הבעת אמון אירופית

חוקרי הטכניון זכו בחמישה מענקי ERC STG – מענקים שנועדו לחוקרים צעירים ומבטיחים בראשית דרכם. החמישה הם ד”ר שרלוט ווגט וד”ר יובל שגם מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך, ד”ר בן אנגלהרד מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט, ד”ר הילה פלג מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב וד”ר אסף זינגר מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון.

מענקי STG (Starting Grants) מטעם הנציבות האירופית למחקר הם מענקי מחקר יוקרתיים ותחרותיים שנועדו לסייע למדענים צעירים ומבטיחים לקדם את מחקריהם, לגבש צוותי מחקר ולחתור להגשמת רעיונות נועזים ומקוריים. המועמדות והמועמדים נדרשים להציג פוטנציאל לפריצות דרך מדעיות, שאפתנות עזה והיתכנות של הצעת המחקר שלהם. השנה תממן הנציבות האירופית למחקר בסך הכל 400 מענקים כאלה – פחות מ-15% מההצעות המחקר שהוגשו. שיעור המימון הכולל עומד השנה על 628 מיליון יורו.

ד”ר אסף זינגר הוא חבר סגל בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון וחבר באקדמיה העולמית הצעירה. ד”ר זינגר וצוותו מפתחים ננו-חלקיקים ייחודיים המחקים את התנהגותם המיוחדת של תאים בתהליכים ביולוגיים שונים, למשל תאי דם לבנים המצליחים לנווט בגוף האדם כדי לגלות ולטפל בפולשים.

ד”ר זינגר קיבל את המענק לפיתוחם של “מילקוזומים” – חלקיקים מלאכותיים בהשראתם של התאים הקיימים בחלב אם. לחלקיקים אלה פוטנציאל לאפשר לכל תרופה להגיע ליעד מוגדר בגוף דרך מערכת העיכול, ולאחר בליעתם על ידי המטופל הם יחדרו דרך דופן מערכת העיכול, יגיעו לאיבר המטרה ושם ישחררו את התרופה. מלבד פיתוחם ההנדסי המורכב של המילקוזומים, במסגרת מחקר זה יזוהו סוגי התאים של חלב האם שבכוחם לעבור ממערכת העיכול לאברי המטרה ותיבדק יעילותם של שני טיפולים חדשניים בצריכה אוראלית – חיסון קורונה ומתן אינסולין לטיפול בסכרת.

ד”ר אסף זינגר (צילום: שרון גבאי, הקרן לחקר הסרטן בישראל – (ICRF.

ד”ר בן אנגלהרד מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט יקבל את המענק עבור DopamineLearnLoops: לולאות הלמידה של מערכת הדופמין. היכולת ללמוד היא אחת מתכונותיו המופלאות של המוח. המוח האנושי לומד בצורה יותר יעילה ועם מידע מועט יחסית לכלים קיימים של בינה מלאכותית. מה עומד בבסיס יכולת זו? מחקרים קודמים מלמדים כי מערכת הדופמין במוח חיונית לתהליכי למידה רבים, אולם מנגנון המעורבות של מערכת זו בלמידה עדיין אינו ברור.

ד”ר אנגלהרד מציג מודל חדש ללמידה ביולוגית: מערכת הדופמין יוצרת “לולאות למידה” רבות בין אזורי מוח שונים, ואלה תומכות בתהליכים של למידה מקבילית ומבוזרת. במחקר ייעשה שימוש בטכנולוגיות מתקדמות כדי לחקור את אותן לולאות במהלך למידה מורכבת, למפות את התהליכים החישוביים המעורבים באותם תהליכים ולהבין את האלגוריתמים שעומדים בבסיסם.

ד”ר בן אנגלהרד

ד”ר הילה פלג מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב תקבל את המענק על EXPLOSYN – סינתזה של .Exploratory Programming   מטרת הפרויקט היא לייצר פלטפורמה שתשפר את יעילותו ואמינותו של קוד שנכתב ב- Exploratory Programmingכבר במהלך כתיבתו.

סינתזה בתוכנה מאפשרת למתכנתים להתמקד בהיבטים העקרוניים של עבודתם – פתרון בעיות. הבעיה היא שסינתזה מחייבת את המתכנת לכתוב מראש את דרישות הקוד הנדרש, אבל אלה לעתים אינן זמינות שכן היבטים רבים, כגון פרטי היישום והחלוקה לתת-משימות, אינם ידועים למתכנת מראש. מחקרים שערכה ד”ר פלג בנושא זה מדגישים את התהום הפעורה בין מה שהמתכנת יודע לבין הדרישות שיצירת התוכנה מצריכה. פתרון אפשרי לפרדוקס זה נמצא היכן שבעיה זו קיימת ונפתרת באופן טבעי על ידי מתכנתים – ב-Exploratory Programming, שבו שיפור הבנת הקוד מושג על ידי כתיבתו. במסגרת הפרויקט תפותח טכנולוגיה לסינתזה של Exploratory Programming: כלים שיתמכו במתכנת במקרה של “חורים” בהבנת הדרישות הראשוניות. גישה זו תספק למתכנתים כלי עבודה חדשים ותאפשר להם לייצר קוד התואם את מסלול העבודה ואת תכליתו.

ד”ר הילה פלג (צילום: כלב אלפרנס)

ד”ר שרלוט ווגט מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך תקבל את המענק לפיתוח NANODYNAMICS – טכנולוגיה לריאקציות בננוחלקיקים בתנאים מאתגרים. קטליסטים מתכתיים ננומטריים הם מרכיב מרכזי בתעשיות הכימיות, וחשיבותם תתעצם עם נטישתו ההדרגתית של ייצור מבוסס מאובנים. קטליסטים אלה מפותחים כיום במידה רבה מתוך ניסוי וטעייה ולא בתהליך של תכן רציונלי. אף שהמחקר הבסיסי של קבוצת המחקר של ד”ר ווגט ושל קבוצות מחקר אחרות הניב תובנות חדשות בנושא, עדיין חסרה מתודולוגיה מוסדרת לחקר הפרטים המדויקים של ריאקציות כאלה בלחץ גבוה (מעל 100 אטמוספרות). המחקר נועד לרכוש הבנה בסיסית של הדינמיקה של קטליסטים מתכתיים בלחץ גבוה תוך התמקדות בריאקציות הבר-בוש – ייצור אמוניה מחנקן בלחץ של יותר מ-100 אטמוספרות ובטמפרטורה של כ-450 מעלות צלזיוס. מחקר זה יעביר את התחום מ”אומדן סטטטי” ל”מציאות דינמית” ויתווה מסלול חדש לתהליכים כימיים יעילים יותר.

ד”ר שרלוט ווגט

ד”ר יובל שגם מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך יקבל את המענק לפיתוח Q-ChiMP – מדידה מדויקת של הפרת סימטריית תמונת מראה במולקולות כיראליות באמצעות פיתוח טכנולוגיות שליטה קוונטיות ולכידה. במולקולות כיראליות יש לסידור המרחבי של הגרעינים המרכיבים אותן שתי תצורות שהן תמונת ראי זו של זה, בדומה ליד שמאל ויד ימין. כל אחת מהתצורות נקראת אננטיומר(enantiomer) . בעולם הפרמקולוגיה יש חשיבות עצומה לכיראליוּת, שכן לכל אחד משני האננטיומרים עשויה להיות השפעה רפואית שונה לחלוטין, ולעתים מסוכנת. ניבויים תאורטיים קובעים כי הכוח הגרעיני החלש אמור להפר את הסימטריה הכיראלית בין שני אננטיומרים. בפרויקט Q-ChiMP ינסו החוקרים להשיב לשאלה הבסיסית – האם לכוח החלש יש השפעה משמעותית בכימיה? לשם כך הם יבצעו ניסוי ראשון מסוגו, שבו יפותחו שיטות לשליטה קוונטית על מולקולות וילכדו אותן כדי למדוד את הפרת הסימטריה הכיראלית באמצעות איתור הבדלים מבניים זעירים בין אננטיומרים. לדבריהם, הטכנולוגיה החדשה שהם פיתחו עשויה להוביל לפריצות דרך בשליטה קוונטית בכימיה, בטכנולוגיות מידע קוונטיות וגם בחיפושים אחר חוקי טבע חדשים.

ד”ר יובל שגם