אסטרטגי של החברה הוא מפעל הפייס. בשנת 2019 עמד מחזור המכירות של המפעל על כ-33 מיליון שקל, אולם מגפת הקורונה, שפגעה קשות בשוק התעופה, הובילה אותו למצוקה פיננסית קשה. כמה מהשווקים החשובים שלו ספגו פגיעה קשה והלקוח העיקרי של בארצות הברית צמצם את פעילותו באופן משמעותי. בשורה התחתונה: המכירות צנחו ב-50%, כרבע מהעובדים הוצאו לחל”ת וכל עובדי המפעל ספגו הורדת שכר.

ואז הגיעה מדבקת “מאיה”. כעת, בעקבות הסכם המסחור של המדבקה החדשנית, תיכנס DYKAM להילוך גבוה והנהלת המפעל מקווה כי פס הייצור החדש יוביל אותה לפסים חדשים של רווח ופעילות.

פרופ’ אמריטוס ראובן פאונץ מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בטכניון חוגג יום הולדת 100. פרופ’ פאונץ, מהחלוצים בתחום הכימיה הקוונטית, נולד ב-8 באוגוסט 1920 בהונגריה וכבר בגיל צעיר התמנה למרצה בכיר באוניברסיטת סגד. בפרוץ המרד ההונגרי (1956), כשהוא בן 35, נמלט מהונגריה עם אשתו ההרה ועם ילדם הפעוט. כעבור ימים ספורים נחתו בישראל בחוסר כל ובלי היכרות עם השפה העברית. פרופ’ פאונץ נסע לטכניון, הוציא את מאמריו מהספרייה ועלה עמם לדיקן הפקולטה לכימיה דאז, פרופ’ דוד גינצבורג. תוך זמן קצר הוא הצטרף לסגל הטכניון.

נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון כתב לו באגרת ברכה ליום הולדתו: “יום חגך הוא יום חג לכל בית הטכניון. בחרת בחיפה ובטכניון כביתך וכאן נולד וגדל בנך הצעיר שאף סיים את לימודיו בטכניון .הקורס בכימיה קוונטית שהעברת בטכניון היה ראשון מסוגו בארץ וכנראה גם בעולם המערבי. אין ספק שתרומתך החלוצית העלתה את הטכניון על המפה העולמית כמרכז למחקר והוראה בכימיה קוונטית.”

פרופ’ נמרוד מויסייב, מייסד וראש המכון ללימודים מתקדמים בכימיה תאורטית בטכניון, שהיה “נכדו המדעי” של פרופ’ פאונץ (תלמידו של פרופ’ יעקב כתריאל שעשה את הדוקטורנט בהנחיית פרופ’ פאונץ) ושומר עימו על קשר קרוב, הגיע היום לביתו יחד עם תלמידים וחברים נוספים מהפקולטה לחגוג ולציין את המאורע.

“במשך זמן רב נתחמה הכימיה הקוונטית בתוך גבולות הפיזיקה,” אמר פרופ’ נמרוד מויסייב. “בשנות החמישים היה פרופסור פאונץ אחד החלוצים ביישומה של מכניקת הקוונטים בשדה הכימיה ובמולקולות.”

פרופ’ פאונץ העמיד דורות רבים של תלמידים הממשיכים את מחקרו המדעי בטכניון, בארץ ובעולם.

לאוטוביוגרפיה המדעית שפרסם פרופ’ פאונץ בשנת 2017 בכתב העת של האגודה האמריקאית לכימיה (ACS): כאן

בתמונות:

1. פרופ’ אמריטוס ראובן פאונץ (יושב) עם בנו ותלמידיו וממשיכי דרכו בטכניון. מימין לשמאל: הבן אברי פאונץ, פרופ’ מיטל כספרי-טורוקר מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים, פרופ’ אורי פסקין ופרופ’ נמרוד מויסייב מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך
2. פרופ’ נמרוד מויסייב (משמאל) מעניק את זר היום הולדת לפרופ’ פאונץ.
3. פרופ’ נמרוד מויסייב מעניק לפרופ’ פאונץ את אגרת הברכה מנשיא הטכניון. לצידו פרופ’ אורי פסקין ופרופ’ מיטל כספרי-טורוקר

קרדיט לתמונות : רמי שלוש, דוברות הטכניון

סמסטר רב תהפוכות הגיע לסיומו: הסמסטר המקוון הראשון בתולדות הטכניון הסתיים בהצלחה וכ-50 קבוצות מחקר מכל הפקולטות נרתמו למאבק בהתפשטות נגיף הקורונה בזמן הסגר ולאחריו. במגזין שלפניכם תוכלו לקרוא בהרחבה על הישגיהם של חוקרי הטכניון במאבק בקורונה וכמובן על מחקרים אחרים במגוון נושאים ובהם אנרגיה ומים, הנדסת חשמל, רפואת לב ודרכי הנשימה, חקר המוח  ופיתוח מציל חיים בתחום התעופה.

עוד בגיליון: הכנר המחונן פיראס משעור התלבט בין האומנות למדע – ובחר במדע; יום היזמות הכלל טכניוני הראשון משך אלפי משתתפים; וליאור ארבל הקדיש את הדוקטורט שלו לבניית כלי מוזיקלי שבו הכוסות מנגנות לצלילי הגיטרה.

לקריאת המגזין: לחצו כאן או על תמונת השער

חוקרים בטכניון פענחו את המבנה האטומי של פפטיד אנטי-חיידקי חשוב במערכת החיסון האנושית וגילו שהוא יוצר סיבים בעלי מבנה מיוחד. להערכתם, הממצאים עשויים להוביל ליצירת חלקיקים מלאכותיים דומים שישמשו לטיפול ממוקד בזיהומים ואפילו בתאי סרטן. התגלית התפרסמה אתמול בכתב העת Nature Communications.

פֶּפְּטִיד הוא שרשרת קצרה של חומצות אמינו. בניגוד לחלבונים, המכילים בדרך כלל מאות רבות של חומצות אמינו, פפטידים מכילים לכל היותר עשרות חומצות כאלה. אחת מקבוצות הפפטידים החשובות היא קבוצת הפפטידים האנטי-מיקרוביאליים (AMPs), שבה עוסק המחקר הנוכחי. קבוצה זו ממלאת תפקיד משמעותי במערכת החיסון המולדת ומסייעת לה להתמודד עם זיהומים חיידקיים שונים.

פרופ’ מיטל לנדאו

חוקרי הטכניון, פרופ’ מיטל לנדאו והדוקטורנט יצחק אנגלברג מהפקולטה לביולוגיה, התמקדו במחקר הנוכחי בנגזרת פעילה של הפפטיד האנטי-מיקרוביאליLL-37(17-29) הנמצא בגוף האדם ומסייע לו להיאבק בחיידקים שונים. במחקר, שנערך בטכניון ובמאיצי חלקיקים באירופה, גילו השניים כי אחד האמצעים המשמשים פפטיד זה בקטילת חיידקים הוא סיב חלבוני ייחודי הניחן ביציבות רבה ובעמידות בחום גבוה. החוקרים מיפו את צורת ההתארגנות העצמית (self-assembly) של הסיב – מבנה ארוך, דמוי סרט, המפגין יציבות רבה בתנאים עוינים והיצמדות לתאי חיידקים המאפשרת לו לתקוף את החיידקים מטווח אפס.

בעקבות פענוח המבנה הייחודי של הסיב מציעים אנגלברג ופרופ’ לנדאו קונספט חדש לתכנון פפטידיים אנטי-בקטריאליים מלאכותיים עמידים ויציבים, שיחליפו במקרים מסוימים את הטיפול האנטיביוטי. זאת על רקע העובדה שהטיפול האנטיביוטי, שאמנם הציל את חייהם של מאות מיליונים במאה השנים האחרונות, גורם להתפתחות עמידות חיידקית שפוגעת ביעילותו. כידוע, רבים ממקרי המוות בבתי החולים נגרמים כיום מהידבקות בחיידקים עמידים לאנטיביוטיקה – עמידות שהתפתחה בעקבות היחשפות החיידקים למנות גבוהות של אנטיביוטיקה רחבת-טווח.

פפטידים נחשבים כיום להבטחה טיפולית גדולה מאחר שלפחות בחלק מהמקרים הם מסוגלים לנטרל את אוכלוסיית החיידקים המזיקים (פתוגנים) מבלי לגרום להיווצרות של עמידות חיידקית לטיפול. קבוצות מחקר רבות בעולם עוסקות בפיתוח פפטידים למטרות רפואיות, והאתגרים ההנדסיים רבים: יעילות, סלקטיביות, התאמה לרקמות הגוף (bioavailability), יציבות באחסון (חיי מדף) ויציבות בגוף לאחר הבליעה.

להערכת פרופ’ לנדאו, המחקר הנוכחי הוא צעד חשוב בהגשמתן של מטרות אלה. המבנה האטומי והמולקולרי של הפפטידים הטבעיים, שפוענח במחקר הנוכחי, יאפשר לייצר מבנים דומים שישמשו שלד או אריזה ליישומים שונים בהנדסה ביו-רפואית, ברפואה רגנרטיבית, בביוטכנולוגיה ועוד.

פענוח המבנה המורכב של הסיב החלבוני התבסס על עבודת מחקר במאיצי החלקיקים DESY (גרמניה) ו-ESRF (צרפת) ובמרכזי הטכניון: המרכז לביולוגיה מבנית בטכניון, המרכז הבין-תחומי למדעי החיים וההנדסה ע”ש לורי לוקיי, המרכז למיקרוסקופיית אלקטרונים (מיק”א) ו- Russell Berrie Electron Microscopy Center of Soft Matter. המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע (ISF), משרד המדע והטכנולוגיה והקרן לשיתוף פעולה בין ישראל לארה”ב (BSF).

לאחרונה הכריזה האגודה הישראלית למיקרוסקופיה כי תעניק את פרס מרגוליס לשנת 2020 לדוקטורנט יצחק אנגלברג, וזאת בשל פריצת הדרך המחקרית המתוארת במאמר הנוכחי. ועדת הפרס ציינה כי התגלית היא “הישג מרשים בחקר המבנה של פפטיד אנטימיקרוביאלי אנושי” וכי היא צפויה להוביל ליישומים מגוונים בביוטכנולוגיה, בננוטכנולוגיה, בייצור תרופות אנטי-חיידקיות, בשיקום רקמות ועוד.

מבנה הסיב שמייצר פפטיד (LL-37(17-29 כפי שפוענח במחקר הנוכחי. עיצוב: שרון עמלני

למאמר המלא ב–  Nature Communications לחצו כאן

“אנו אסירי תודה למשפחת טאוב, שתמיכתה ומעורבותה משתרעות על פני שישה עשורים,” אמר נשיא הטכניון פרופסור אורי סיון. “הנרי טאוב המנוח ורעייתו היקרה מרילין, מידידיו הגדולים של הטכניון, קשרו את גורלם בחיי הטכניון כבר בשנות ה-60 ומאז תרמו לו ברוחב לב. הפקולטה למדעי המחשב חגגה חמישים שנה של הישגים עצומים, ואנו גאים על הצלחתה המתמשכת. תרומתה האחרונה של משפחת טאוב תסייע לפקולטה להמשיך להתרחב ולהוביל את עולם מדעי המחשב בארץ ובעולם.”

הנרי טאוב, איש עסקים פורץ דרך שייסד את ADP, החברה המובילה בעולם בתחום המחשוב האינטגרטיבי ומיקור החוץ, הוביל אותה כנשיא וכיו”ר שנים רבות. הוא תרם מחוכמתו, ממנהיגותו ומחזונו לטכניון ול-ATS – אגודת ידידי הטכניון בארצות הברית – וזכה להוקרה רבה, בין השאר בתפקיד נשיא ה-ATS וכיו”ר קורטוריון הטכניון.

הנרי ז”ל ומרילין טאוב

תרומתו הראשונה לטכניון נועדה לבניין מדעי המחשב ע”ש הוריו המנוחים מוריס וסילביה טאוב. לימים אפשרו הוא ומרילין את הקמתו של המרכז למדע וטכנולוגיה ע”ש הנרי ומרילין טאוב, שנחנך בשנת 2000, והמשיכו לתרום להרחבת הפקולטה בין השאר בהקמת מרחב למידה חדשני ומרפסת לאירועים לרווחת הסטודנטים. חזונם של בני הזוג טאוב ונדיבותם היו מרכיב משמעותי בתוכנית “מנהיגים במדע ובטכנולוגיה” לגיוס חברי סגל, שבמסגרתה מוקמות תשתיות מחקר חיוניות עבור חברי הסגל החדשים.

בחמישים שנות קיומה של הפקולטה למדעי המחשב התרחב המחקר והעמיק, וחברי הסגל בפקולטה הובילו פריצות דרך במחקר ובפיתוח. ב-1972 סיים המחזור הראשון את לימודיו בפקולטה עם עשרה סטודנטים וסטודנטיות; לאחרונה, כמעט חמישים שנה מאז הקמתה, סיימו 300 סטודנטיות וסטודנטים את לימודיהם בפקולטה.

“הפקולטה למדעי המחשב נמצאת בליבת תעשיית ההייטק הישראלית ובוגריה משמשים בעמדות מפתח במשק,” אמר פרופ’ דן גייגר דיקן הפקולטה למדעי המחשב ע”ש הנרי ומרילין טאוב. “למשפחת טאוב חלק חשוב ומשמעותי בצמיחתה של הפקולטה ובהצלחתה בקנה מידה עולמי. הנרי טאוב ז”ל אמר: ‘בניינים הם רק קירות. האנשים הם העיקר’. ואכן, תרומתה הנדיבה של משפחת טאוב תסייע לנו לקדם את הפקולטה ולשמר את מעמדה כגורם מרכזי בכלכלת ההייטק הישראלית.”