Category Archives: כתבות אמצע

הפקולטה לכימיה ע”ש שוליך יזמה פרויקט ראשון מסוגו בטכניון – מחנה בין-לאומי בשם Chem Tech. המחנה מתקיים בימים אלו ולוקחים בו חלק 18 סטודנטים ממדינות שונות – אנגליה, צ’ילה, הולנד, דנמרק, סינגפור, פולין ספרד וגרמניה. הסטודנטים נמצאים לקראת סוף לימודי תואר ראשון בכימיה או בתחילת התואר השני.

המחנה מתקיים בעקבות קבלת תקציב ות”ת לקידום פעילות בין-לאומית שפורסמה על ידי המשנה הבכיר לנשיא. בעקבות פרסומים בנושא על ידי בית הספר הבינלאומי וחברי הסגל בפקולטה הוגשו יותר מ-50 בקשות להצטרפות, ולאחר מיון של ועדת ההוראה בפקולטה נבחרו 18 הסטודנטים הטובים ביותר שעמדו בקריטריונים שהציגה הפקולטה.

הסטודנטים בחרו את המנחה בהתאם לתחום המחקר שעניין אותם, וחברי הסגל נרתמו לפרויקט והתנדבו לשמש מנחים מקצועיים. הסטודנטים השתלבו בקבוצות המחקר.

הסטודנטים שוהים בטכניון במשך שבועיים, מצטרפים למעבדות המחקר, נחשפים להרצאות בנושאים שונים ונהנים ממגוון פעילויות חברתיות וטיולים שאורגנו עבורם על ידי הפקולטה. הפרויקט מנוהל בהובלת ראש המנהל של הפקולטה חנה אולשטיין, רכזת תארים מתקדמים גלית וייצמן ו רכזת הפרויקטים מירי ברוך. הסטודנטים גיא לוצקי ושיר טבק מלווים את הקבוצה.

כתב העת Optica מציג דרך חדשה ליצירת פוטונים שזורים – שיתוף פעולה בין חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת תל אביב. אחת התגליות הראשונות של הפיזיקה הקוונטית היא העובדה שהאור עשוי מחלקיקים הקרויים פוטונים. מרבית אלומות האור שאנו רואים בחיי היומיום מכילות כמות פוטונים עצומה, אולם יש יישומים מעניינים המבוססים דווקא על אלומות אור חלשות. חלשות מאוד אפילו – אלומה המכילה פוטון יחיד בכל פולס של אור.

תרשים מדעי: כתב העת Optica מציג דרך חדשה לתכנון מערכת אופטית לקבלת שזירה פוטונית רצוייה – שיתוף פעולה בין חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת תל אביב.
(קרדיט SimplySci Animations)

תקשורת קוונטית, לדוגמה, מבוססת על העברת מידע באמצעות פוטונים בודדים, כאשר המידע מקודד באמצעות תכונה מסוימת של האור. תכונה כזו יכולה להיות צבע האור; פוטון של אור ירוק מייצג את הספרה 0 ופוטון של אור אדום מייצג את הספרה 1. תכונה אפשרית אחרת היא הצורה המרחבית של הפוטון; פוטון שצורתו המרחבית עיגול מייצג 0, פוטון שצורתו טבעת מייצג 1. בשני המקרים למערכת הקוונטית יש שני מצבים אפשריים.

לעומת תקשורת סטנדרטית, המבוססת על פולסי אור שבכל אחד מהם יש מספר פוטונים עצום, תקשורת קוונטית יכולה להבטיח חסינות בפני ציתות. פרוטוקולים מתקדמים יותר של תקשורת קוונטית משתמשים בשזירה (entanglement) בין אלומות אור.

שזירה קוונטית היא תופעה שבה המצבים הקוונטיים של שני עצמים או יותר אינם אפשריים לתיאור כמצבים בלתי תלויים של כל אחד מהעצמים אלא רק זה ביחס לזה; כלומר, ברגע שנערכת מדידה על אחד העצמים השזורים היא משתקפת באופן מיידי בעצם השני, אפילו במצב בו העצמים רחוקים זה מזה מרחק  רב. דוגמה לכך היא שתי אלומות אור, שבכל אחת מהן פוטון בודד, אחד מהם בצבע ירוק והשני בצבע אדום. איננו יודעים מהו הצבע בכל אלומה, אולם אם נערוך מדידה ונגלה שבאלומה הראשונה הצבע הוא אדום, נדע שבאלומה השנייה הצבע הוא ירוק.

כיצד אפשר לייצר אלומות אור של פוטונים בודדים או פוטונים שזורים? אחת השיטות הנפוצות היא תהליך בשם “המרה ספונטנית פרמטרית לתדרים נמוכים” או באנגלית Spontaneous parametric down conversion – SPDC. שיטה זו מבוססת על שיגור אלומת אור של לייזר דרך גביש אופטי לא ליניארי. באלומת הלייזר יש הרבה מאוד פוטונים, אבל מדי פעם, באופן ספונטני, אחד מהפוטונים יתפרק בתוך הגביש הלא ליניארי וייצור שני פוטונים חדשים. היות ושני הפוטונים החדשים ‘נולדו’ באותו זמן, וסכום האנרגיה שלהם שווה לאנרגיה של הפוטון המקורי של הלייזר, אפשר להשתמש בהם ליצירה של אלומות אור שזורות.

כדי לרתום את תהליך SPDC ליישומי תקשורת קוונטית למשל יש ליצור תנאים שיובילו להיווצרות אותם צמדי פוטונים ייחודיים – פוטון אחד ירוק ואחד אדום, או אחד טבעתי ואחד בצורת עיגול. הבעיה היא שבתהליך SPDC רגיל נוצרים המון זוגות פוטונים שרובם אינם מקיימים את התכונות הרצויות האלה, והיכולת “להנדס” את התהליך כדי לאפשר יצירת פוטונים בעלי התכונות המרחביות הרצויות מוגבלת ביותר.

חוקרים מהטכניון ואוניברסיטת תל אביב מציגים פתרון חדש ומקורי לבעיה זו, המבוסס על כלים של למידה חישובית, במאמר שפורסם לאחרונה ב-Optica, מגזין הדגל של האגודה האופטית. הרעיון לפתרון זה עלה במפגש חברתי של חוקרים מקבוצות מחקר שונות: קבוצתו של פרופסור אלכס ברונשטיין מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב בטכניון, מומחה בלמידה חישובית ובניתוח מידע, וקבוצתו של פרופסור עדי אריה (מופקד הקתדרה ע”ש מרקו ולוסי שאול) מאוניברסיטת תל אביב, המתמחה במחקר תיאורטי ויישומי בתחום האופטיקה הלא לינארית ובפרט באופטיקה קוונטית. במחקר שותפים, אייל רוזנברג בעבר סטודנט לתואר שני בהנחיית פרופ’ אריה וכיום דוקטורנט בקבוצת המחקר של פרופ’ ברונשטיין, וחברי הקבוצה של פרופ’ אריה – אביב קרניאלי, אופיר ישרים, ד״ר סיוון טרכטנברג מילס (כיום פוסט-דוקטורנטית ב-MIT) וג׳וש פולי-קומר. לפרויקט הצטרף מומחה חיצוני מחברת “גוגל” – ד”ר דניאל פרידמן, חוקר מנוסה מתחום הלמידה החישובית, שכבר עבד עם רוזנברג ועם פרופ’ ברונשטיין בפרויקטים אחרים. ד”ר פרידמן כעת הוא ראש קבוצת המחקר ב Verily – Google Life Science.

בשלב ראשון פיתחו החוקרים מודל נומרי המאפשר לחזות בצורה מדויקת את המדד הסטטיסטי המעריך את הקורלציות בין שני הפוטונים הנוצרים ב-SPDC עבור מערכת אופטית נתונה, כלומר עבור מאפייני אלומת הלייזר והגביש הלא ליניארי. מודל זה אומת על ידי השוואתו לסדרה של תוצאות ניסויים שפורסמו בעבר.

בשלב השני שימשו נתוני הגביש והלייזר כפרמטרים שעליהם אפשר לבצע למידה והוגדרה פונקציית מחיר – פונקציה המייצגת את המרחק בין התוצאה המתקבלת בהרצה של המודל הנומרי לבין התוצאה שאליה המתכנן מעוניין להגיע. כשהופעל תהליך הלמידה הוא הניב את תכונות הגביש הלא ליניארי ואת צורת אלומת הלייזר שיפיקו תוצאה קרובה ככל האפשר למצב הקוונטי הרצוי.

השיטה שפורסמה במאמר התמקדה בשזירה המתבטאת בצורה המרחבית של הפוטונים (עיגול לעומת טבעת), אבל אפשר ליישמה גם לשזירה הקשורה בצבע הפוטון או בקיטוב שלו. החוקרים מוסיפים כי מלבד היישום בגבישים לא ליניאריים אפשר ליישם את השיטה במערכות אחרות כגון סיבים אופטיים ומוליכי גלים לא לינאריים. לדברי רוזנברג, “העבודה שלנו, יחד עם הקוד המשלים שלה (https://github.com/EyalRozenberg1/SPDCinv), יכולה לתרום להתקדמות ולתגליות מרגשות נוספות במערכות קוונטיות וקלאסיות אחרות. החלטנו לפרסם את האלגוריתם כולו כקוד פתוח, כדי לאפשר לקבוצות מחקר נוספות ברחבי העולם להשתמש בכלים שפיתחנו.”

למאמר ב-Optica לחצו כאן

נועה זרגרי. צילום: ניצן זוהר, דוברות הטכניון

החלפת מקורות האנרגיה המזהמים באנרגיה ירוקה ומתחדשת שמקורה ברוח, בשמש, בים וכן הלאה היא אתגר כלל עולמי המעסיק ממשלות, ארגונים, מדענים ומהנדסים. השאיפה: פיתוח פתרונות בני-קיימא לצריכת האנרגיה ההולכת וגוברת.

אז מה הבעיה? אם מדובר בשינוי כה מתבקש וחיוני, מדוע הוא אינו מתקדם מהר יותר? האם מדובר רק בעניינים שבחקיקה וברגולוציה?

התשובה, לדברי המסטרנטית נועה זרגרי מהטכניון, שלילית. זרגרי, החוקרת את הנושא בהנחייתו של פרופ’ יואש לברון מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי, מסבירה. “אין ספק שחקיקה ורגולציה חיוניות כדי לתמוך בשינויים משמעותיים בתהליכי ייצור חשמל, אבל מלבדם יש גם אתגרים טכנולוגיים מורכבים מאוד בשילובם של מקורות מתחדשים ברשת החשמל. אחת הבעיות במקורות אנרגיה מתחדשים הוא אי-יציבותם – קרינת השמש, לדוגמה, משתנה במהלך היום ומתאפסת בלילה. השינויים ברוח צפויים אף פחות, ברוב המקומות. אם בייצור האנרגיה המסורתי, הנשען על שריפת דלק מאובנים כגון נפט, מיוצר הספק מוצא מבוקר, הרי שמקורות מתחדשים מאופיינים במזג הפכפך וההספק שהם מספקים לרשת אינו קבוע וניתן לחיזוי במידה מוגבלת. כל זה פוגע בעיקרון מרכזי באספקת חשמל: איזון בין ייצור לצריכה.”

האיזון האמור פירושו שייצור החשמל צריך להתאים לצריכה בכל רגע נתון. כך, אם ידועה בקירוב הצריכה בכל רגע נתון, תחנות הכוח המסורתיות מתאימות את עצמן כך שיספקו את אותו הספק חשמלי דרוש. מקורות מתחדשים אינם ניתנים לבקרה מדויקת כזאת. יתר על כן, מאחר שכיום הם מספקים רק חלק מהדרישה ברשתות החשמל, חיוני לשלבן ברשתות אלה יחד עם מקורות האנרגיה המסורתיים.

מערך היברידי כזה, המשלב את שני סוגי המקורות, עשוי להיתקל בשתי בעיות כאשר האיזון בין ייצור לצריכה אינו מתקיים: האחת, כאשר הצריכה גבוהה מדי מכדי להישען על מקורות מתחדשים בלבד, ונדרשת הפעלה מסיבית ומיידית של גנרטורים קונבנציונליים; והאחרת, כאשר הצריכה נמוכה הרבה יותר מההספק המשותף של מקורות האנרגיה, ואז נוצרת סכנה של עודף ייצור, הספק חשמלי עודף לאורך זמן יזיק לכל רכיבי ההפעלה, השינוע והתשתית.

יחסי הגומלין בני שני הסוגים של מקורות האנרגיה מובילים לעקומת ייצור המכונה “עקומת הברווז” בשל צורתה **. עקומה זו מתארת את השינויים בצריכת האנרגיה במהלך היממה. צריכת החשמל הביתית, לדוגמה, נמוכה יחסית בשעות הצהריים אולם עולה בחדות בשעות הערב. כאשר התגובה לשינוי זה מתמצה בהגברת הייצור הקונוונציונלי נוצר עומס רב על תחנת הכוח המסורתית, ועומס זה מלווה בעלויות חריגות ובפליטה מוגברת של מזהמים. זהו אחד המכשולים העיקריים ביישום מקורות אנרגיה מתחדשים.

אחד הפתרונות הפשוטים למצב של עודף הספק ממקורות מתחדשים, המאיים כאמור על תקינותה של רשת החשמל, הוא קטימת הֶסְפֵּק, שפירושה צמצום מכוון של הספק ממקורות מתחדשים. פתרון זה כמובן אינו רצוי, שכן הוא מפחית את חלקה של האנרגיה המתחדשת בכלל האנרגיה המופקת ומשאיר על כנו את השימוש במקורות אנרגיה מזהמים.

בגרף: עקומת הברווז ב-31 במרץ בשנים שונות. אפשר לראות הן את התנודתיות ברמה השעתית (ירידת צריכה בצהריים ועליה תלולה בערב) והן את הקצנתה של תנודה זו במהלך השנים – בשנת 2020 אפשר לראות שירידת הצריכה בצהריים הובילה לסכנה של ייצור יתר ואילו עליית הצריכה בשעות הערב מחייבת תגבור של ייצור החשמל בדרך הקונוונציונלית.

אז מה עושים? הפתרון הפשוט לכאורה הוא אגירה של עודפי האנרגיה המתחדשת בשעות השפל לטובת שימוש בשעות העומס. עם זאת, אגירת אנרגיה בהיקף גדול אינה פשוטה לא מבחינה כלכלית ולא מבחינה סביבתית.

כאן נכנסות לתמונה שיטות חדשניות של אופטימיזציה, המאפשרות “להחליק” את התנודות בייצור אנרגיה מתחדשת באמצעות הסטה של העומס ברשת על פי הצריכה. האנרגיה האמורה נאגרת בשעות של צריכה נמוכה, ובשעת הצורך הספק חשמלי “מוזרק” לרשת.

אחד מכלי האופטימיזציה המוכרים והיעילים הוא תכנות דינמי. חסרונו – בקושי החישובי שכרוך ביישומו במערכות מרובות משתנים. חוקרי הטכניון פיתחו שיטת בקרה אופטימלית המבוססת על תכנות דינמי, שתוכננה במיוחד כדי להשיג ביצועים טובים, כאשר מתחשבים במגבלת קצב הייצור. הרעיון העיקרי באלגוריתם שפותח הוא להגביל את מספר החישובים על ידי “תהליך ניפוי” מתמשך, המגביל את מספר ערכי האנרגיה הרלוונטיים לסריקה. ערכים נבחרים אלה מנופים על ידי תכנות דינמי סטנדרטי, והפתרון המתקבל מובטח להיות אופטימלי, אם הוא קיים.

במחקר הנוכחי נבחרה הרשת הישראלית להדגמה של רעיון זה. לדברי זרגרי, “ביצענו הערכה של עקומת הייצור עבור שנת 2030 על בסיס יעדי משרד האנרגיה: ייצור של 17% מהאנרגיה על בסיס מקורות מתחדשים ועלייה שנתית של 2.7% בצריכת האנרגיה. הערכת מאגרי האנרגיה מבוססת על מאגרים קיימים בישראל ומאגרים המתוכננים להיבנות כדי לתמוך בשילוב המקורות המתחדשים. הסימולציות מראות כי שימוש במאגרי אנרגיה יגדיל את הגמישות של אמצעי ייצור קונבנציונליים, דבר שיאפשר לשלב היקף גדול יותר של אנרגיה מתחדשת ברשת.”

בגרף: עקומת הברווז ב-31 במרץ בשנים שונות. אפשר לראות הן את התנודתיות ברמה השעתית (ירידת צריכה בצהריים ועליה תלולה בערב) והן את הקצנתה של תנודה זו במהלך השנים – בשנת 2020 אפשר לראות שירידת הצריכה בצהריים הובילה לסכנה של ייצור יתר ואילו עליית הצריכה בשעות הערב מחייבת תגבור של ייצור החשמל בדרך הקונוונציונלית.

למאמר:

https://ieeexplore.ieee.org/document/9774874

את המחקר הנ”ל ערכה נועה זרגרי, בוגרת תואר שני בפקולטה להנדסת חשמל, במסגרת עבודת התזה שלה. המחקר נערך בשיתוף פעולה עם חלק מחברי קבוצת המחקר תחת הנחייתו של פרופ’ יואש לברון, והוא התפרסם בעיתון המדעי IEEE Transactions on Control Systems Technology (TCST)

משה סבתו עם תמונת המחזור ותעודת הסיום

יום הולדתו ה-74 של משה סבתו נערך במיקום בלתי שגרתי: קמפוס הטכניון בחיפה. משה ואשתו חנה הגיעו מביתם ביישוב חשמונאים ובטכניון המתינו להם בני המשפחה – אחים ואחיות, ילדיהם ונכדיהם. בטקס קיבל משה את התעודה המקורית של סיום הלימודים בטכניון מדיקנית הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי פרופ’ עדית קידר וממזכירת לימודי הסמכה אפרת נתיב-רונן. נכדו אלחנה שר לכבודו את שירו של הרב קוק, “כנפי רוח”.

האירוע נולד בפגישה מקרית בין מנהלת מרכז המבקרים בטכניון, נעמי ביטנסקי, לאחת מבנותיו של משה, שסיפרה לנעמי שעד היום לא הגיע משה לאסוף את תעודת הסיום. בבדיקה בארכיון לימודי הסמכה נמצאה התעודה ולידה ציוניו הטובים של משה משנות לימודיו בפקולטה להנדסת חשמל.

משה סיפר בטקס כי בזמנו, כשנקרא לקבל את התעודה בטקס הבוגרים בטכניון, לא היה לו מספיק כסף לנסוע מירושלים לחיפה ולכן הסתפק בהעתק שנשלח אליו. הוא הוסיף כי הוא מתרגש מאוד מהמעמד, המבהיר כמה ארוכה הדרך שעבר מאז, וציטט את יעקב אבינו במילים: “כִּי בְמַקְלִי עָבַרְתִּי אֶת הַיַּרְדֵּן הַזֶּה וְעַתָּה הָיִיתִי לִשְׁנֵי מַחֲנוֹת”.

משה סבתו נולד במצרים ועלה לארץ באונייה בגיל תשע עם משפחתו – שני הורים וחמישה אחים ואחיות. בישראל נכנסה המשפחה למעברה בקרית יובל, ירושלים. האב יעקב, שעבד במצריים במכירת נעליים, החל לעבוד בישראל בדואר. המשפחה הייתה דלת אמצעים והתגוררה בשני חדרים בלבד, אבל האב יעקב הפציר בילדיו ללמוד “מקצוע רציני” באקדמיה. האח הגדול בחר בלימודי רפואה באוניברסיטה העברית ואילו משה החליט כבר בגיל צעיר להשקיע בלימודים. לשם כך השקיע עוד לפני החטיבה בלימודים, ובתום התיכון התקבל לטכניון – לפקולטה להנדסת חשמל.

משה סבתו מקבל את התעודה מדיקנית הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי פרופ’ עדית קידר

בטקס סיפר משה כי לא עזב את ירושלים עד גיל 17, כאשר אחיו הציע לו לנסוע ברכבת לחיפה. שנה אחר כך ב-1966, כבר החל ללמוד בטכניון. “יום אחד,” הוא מספר, “באמצע הרצאה, נכנס מישהו לכיתה, קרא בשם משה סבתו ומסר לי מברק שבו היה כתוב ‘אבא נפטר’. זה היה רגע מאוד קשה, והמשמעות הייתה גם כלכלית – מעכשיו אצטרך גם לפרנס את אמי ואחותי.” ואכן, משה נאלץ לממן לבדו את הלימודים ואת הוצאות הקיום, זאת באמצעות שיעורים פרטיים ועבודת לילה במרכז המחשבים בטכניון. “הייתי מקבל מהחוקרים את כרטיסי החישוב ומריץ את החישובים בלילה.”

בשנת הלימודים האחרונה אמר לו הדיקן שכדאי שיפסיק לעבוד בלילות, אחרת לא יצליח לסיים את לימודיו כראוי. בזכות מלגה מיוחדת שקיבל מהטכניון הוא הצליח לסיים את לימודיו בשנת 1970. זו הייתה תחילתה של קריירה מרשימה ומשמעותית.

לאחר הלימודים חזר לירושלים, התגייס לחיל האוויר, שם שירת כקצין בתחום הל”א. בתום השירות הצטרף לתעשייה האווירית, שם הגיע לתפקידים בכירים בתחום של כלי טיס בלתי מאוישים – מלטים ומזל”טים. הוא פרש לפנסיה רק לפני כשנתיים בעקבות הקורונה. משה סבתו חתום על פטנטים רבים בנושא כלי רכב בלתי מאוישים, מצלמות ורדאר, מערכות לניווט אוטונומי, איכון עצמים, מערכות התראה בכלי טיס. מאחר שלא התגאה בהישגיו הרבים, אפילו במשפחתו לא יודעים את כל פרטי תרומתו לביטחון המדינה.

משה ואשתו חנה מתגוררים ביישוב חשמונאים בבית שבנו בעמל כפיהם. לשניים ארבעה ילדים שכל אחד מהם הקים משפחה ברוכת ילדים. הארבעה הם נרדית (בעקבות שיר השירים: כפרים עם נְרָדִֽים, יוקדה (בעקבות ספר ויקרא: אש תמיד תּוּקַד עַל המזבח), יעקב על שם אביו של משה והירצת (מלשון ריצוי בעקבות ספר ויקרא: והירצת את שבתותיה). לדברי בתו יוקדה, “הסיפור הגדול של אבא אינו התעודה; הסיפור הוא ההשראה שהוא נתן לנו ולכולם: לא לפחד, לא לוותר. לדבוק במטרה, לדעת שגם מי שמתחיל מאפס יכול להגיע רחוק, ולא להתפאר בהישגיך.” גם משה עצמו אמר כי התעודה אינה העיקר אולם הוא מקווה שהאירוע יעורר בצאצאיו מחשבות על לימודים בטכניון.”

משה סבתו מקבל את תמונת המחזור ממנכ”לית ארגון הבוגרים רותי דונג

גם כיום, בגיל 74, משה הוא אדם עסוק מאוד העוסק בתורה, לומד טכנולוגיות חדשות, מסייע לנכדיו בלימודים ובהכנה לבגרות ומתקן בעצמו את הדברים שמתקלקלים בבית.

מזכירת לימודי הסמכה, אפרת נתיב-רונן, אמרה כי היא מקווה שבוגרים נוספים שלא קיבלו את הדיפלומה המקורית יקבלו השראה מהסיפור, יאספו את התעודה ויחדשו קשר עם ארגון הבוגרים.

מנכ”לית ארגון הבוגרים רותי דונג העניקה לו סיכת בוגר טכניון ואת תמונת המחזור שלו. היא אמרה כי “שמחנו לארח בקמפוס את משה סבתו ולהעניק לו באיחור את הדיפלומה שהיה אמור לקבל בשנת 1970 כאשר סיים את לימודיו. בדבריו מעוררי ההשראה סיפר משה כי חרף הקשיים הכלכליים של משפחתו הוא השקיע מאמצים ניכרים כדי לסיים את הלימודים ואף קיבל מלגת סיוע מהטכניון. לאחר לימודיו המשיך לקריירה מרשימה בתעשייה האווירית. סיפור מרגש זה ממחיש את רוח הטכניון ואת החזון של המוסד המהווה בית לכל סטודנט וסטודנטית ומעודד אותם להצלחה ולמצוינות, ללא קשר לרקע שממנו הם מגיעים. ארגון בוגרי הטכניון מגייס בימים אלה תרומות לקרן המלגות במטרה לסייע לסטודנטים וסטודנטיות המתקשים לממן את לימודיהם, וכך להצמיח את דור העתיד הטכנולוגי של מדינת ישראל.”

פרופ’ חוסאם חאיק מהטכניון זכה בשבוע האחרון בשלושה מענקי מחקר אירופיים יוקרתיים בסכום כולל של 4.2 מיליון יורו לקבוצת המחקר שלו, כאשר, באחד הפרויקטים, הוא ישמש יו״ר וכראש המאגד (קוארדינטור) של פרויקט גדול עם 23 שותפים ומימון כולל של 14 מיליון יורו. זהו הישג חסר תקדים של פרופ’ חאיק, חבר סגל בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון ומכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה (RBNI), המשמש כיום גם כדיקן לימודי הסמכה בטכניון.

פרופ’ חוסאם חאיק

המענקים האמורים ניתנים במסגרת תוכנית Horizon Europe. התוכנית תומכת במאגדים (קונסורציה) שמייצרים שיתוף פעולה בין גופים רבים במדינות שונות באיחוד האירופי, תוך התמקדות בפתרונות מעשיים לאתגרי התקופה – פתרונות המבוססים על טכנולוגיות חדשניות שפיתוחן מצריך שיתוף פעולה בין-לאומי נרחב.

לזכייה במענקים קדמה עזרה של חברות קבוצת המחקר של פרופ’ חאיק – המנהלת האדמיניסטרטיבית של הקבוצה ליאת צורי וד”ר רותם וישינקין, חוקרת מדעית בקבוצה.

הקידום והסיוע בהגשות למאגדים אירופאיים נתונים לאחריות אנשי רשות המחקר בטכניון – ראש היחידה לקידום מחקר ד”ר אסי כהן-דותן, שירלי רקיר, מארק דויסון והיילי ביניה-וולמן.
“זהו הישג יוצא דופן של פרופ׳ חוסאם חאיק,” אמר ד”ר אסי כהן-דותן ראש היחידה לקידום המחקר בטכניון. “פרופ’ חאיק ממשיך להוביל זכיות במסלולים מאוד תחרותיים בתוכניות המחקר האירופאיות וזאת תוך כדי ביצוע תפקיד ארגוני משמעותי. השנה הצליח הטכניון להגדיל גם את מספר המענקים שהוא מקבל מתוכנית זו וגם את היקפם הכספי, מה שהופך אותו לשחקן משמעותי בפעילות האירופאית במחקר יישומי”.

 הסטודנטים שזכו במקום הראשון

בשבוע שעבר התקיים בטכניון דאטאתון – תחרות פיתוח מבוססת נתונים – המתמקד בצמצום בזבוז המזון בארץ ובעולם. כ-70 סטודנטים מהטכניון פיתחו פתרונות בתחום זה בשלושה ימים עמוסים ונטולי שינה.

את הדאטאתון ערכו הפקולטה להנדסת תעשייה וניהול בטכניון, החממה החברתית בטכניון, “דאטה פור גוד” ועמותת “לקט ישראל”, יחד עם היוזמה האירופית EIT FOOD, Consumer Trust Grand Challenge בתמיכת Tech.AI – המרכז לבינה מלאכותית בטכניון.
המשתתפים, כולם סטודנטים לתואר ראשון בפקולטה להנדסת תעשייה וניהול בטכניון, נדרשו לפתח שיטות חישוביות לניבוי כמות היבול הפנוי שיועמד לרשות “לקט ישראל” בכל זמן נתון בכל אזור בארץ. מערכות אלה יאפשרו לעמותה להיערך מראש ולאסוף את התוצרת החקלאית באופן היעיל ביותר, לצמצם את בזבוז המזון בישראל, ולהגדיל את תרומות המזון שמקבלות מהם עמותות שונות ברחבי הארץ.

 הסטודנטים שזכו במקום השני

התחרות נועדה לחשוף את הסטודנטים לעשייה חברתית, לאפשר להם לפתח טכנולוגיות חדשות ולהעלות את המודעות לשתי סוגיות מרכזיות
• צמצום בזבוז מזון (כיום מושלך לפח כשליש מהמזון המיוצר בישראל).
• צמצום פערים חברתיים (העברת שפע של מצרכים מיותרים לאוכלוסיות נזקקות).

את האירוע פתח פרופ’ אביגדור גל, מיוזמי תוכנית הלימודים למדעי הנתונים בטכניון, אחת התכניות החלוצות בעולם. לדבריו, “האירוע הוא חלק מפעילויות אקטסרא-קוריקולום שנתיות של הפקולטה שנועדו לייצר מודעות חברתית ואתית אצל סטודנטים, מתוך הבנה שעיסוקם המקצועי בעתיד יחייב גישה לנתונים המבטאים סוגיות חברתיות (למשל תוכני מדיה חברתית, נתוני בריאות ועוד).”

במהלך הדאטאתון נחשפו הסטודנטים להרצאות רלוונטיות של סמנכ”לית לקט ישראל ענת פרידמן קולס, רכזת החממה החברתית רונית פיסו, מייסד Data for Good Israel ג’רמי עטיה, ופרופ’ ליאת לבונטין.

מתכנסים לשיפוט: סמנכ”לית שיווק לקט ישראל ענת פרידמן-קולס, סמנכ”לית תפעול לקט ישראל עירית דוידוביץ’, רכזת החממה החברתית בטכניון רונית פיסו ודיקן הפקולטה פרופ’ רן סמורודינסקי.

“אנחנו שמחים לשתף פעולה עם הטכניון בדאטאתון המתמקד בצמצום בזבוז המזון בארץ ובעולם,” אמר גידי כרוך, מנכ”ל לקט ישראל. “ארגון לקט ישראל עוסק כבר 20 שנה בהצלת מזון והעברתו למי שזקוק לו. הארגון פועל ללא לאות בחיפוש אחר פתרונות טכנולוגיים חדשניים שיסייעו להרחיב את פעילותו בתחום הצלת המזון ולייעל את עבודתו כדי להעביר יותר מזון איכותי ומזין לנזקקים.”

לדברי פרופ’ ליאת לבונטין מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול, “הדאטאתון נועד לשפר את שרשרת אספקת המזון של ‘לקט ישראל’ תוך ניתוח נתוני האיסוף והחלוקה של העמותה. סטודנטים מהמסלול להנדסת נתונים ומידע ולהנדסת מערכות מידע בפקולטה הציעו פתרונות טכנולוגיים שיובילו לצמצום של בזבוז מזון ולשיפור אמון הצרכנים בשרשרת האספקה. במסגרת מחקר גדול של EIT FOOD מצאנו שלאמון הצרכנים בשרשרת אספקת המזון יש משמעויות גדולות, למשל על אכילה בריאה, ואנחנו מאמינים שהדאטאתון יקדם מטרה זו.”
דירוג הזוכים התבסס על רמת ההבנה והניתוח של המידע ומגבלותיו, תוך ניצול הידע שהסטודנטים רכשו במהלך התואר. במקום הראשון זכו הסטודנטים עמרי שמואלי (תוכנית המצוינות הפקולטית), עומר ציצלסקי (תוכנית העתודה אלונים, המאפשרת למשתתפים להשלים תואר ראשון ותואר שני כולל תזה בהנדסת נתונים ומידע), אורן שווארץ, אורן לוריא ובן ואן אוסט, כולם סטודנטים בתוכנית להנדסת נתונים ומידע. במקום השני זכו עידן פוגרבינסקי, כפיר הדר, דניאל סילבר ודניאל אנג’ל, כולם בתוכנית העתודה אלונים. במקום השלישי זכו חיה נחימובסקי, ענבר נחמני וגל צור (שלושתם מתוכנית אלונים), יובל שרייבר, ירדן קמיני , אור ביטון (תכנית המצוינות הפקולטית), גלעד אל-דור, טל פאר ואוריה אסולין.

 כל משתתפי הדאטאתון

לדברי גילה מולכו, מנהלת פרויקטים אקדמיים ומרכזת תכניות מצוינות בפקולטה, “מעבר לזכייה חשובה גם הדרך שעשו הסטודנטים – דרך שבה הם צברו ניסיון בהבנת נתונים ובחילוץ תובנות מנתונים בלחץ זמן, כמו גם תחושת העצמה אישית וסיפוק מעשיית טוב. חשוב להדגיש גם כי המאמצים לא תמו בסיום הדאטאתון – הסטודנטים ימשיכו לפתח כלי ניהול ללקט ישראל במסגרת פרויקט שנתי.”

על לקט ישראל:
לקט ישראל הוא בנק המזון הלאומי והארגון היחיד בישראל שכל עסקו בהצלת מזון. הארגון עוסק באיסוף וקטיף של עודפי תוצרת חקלאית ואיסוף ארוחות מבושלות, מיונם וחלוקתם באמצעות עמותות לטובת מאות אלפי נתמכים בכל הארץ. כמו כן מתקיימת בקרה על איכות המזון המוצל תוך ווידוא שהוא בעל ערך תזונתי גבוה וכי הוא נשמר בתנאים מיטביים.

פרופ’ ישראל ולודבסקי

חוקרים בטכניון, בהולנד ובבריטניה פיתחו מולקולה המעכבת התפשטות גרורות סרטניות. במאמר בכתב העת PNAS מדגימים החוקרים, בניסויים פרה-קליניים, את יעילות המולקולה בבלימת סרטן ריאות, סרטן השד וסרטן הדם.

להמצאה אחראים פרופ’ ישראל ולודבסקי מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט ועמיתיו באוניברסיטת ליידן בהולנד ובאוניברסיטת יורק בבריטניה. לאור התוצאות החיוביות הגישו החוקרים בקשה לרישום המולקולה כפטנט, והם מעריכים כי הממצאים יסללו דרך לפיתוח המולקולה לקראת יישומים קליניים.

גרורות סרטניות, שהן גורם התמותה העיקרי מסרטן, נוצרות כאשר תאי סרטן נודדים מהגידול הראשוני לאתרים אחרים בגוף. היווצרותן תלויה ביכולתם של תאי הסרטן להתנתק מהגידול הראשוני, לפלוש דרך כלי הדם לרקמות אחרות ולהתיישב באיבר חדש.

אחד החסמים הטבעיים של רקמות הגוף כנגד פלישה סרטנית הוא חומר סוכרי בשם הפראן סולפט (heparan sulfate; HS). חומר זה נמצא בתווך הבין-תאי (extracellular matrix; ECM) אשר מעניק לרקמות הגוף צורה ותמיכה ושומר על שלמותן. הבעיה היא שבמהלך האבולוציה פיתחו תאי הסרטן מנגנונים המשנים את הרקמה החוץ-תאית שמסביבם, מגייסים אותה לצרכיהם וחודרים דרכה ביתר קלות.

למעלה: סכמה של התווך הבין-תאי. למטה משמאל: מבנה ההיפרנאז והצגה של האתר הפעיל באנזים (באדום) ושל המולקולה המעכבת (חץ). למטה מימין: חדירת תאי הגידול

אחד מכלי הנשק של הגידול הסרטני הוא הפרנאז – אנזים החותך את ההפראן סולפט וכך משנה את מבנה החומר החוץ תאי והרקמה שסביב הגידול הראשוני וכן גורם לשחרור חלבונים מעודדי גדילה. בדרך זו מאיץ הפרנאז את גדילת הגידול הראשוני, מעודד יצירת כלי דם המזינים אותו ומספק נתיבי התפשטות לרקמות נוספות ויצירת גרורות.

זה הרקע לפיתוחם של מעכבי הפרנאז כמטרה מחקרית ורפואית משמעותית בחיפוש אחר טיפולים אנטי-סרטניים. פרופ’ ולודבסקי וצוותו – ד”ר אורי ברש, ד”ר נטע אילן והדוקטורנטית יסמין כיאל – החוקרים כבר שנים רבות את האנזים הפרנאז, בדקו במחקר הנוכחי מולקולה מעכבת הפרנאז הצפויה לדכא את המנגנון הגרורתי האמור.

המולקולה החדשה, שפותחה עם פרופ’ הרמן אוברקליפט מאוניברסיטת ליידן ושותפיהם (L. Wu and G. Davies) באוניברסיטת יורק, נקשרת לשיירים (חומצות אמינו) קריטיים לפעילות האנזים הפרנאז באופן יציב ובלתי הפיך (קו-ולנטי) ומונעת ממנו להיצמד לשרשראות הפראן סולפט ולחתוך אותן. כך שומר התווך החוץ תאי על המבנה שלו ונמנעת נדידתם של תאים סרטניים ויצירת גרורות.

לדברי פרופ’ ולודבסקי, “בעבר כבר פותחו מעכבי הפרנאז, אבל עד כה לא אושר אפילו אחד מהם לשימוש קליני, ואנחנו מעריכים שהמולקולה החדשה תפרוץ את המחסום הזה. במחקר הראינו שהמולקולה שלנו נקשרת בקשר כימי ספציפי וקבוע (קו-ולנטי) לאתר הפעיל באנזים וגורמת לעיכוב בלתי הפיך, כלומר יוצרת מחסום קבוע בפני התהליך הגרורתי. אנו מעריכים שמחקרי המשך שישפרו את המולקולה הזאת יובילו לשינוי משמעותי בטיפול בסרטן.”

לכתבה באנגלית:

https://www.universiteitleiden.nl/en/news/2022/07/small-molecule-prevents-tumour-cells-from-spreading

למאמר:

https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2203167119