Category Archives: כתבות אמצע

נוכח אתגרי התקופה – בריאות, שינויי האקלים והגידול באוכלוסיית העולם – הכריז הטכניון על הקמתו של מרכז מחקר רב-תחומי לחלבונים בני-קיימא – חלבונים שיופקו ממקורות חלופיים ומתחדשים ויחליפו מזונות מן החי, שייצורם מחריף את המשברים השונים שעימם האנושות מתמודדת. המרכז ישמש פלטפורמה למחקר בסיסי ויישומי, למסחור וליזמות ויספק תמיכה מחקרית לתעשייה.

תמונה קבוצתית

העלייה העולמית בדרישה למזון מן החי מהירה אף יותר מהגידול באוכלוסיית העולם, מצב שלא יוכל להימשך עוד זמן רב. תעשיית המזון מן החי אחראית לפליטת 20% מגזי החממה בעולם, לשימוש נרחב באנטיביוטיקה (73% מכלל השימוש העולמי), להתפרצות מגיפות ולניצול לא יעיל של שטחי אדמה ומים. עם זאת, הצריכה העולמית של מזון מן החי גבוהה היום מאי פעם וצפויה להמשיך לעלות.

מרכז המחקר לחלבונים בני-קיימא (Sustainable Protein Research Center, SPRC) ימשוך חברי סגל חדשים וחוקרים חדשים ומעולים ויקדם את התחום באמצעות טיפוחה של סביבת מחקר יוצאת דופן בקמפוס. את היוזמה להקמת המרכז מוביל הטכניון בשיתוף עם ה-Good Food Institute – ארגון מדעי בין-לאומי ללא מטרת רווח הפועל להאצת המחקר והחדשנות הטכנולוגית בתחום החלבונים האלטרנטיביים. בראש המרכז יעמדו פרופ’ יואב ליבני (ראש המרכז) ופרופ’ אבי שפיגלמן (סגן ראש המרכז) מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון. דוד שם טוב ממוסד הטכניון ינהל את קשרי המרכז עם התעשייה ועם גופי ממשל בזירה הלאומית והבין-לאומית.

לדברי פרופ’ ליבני, “גידול בעלי חיים למאכל אינו בר-קיימא משום שהוא מצריך משאבים ההולכים ואוזלים. זהו אחד הגורמים לכריתת יערות-עד הפוגעת במגוון הביולוגי ולהאצת ההתחממות הגלובלית. יתר על כן, חקלאות בעלי חיים היא גורם זיהום משמעותי והצרכן הגדול ביותר (כ70% בארה”ב) של אנטיביוטיקה. הגידול בצריכת אנטיביוטיקה גורר התפתחות של חיידקים עמידים – הצפויים להיות אחד מגורמי התמותה העיקריים בעשרות השנים הבאות. כמענה לאתגרים אלה התחוללה בשנים האחרונות התקדמות חסרת תקדים בפיתוח אלטרנטיבות למאכלים מן החי. אלטרנטיבות אלה מבוססות על שימוש במקורות צמחיים, על גידול תאים בתרבית (בשר מתורבת) ועל תהליכי פרמנטציה (תסיסה). לתחום זה נכנסו מעבדות וחברות סטרטאפ רבות והושקעו בו משאבים הולכים וגדלים, לרבות תקציבי ממשלה שנועדו לפתח את התחום של חלבונים בני-קיימא. עם זאת, קצב התפתחותו של תחום זה מוגבל על ידי אתגרים מדעיים וטכנולוגיים עצומים שהמרכז נועד לקדם את ההתמודדות עמם.”

פרופ’ יואב ליבני, הנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון (ראש המרכז)

החלטת הטכניון להקים את המרכז התקבלה בסוף דצמבר 2022, והפעילות להקמת המרכז כעת בעיצומה. מרכז המחקר לחלבונים בני-קיימא (SPRC) יקדם ויאיץ שיתופי פעולה מחקריים רב-תחומיים שיולידו תובנות חדשות וטכנולוגיות חדשניות ויכשיר אנשי את מדעני ומהנדסי העתיד בתחום. המרכז החדש יתמוך בתעשייה, ובעיקר בחברות סטארט-אפ, בהתמודדות עם האתגרים השונים ובהם אתגר הגימלון (Scaling up) – תרגומם של פיתוחים במעבדה לייצור תעשייתי.

המרכז החדש יתאם פעילויות משותפות בין עשרות חוקרים מיותר מעשר יחידות אקדמיות בטכניון ושיתופי פעולה עם אוניברסיטאות אחרות וחברות בתעשייה. הוא ירתום את משאביו להתמודדות עם האתגרים הבוערים ביותר בקיימות ובבריאות האדם – אתגרים הקשורים באופן הדוק לגידול באוכלוסיית העולם ולעליה המואצת בצריכת מוצרים מן החי.

ד”ר מיכל הלפרט, סמנכ”לית קשרי אקדמיה ב-GFI ישראל, אמרה כי “ישראל כבר היום נחשבת למובילה עולמית בחדשנות בתחום החלבונים האלטרנטיביים. היא נמצאת במקום השני בעולם בהשקעות בסטרטאפים בתחום, ואין ספק שהקמת מרכז מחקר כזה, הראשון מסוגו בעולם, חשובה לשמירת המובילות הישראלית. יותר מחמישים אחוז מההשקעות בחברות הסטרטאפ בישראל הגיעו לחברות שהתבססו על מחקר שהחל באקדמיה, כך שמכון המחקר עשוי לייצר חברות פוד-טק חדשות ולמשוך השקעות נוספות לישראל.”

דר’ מיכל הלפרט סמנכ”לית קשרי אקדמיה ב-GFI ישראל

בתקציב חמש-שנתי של 20 מיליון דולר יעודד המרכז גיוס של חברי סגל חדשים בתחום ויתמוך בהקמתו של בניין מרכז קרסו לחדשנות בטכנולוגיות מזון. הוא ירכוש ויתחזק ציוד ייעודי, יגייס טכנאים מומחים, יממן מחקרים ראשוניים בתחום ויכשיר סטודנטים לתארים מתקדמים ופוסט-דוקטורנטים בתחומים הרלוונטיים.

ד”ר הלפרט מוסיפה: “זהו מרכז המחקר האקדמי הראשון בעולם המיועד ספציפית למחקר בין-תחומי של חלבון אלטרנטיבי. זהו צעד גדול עבור מיצוב הטכניון ומדינת ישראל, כראש החץ של פיתוח הטכנולוגיות שיעצבו מחדש את עתיד המזון. ההשקעה במחקר היא קריטית. אין הוקוס-פוקוס במזון, וכדי להביא לפריצות דרך נדרשת השקעה של שנים רבות במחקר, הרבה מוחות מבריקים ומיליוני דולרים, והטכניון עושה בדיוק את זה.”

פרופ’ אהרן בלנק (מימין) וד”ר אלכס שרמן

רבים מהיישומים הטכנולוגיים המתקדמים מבוססים על אותות מיקרוגל חלשים מאוד, שאיתורם בזמן אמת הוא אתגר טכנולוגי מורכב מאוד. לפיכך, קבוצות מחקר רבות שוקדות על פיתוח דרכים להֶגְבֵּר של קרינת מיקרוגל. חשוב כמובן שהגבר זה לא יוסיף רעשים משמעותיים שיפריעו לשחזור האות המקורי.

כיום כבר קיימות כמה טכנולוגיות יעילות להגברה וזיהוי של אותות מיקרוגל חלשים, וחלקן מאפשרות לזהות אפילו חלקיק מיקרוגל (פוטון) בודד, אולם הם דורשות שימוש בחומרים על-מוליכים המקוררים לטמפרטורה של כ-10 מילי קלוין.  טכנולוגיה אפשרית אחרת היא מייזר – התקן הדומה ללייזר אך מבוסס על קרינת מיקרוגל. לטכנולוגיה זו, שפותחה כבר באמצע המאה ה-20, יתרונות רבים ובהם רעש נמוך במיוחד ועמידות לפולסים חזקים של קרינת מיקרוגל. טכנולוגיה זו שימשה בין השאר, לגילוי קרינת הרקע הקוסמית וכן לתקשורת עם חלליות מחוץ למערכת השמש. עם זאת, טכנולוגיית מייזר מחייבת קירור של המערכת לטמפרטורה הקרובה לאפס המוחלט, שכן כאשר מייזרים פועלים בטמפרטורה שמעל 1 קלווין הם יוצרים רעש רב שאינו מאפשר לקבל מידע מדויק ואמין על קרינת המיקרוגל המקורית.

שני חסרונות אלה – טמפרטורה והרעשה – מקבלים מענה במחקר שפרסמו חוקרי הפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בכתב העת Science Advances. המחקר, שנעשה במסגרת עבודת הדוקטורט של ד”ר אלכס שרמן תחת הדרכתו של פרופ’ אהרן בלנק , מציג התקן מייזר שקט יחסית הפועל בטמפרטורות הגבוהות יותר מנקודת הרתיחה של חנקן (195.8- מעלות צלזיוס), כלומר הרבה מעל 1 קלווין. המייזר מבוסס על גבישי יהלום ועל אחד הפגמים המאפיינים אותם – Nitrogen-vacancy center. יהלומים הם  אטומי פחמן שנדחסו בלחץ גבוה וכך התקבעו בגביש מסודר, והפגם האמור כולל אטום חנקן שמחליף את אחד מאטומי הפחמן ולידו היעדרו של אטום פחמן במקום שבו הוא “אמור” להיות. לפגם זה תכונות ייחודיות שהחוקרים ניצלו כדי להפוך אותו למייזר יעיל ולא רועש המגביר אותות מיקרוגל.

אור ירוק שואב את פגמי ה-Nitrogen vacancy בגביש יהלום הנמצא במהוד מתכתי ומאפשר את פעולת מגבר המיקרוגל הקוונטי ברעש נמוך

לדברי החוקרים, ההתקן החדש יכול לשמש להדגמת תופעות נוספות כגון ריבוי-הדים וסופר-קרינה, העשויות להיות חיוניות באלקטרודינמיקה קוונטית, והוא יכול לשמש גם כמַתְנֵד (oscillator) – מחולל גלים. להערכתם, הפיתוח האמור יוביל להישגים חדשים במדעי הקוונטום, בהנדסה וביישומים פיזיקליים שונים.

המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע ורשות החדשנות במסגרת מחקר בשיתוף פעולה עם חברת אלת”א של התעשיה האווירית.

למאמר ב– Science Advances – לחצו כאן

דוד קייסר מציג את הפיתוח החדש בכנס בטכניון

אומנם כל הנחלים זורמים לים – אבל בישראל גם הים עצמו זורם, לברזים של כולנו. כמו שהישראלים אוהבים להתגאות, מדינתנו הקטנה היא מעצמה בכל הנוגע להתפלת מים, עם חמישה מתקני התפלה שפרוסים לאורך הים התיכון ושמפיקים כ-75 אחוז מצריכת מי השתייה במדינה, ועם התכנון להקים שניים נוספים בשנים הקרובות.

פתרון מושלם לארץ מדברית? ייתכן, אבל שום דבר לא בא בחינם: כדי להפוך את מי הים או מים מליחים לראויים לשתייה, מתקני ההתפלה בישראל צורכים חשמל רב. המצאה חדשה, שהוצגה לאחרונה בכנס הארצי הדו-שנתי לתלמידי מחקר במכון לחקר המים ע”ש גרנד בטכניון, מציעה לפתור את הבעיה האנרגטית, וייתכן שאף לחולל מהפכה בזמינות של התפלת מים ברחבי העולם. כך, חוקרי הטכניון מתפילים מים בעזרת טורבינת רוח ייחודית שפועלת ללא כל שימוש בחשמל, שהיא זולה וקלה לשימוש ולתחזוקה.

נעים להכיר – טורבינת ציר אנכי

כמות החשמל שנצרכת כיום על ידי תהליכי ההתפלה עומדת על כ-3.5 קילוואט-שעה (קוט”ש) עבור כל מטר מעוקב של מים. לשם המחשה, ב-2015, כ-4 אחוזים מכלל החשמל שהופק בישראל שימש לצרכי התפלה. בנוסף למחיר הסביבתי הכבד של צריכת האנרגיה הנרחבת, שמיוצרת בישראל ברובה על ידי שריפת דלקי מאובנים, הצורך בחשמל רב הופך את הטכנולוגיה של התפלת וטיהור מים לקשה להשגה עבור יותר ממיליארד איש ברחבי העולם שאין להם גישה למים נקיים.

במרכז ההמצאה החדשה עומד השימוש בטורבינת רוח מסוג שלא רבים מכירים – טורבינת ציר אנכי. הסיבוב בטורבינות אלה מתבצע מסביב לציר שמאונך לקרקע (כדי להבין את כיוון תנועת להבי הטורבינה, דמיינו אדם שרץ סביב עמוד חשמל) – זאת בניגוד לטורבינות הרוח המוכרות יותר, שמסתובבות סביב ציר אופקי.

ציור סכמטי של מערכת הניסוי הראשונה. איור – דוד קייסר

למרות הדומיננטיות של טורבינות ציר אופקי, לחברותיהן אנכיות הציר יש מספר יתרונות משמעותיים – שהראשון שבהם הוא מהירות הסיבוב האיטית שלהן. “קצה הכנף של טורבינה ‘רגילה’ מסתובב במהירות שגבוהה בערך פי 7 ממהירות הרוח שמגיעה אליה, בעוד שהקצה של הטורבינה שלנו מסתובב בערך באותה מהירות כמו הרוח – כלומר, עד פי 7 לאט יותר מטורבינות רוח מסורתיות”, מסביר דוד קייסר מהפקולטה להנדסת מכונות בטכניון, שעמד בראש המחקר תחת הנחיית פרופ’ דוד גרינבלט, במסגרת עבודת הדוקטורט שלו בתוכנית לאנרגיה של הטכניון – GTEP. “טורבינות ציר אנכי יכולות לפעול היטב גם במהירויות רוח נמוכות, ולהיות יעילות מאוד בהפקת אנרגיה ביחס למהירות הסיבוב שלהן וגודלן”. לדברי קייסר, קצב הסיבוב האיטי הופך את הטורבינה עם הציר האנכי לשקטה בהרבה מהטורבינות אופקיות הציר, ובנוסף לבטוחה לציפורים – שמסוגלות לראות את הלהבים ולא נתקלות בהם.

לפי קייסר, יתרון נוסף של הטורבינות אנכיות הציר מצוי בכך שהסיבוב מתרחש במאונך לקרקע, בעמוד שנמתח לאורך כל גובה הטורבינה – כך שאפשר למקם את הגנרטורים שבהם מיוצר החשמל או את המכשירים שמשתמשים באנרגיה הסיבובית סמוך לקרקע, ואין צורך להציב אותם בראש הטורבינה כמו באלה בעלות הציר האופקי. הדבר מקל על ההתקנה והתפעול השוטף שלהם.

יתרון משמעותי אחרון הוא שטורבינות ציר אנכי יכולות לקבל רוח מכל כיוון כדי להסתובב. טורבינות ציר אופקי פועלות בצורה אופטימלית כשחזיתן פונה בדיוק אל כיוון הרוח או בדיוק בניגוד לכיוון הרוח (בהתאם לעיצובן). אפשר לחשוב עליהן כמו על מאוורר הפוך – במקום להשתמש בחשמל כדי לסובב להבים שמביאים לייצור רוח, שנושבת לכיוון שאליו פונה חזית המאוורר – רוח שמגיעה אל החזית מביאה לסיבוב הלהבים, מה שמייצר חשמל. בניגוד לאופן הפעולה הזה, להבי הטורבינות אנכיות הציר יכולים להסתובב מרוח שמגיעה משלל כיוונים שונים.

טורבינות למערכות קטנות

עם כל היתרונות הללו, מתבקש לשאול: מדוע לא משתמשים תמיד בטורבינות ציר אנכי במקום באופקיות הציר המוכרות? “טורבינות ציר אופקי הן עדיין טובות יותר עבור ייצור של כמויות גדולות של אנרגיה, והן היעילות ביותר מבחינה כלכלית בגדלים גדולים”, מסביר קייסר. בנוסף, לדבריו, הציר והמסבים (חלק שמקטין את החיכוך בעת הסיבוב) של טורבינות רוח אנכיות-ציר נוטים להתפרק ולהיהרס מהר יותר מאשר אצל מקבילותיהן בעלות הציר האופקי.

“עם זאת, הבעיה הזאת מתרחשת בעיקר כשהטורבינות אנכיות הציר גדולות”, אומר קייסר. “כשהן קטנות הן עובדות טוב ולא נהרסות במהירות”. לכן, כשמדובר במערכות קטנות שנועדו לשימוש במקומות נידחים, על ידי אנשים שהם לא מקצוענים בתפעולן – היתרונות של טורבינות ציר אנכי, שכאמור פעילות גם במהירויות רוח נמוכות שמגיעות מכל כיוון שהוא וקלות להתקנה ולתפעול, הופכים אותן לעדיפות על פני הטורבינות אופקיות הציר.

טורבינה קטנה יכולה לספק מים לקהילה

מטרת המחקר החדש הייתה לפתח מערכת התפלת מים פשוטה וקטנה שמונעת ישירות מאנרגיית רוח. החוקרים התמקדו בהתפלת מים מליחים, ששיעור המלחים בהם עומד על עד 1 אחוז (כששיעור המלחים במי ים עומד על מעל 3 אחוזים). “הבנו שבטורבינות רוח ציר אנכי אפשר לעשות חיבור מכני ישיר (כלומר, ללא צורך להפיק חשמל ואז להניע באמצעותו את המשאבה, י.ש.) של משאבות מים שנמצאות על הקרקע לציר הסיבוב, וכך להניע את תהליך ההתפלה”, מספר קייסר. כלומר, ציר הסיבוב של להבי הטורבינה מחובר ישירות לציר משאבת המים. בשלב הראשון, החוקרים חיברו משאבת מים לטורבינת ציר אנכי שאותה הציבו במנהרת רוח (מעין צינור גדול שמאוורר פועל בפתחו, שמייצר רוח במהירות נשלטת). הם ביקשו לבדוק אם המערכת יכולה לפעול בצורה אופטימלית ללא מערכות בקרה אלקטרוניות שמתאמות את הפעילות של הטורבינה והמשאבה – שדורשות חשמל.

לצערם של החוקרים, התוצאות של הניסוי הראשון היו מאכזבות. “בערך 3 אחוזים מהאנרגיה של הרוח הפכה לכוח הידראולי (כוח שאיבת מים, י.ש.) – שזה ממש לא יעיל”, מסביר קייסר. “לקח לנו זמן להבין מה השתבש: הגודל של הטורבינה היה קטן מדי עבור המשאבה, והמשאבה לא הייתה מתאימה מספיק למערכת”.

עם זאת, החוקרים לא התייאשו. בניסוי השני הם השתמשו בטורבינה ייחודית, גדולה ויעילה יותר, שפותחה במעבדתם: טורבינה בגודל מטר על 80 סנטימטר, שעושה שימוש במערבולות אוויר כדי לשפר את היעילות שלה. בנוסף, הם בנו על בסיס תוצאותיהם הקודמות מודל מתמטי שמעריך בצורה טובה יותר איזו משאבת מים נדרשת להם. הם חיברו את המשאבה למים מליחים ולמערכת התפלה באוסמוזה הפוכה – שיטת ההתפלה המרכזית שבה נעשה שימוש כיום בישראל ובעולם. בשיטה זו, מי ים או מים מליחים מועברים בלחץ גבוה דרך ממברנה מוליכה למחצה: מים יכולים לעבור בה באופן חופשי, אך כ-99 אחוז מהמלחים נחסמים על ידה. אחרי המעבר בממברנה המים נקיים כמעט לגמרי ממלחים ואפשר לשתות אותם.

הפעם, הניסוי הסתיים בהצלחה אדירה. “הצלחנו לייצר מערכת שממירה כ-17-12 אחוז מאנרגית הרוח ישירות לכוח הידראולי, עבור כמעט כל מהירות רוח ועבור טווח מליחויות רחב במיוחד”, אומר קייסר. “הדבר יעיל באותה המידה – או אפילו יותר – מהפקת חשמל מרוח ואז המרה שלו לאנרגיה הידראולית במשאבה חשמלית”, מספר קייסר. “כך לדוגמה, כשמהירות הרוח עומדת על חמישה מטרים לשנייה – מהירותה הממוצעת אצלנו בחיפה – המערכת מסוגלת להפיק בין 1,000-500 ליטר של מים מותפלים ביום ולהסיר כ-98.5-93 אחוז מהמלחים (כתלות במליחות המים ובלחץ שלהם)”. אומנם מדובר בכמות צנועה של מים, אך יש לזכור שהניסוי כלל מערכת הדגמה קטנה בלבד. בשלב הבא, החוקרים מתכננים לבנות מערכת גדולה יותר ולבחון את הפעולה שלה בנגב או בערבה, כדי לדמות פעילות באזורים נידחים שבהם יש צורך במערכת להפקת מי שתייה מתוקים לקהילות נזקקות.

בשורה לנזקקים למים נקיים

המערכת הפשוטה שפיתחו החוקרים עשויה להוות בשורה אמיתית לאוכלוסיות עניות-אנרגטית ברחבי העולם, שאין להן גישה למים מתוקים ונקיים. לפי האו”ם, מדובר בכ-1.2 מיליארד איש כיום – ועל פי התחזיות, בכ-1.6 מיליארד איש ב-2030. “בעצם, כל המערכת שפיתחנו עובדת בלי ייצור חשמל ובלי צורך לחבר אותה לרשת חשמל או למערכת אגירת אנרגיה”, אומר קייסר. “המערכת קטנה וזולה יחסית כי היא לא כוללת שום רכיבים אלקטרוניים. עקב כך שהיא מכנית, היא גם הרבה יותר קלה לתפעול ולתיקון, וגם אנשים שאין להם הכשרה רחבה יכולים להקים אותה ולטפל בה”.

בימים אלה, החוקרים נמצאים בעיצומו של תהליך הוצאת פטנט, כדי שיוכלו להפוך את המערכת למסחרית. הם מקווים להציב תוך שנים בודדות מערכות ראשונות שיספקו מים מתוקים באופן רציף בשטח. לפי קייסר, התפלת מים היא לא הייעוד היחיד שיהיה למערכות הללו: “הן יוכלו לשמש גם לשיפור איכות מי השתייה באופן כללי – אפשר יהיה לחבר אותן למתקנים שיכולים לנקות זיהומים מסוגים שונים וכך לטהר את המים”, הוא אומר. “הרעיון הוא לפתח מערכות שונות של שילוב טורבינות ציר אנכי עם מתקני טיהור מים, שכולן יהיו פשוטות, זולות וקלות לתפעול”.

הכתבה הוכנה על ידי זווית – סוכנות הידיעות של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה

יהונתן שר, זווית

מימין לשמאל: עידו בוקשפן, טל ענבר, אוולין לנדמן, תמי סספורטה, גיא אזרד ופרופ’ שחר קוטינסקי

הפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע”ש ויטרבי בטכניון קיימה לאחרונה, בשיתוף עם תעשיית המוליכים-למחצה, אירוע שכותרתו “עולמות של חומרה”. כ-800 סטודנטים השתתפו באירוע שחשף בפניהם את עולם הנדסת החומרה בהקשרים של לימוד, מחקר ותעשייה. המרצים הסבירו כיצד הנדסת החומרה משתנה ומתפתחת בשנים האחרונות והציגו דוגמאות לאתגרים שעמם מתמודדים מהנדסים בתעשייה כיום.

ישראל היא מרכז עולמי מוביל בפיתוח שבבים. בשנים האחרונות גדל הביקוש לשבבים מסוגים שונים לשימוש ביישומים שונים ומגוונים, ובעקבותיו גדל הביקוש למהנדסי חומרה לא רק בתעשיית המוליכים למחצה אלא גם בתאגידי תוכנה ובהם גוגל, מיקרוסופט ומטא (פייסבוק). בוגרי הטכניון ממלאים תפקיד מרכזי בתעשיות אלה.

האירוע כלל כמה חלקים: ב”עולם הסטודנטים” הוצגו המסלולים השונים הפתוחים בפני הסטודנטים בפקולטה וכן מעבדות ופרויקטים בתחום החומרה; ב”עולם המחקר” הוצגו בפני הסטודנטים מעבדות המחקר ועבודות של סטודנטים לתארים מתקדמים; ובדוכני “עולם הקריירה” הציגו עשר חברות מוליכים-למחצה את הטכנולוגיות המתקדמות ביותר שהן מפתחות.

אלה היו המרצים באירוע: בוגרת הפקולטה אוולין לנדמן, מייסדת-שותפה ומנהלת טכנולוגיות ראשית ב-ProteanTecs ובעבר מהנדסת בכירה באינטל ובמלאנוקס; בוגר הפקולטה גיא אזרד, סמנכ”ל הנדסה לתכנון תשתיות שבבים בגוגל ישראל ועד לאחרונה מנכ”ל מרוול ישראל; עידו בוקשפן, סמנכ”ל לפיתוח שבבים בחברת NVIDIA; וטל ענבר, מנהל בכיר בהנדסת System on Chip בחברת אפל.

“עד לפני עשור, הפרדיגמה השולטת בעולם החומרה גרסה כי ככל שטרנזיסטורים נהיים זעירים יותר, הדרך לייעול רכיבים היא להעמיס יותר ויותר טרנזיסטורים על אותו שבב,” אמר גיא אזרד מגוגל. “כיום אנחנו קרובים למיצוי הגבולות הפיזיקליים של מזעור טרנזיסטורים, ולכן עלינו לחשוב על תכן חכם יותר.”

“תכן חומרה נהיה מאתגר יותר, מעניין יותר ומתגמל יותר,” אמר טל ענבר מאפל. “פתרונות חומרה הם כיום יעילים הרבה יותר מפתרונות תוכנה הן במונחי הספק והן בביצועים. באמצעות תכן חכם נוכל לדחוק את גבולות האפשר.”

“על שבב אחד אנחנו יודעים להציב המון טכנולוגיות שונות,” אמר עידו בוקשפן מ-NVIDIA. “חישבו לדוגמה כמה טכנולוגיות עלינו לשלב במעבדה-על-שבב, שהיא התקן זעיר המבצע משימות מעבדתיות. שבב הוא כמו עיר של טכנולוגיות, ועיצובו באופן מאוזן שיאפשר לו לתפקד כראוי – עבורי זו הנדסה במיטבה.”

ד”ר בלינקוב זכה במענק יחד עם ד”ר דייויד באו מהקולג׳ למדעי המחשב ע”ש חורי באוניברסיטת נורת׳איסטרן. המענק ניתן להם על “יוזמה לשליטה בת-פירוש בבינה מלאכותית”.

ד”ר יונתן בלינקוב

לדברי ד”ר בלינקוב, “מטרת היוזמה שלנו היא לפתח שיטות לזהות ולנתח ידע-עולם במודלי שפה גדולים. אנו צופים שמחקר זה יסייע לנו להתמודד עם התנהגויות בלתי-צפויות שצצות במערכות בינה מלאכותית, לרבות התנהגויות שעלולות להיות מזיקות, וזאת על ידי פיתוח דרכים חדשות לשלוט ביכולות בלתי צפויות שעשויות להתפתח במערכות אלה.”

לדברי ד”ר בלינקוב, ההחלטות המתקבלות על ידי מערכות בינה מלאכותית משפיעות על החברה האנושית יותר ויותר, וחשוב שהמטרות של המערכות האלה יהלמו את האינטרסים של האנושות, גם אם בעתיד יכולותיהן יעלו על אלה של האדם. לשם כך מבקשים החוקרים “לפתוח את הקופסה השחורה” של הבינה המלאכותית ולהבין כיצד נקבעות התנהגויות תקינות, כמו גם מזיקות, במערכות אלה. בכוונתם לצמצם את  הפער בין ידע האדם והמכונה באמצעות כלים חדשים למיפוי, הערכה ושליטה בעיבוד במידע במודלי שפה גדולים – כלים שישמשו בין השאר להתמודדות עם אתגרים של הטיות, מידע מוטעה ופגיעה בפרטיות.

ד”ר יונתן בלינקוב הצטרף לפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב באוקטובר 2020, לאחר שהשלים דוקטורט ב-MIT ופוסט דוקטורט בהרווארד וב-MIT.

לדברי פרופ’ ישראל פינקלשטיין, ראש בית הספר לארכאולוגיה ותרבויות ימיות באוניברסיטת חיפה, “אין היום מחקר ארכאולוגי בלי מדעים מדויקים וטכנולוגיה – החל כמובן בבדיקות פחמן 14 לתיארוך, דרך בדיקות איזוטופיות לזיהוי מקור של מתכות וכלה בריצוף גנטי שיכול לזהות את מקורן של קבוצות שחיו בעבר ובחקר שארים מולקולריים בכלי חרס שמסייע באיתור נתיבי סחר קדומים. אנו מקימים באוניברסיטת חיפה חוג למדעי הארכאולוגיה, ואין טבעי יותר משיתוף פעולה עם חוקרי וחוקרות הטכניון, שנמצאים במרחק נסיעה של דקות ברכבלית. שיתוף פעולה זה יזניק את ההבנה שלנו את העבר ותהליכים היסטוריים וחברתיים שקרו כאן לפני אלפי שנים.”

המשנה לנשיא הטכניון למחקר פרופ’ קובי רובינשטיין (מימין) ופרופ’ ישראל פינקלשטיין, ראש בית הספר לארכאולוגיה ותרבויות ימיות באוניברסיטת חיפה

המשנה לנשיא הטכניון למחקר פרופ’ קובי רובינשטיין אמר כי “ארכאולוגיה היא אולי המקצוע הכי מרתק שאני מכיר. בתחום שלי, מתמטיקה, מתעניינים מעטים, אבל הארכאולוגיה משפיעה על קהל רחב מאוד כי היא מלמדת אותנו מי אנחנו ומה אנחנו. המחקר בתחום הזה עוסק בפרטים הקטנים ביותר, אך אינו יכול להתקדם בלי ליצור – ולראות – את התמונה הרחבה גם כאשר ברור לך שבאותה תמונה יהיו גם חלקים חסרים. לכן שמחתי על פניית הרקטור של אוניברסיטת חיפה לשתף פעולה דווקא בתחום הזה, ואני מאחל לכולם הצלחה בכנס ובשיתוף הפעולה בהמשך.”

המשנה לנשיא הטכניון למחקר פרופ’ קובי רובינשטיין בכנס

בשנים האחרונות הפכו המחקרים הארכאולוגיים למחקרים רב-תחומיים המשלבים, לצד הארכאולוגיה הקלאסית, גם כלים מדעיים וטכנולוגיים מתקדמים. בדיקות DNA של עצמות וחומרים אורגניים אחרים כגון צמחים, התבוננות במשקעים תחת מיקרוסקופ כדי לזהות דפוסי כלכלה באתרים קדומים, בדיקות כימיות ומולקלוריות לזיהוי מקור של סיבי כותנה זעירים ושימוש במיקרוסקופים רבי עוצמה כדי לשחזר שיטות טכנולוגיות קדומות – כל אלה הפכו לחלק בלתי

נפרד מהמחקר הארכאולוגי. שיטות חדשניות מאפשרות לחוקרים לבנות מודלים תלת-ממדים של אתרים קדומים, לגלות סודות אבודים בעזרת סורקי לייזר חדישים ולהשתמש ביכולות של בינה מלאכותית ולמידת עומק כדי להפיק מאגרי Big Data המרכזים מידע עצום משפע הממצאים שכבר נמצאו בעבר. ״שיטות אלה, המבוססות על כלים טכנולוגיים בחזית המדע, משמשות כיום גם בתחום האנתרופולוגיה הביולוגית לחקר העבר האנושי, כך ששיתוף הפעולה בין המוסדות בחקר הארכאולוגיה הוא מכפלת כוחות,״ מוסיף ד״ר אסף מרום, ראש המעבדה לאנטומיה ולאבולוציה של האדם בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט, המוביל את שיתוף הפעולה מטעם הטכניון.

ד״ר אסף מרום, ראש המעבדה לאנטומיה ולאבולוציה של האדם בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט, המוביל את שיתוף הפעולה מטעם הטכניון

שיתוף הפעולה בין הטכניון ובין בית הספר לארכאולוגיה ותרבויות ימיות באוניברסיטת ירתום את היכולות הייחודיות של החוקרים והחוקרות משני המוסדות כדי להוביל מחקרים פורצי דרך ובין-תחומיים, בעיקר לאור העושר העצום של ממצאים ארכאולוגיים בישראל. כך למשל, פרופ’ גיא בר עוז מאוניברסיטת חיפה משתף פעולה עם פרופ’ סימה ירון, דיקנית הפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ומזון בטכניון. לפרופ’ בר עוז ממצאים רבים של ביצי תרנגולות, חלקם מלפני אלפי שנים. יחד עם פרופ’ ירון הוא מנסה לבחון מתי וכיצד עבר חיידק הסלמנולה מביצי תרנגולות אל בני האדם וכיצד אבות אבותינו התמודדו עם המחלה החדשה. פרופ’ דבי צוויקל מאוניברסיטת חיפה יחד עם פרופ’ מוריס אייזן מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בטכניון משתפים פעולה במטרה להבין כיצד השתמשו יורדי הים הקדומים במפרשים וכיצד הם שמרו עליהם מהרטיבות והמליחות של מי הים ודאגו שהם יהיו חזקים וגמישים מספיק.

פרופ’ אפרים לב דיקן הפקולטה למדעי הרוח באוניבריסטת חיפה

כאמור, יום העיון המשותף מהווה את תחילת שיתוף הפעולה בין שני המוסדות בנושא זה. בהמשך מתוכנן להתקיים קורס במבוא לארכאולוגיה במסגרת היחידה למדעים הומניסטיים בטכניון, שיועבר על ידי חוקרי וחוקרות בית הספר לארכאולוגיה ותרבויות ימיות של אוניברסיטת חיפה, במטרה לספק לסטודנטים ולסטודנטיות של הטכניון את המסד הארכאולוגי כבר מלימודי התואר הראשון. גם הקורס ״אבולוציה של האדם״ שיינתן בטכניון ופתוח לתלמידי שני המוסדות, תומך בשיתוף הפעולה. בהמשך יוענקו  גם מלגות לתלמידי מחקר לטובת מחקרים שישלבו בין ארכאולוגיה למדעים.

פרופ’ דבי צויקל מאוניברסיטת חיפה

“שיתוף הפעולה הוא תחילתו של תהליך שיאפשר לנו להבין טוב יותר את העבר והוא יהפוך את חיפה, על שני מוסדות המחקר המובילים שלה, לאחת מהערים הבולטות בעולם בחקר ההיסטוריה האנושית,” סיכמו השותפים.

תמונה קבוצתית (מימין לשמאל) : גב׳ גבריאלה הלוי, ד”ר איזנה ניגל-אטינגר, התלמיד הזוכה יונתן גונטמכר, נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון ופרופ’ זאב גרוס

גמר הכימיאדה – התחרות הלאומית בכימיה לבני נוער נערכה לאחרונה בפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בטכניון. לשלב הגמר הגיעו 36 תלמידים מרחבי הארץ, שעברו מבחן תיאורטי ומבחן מעשי ושמעו הרצאה על התעשייה הכימית בישראל מפי ד”ר גלעד פורטונה ממוסד שמואל נאמן בטכניון. בשעות הערב התקיים טקס חגיגי לזוכים בהשתתפות התלמידים, מורים, הורים ואורחים בכירים בהנחיית פרופ’ זאב גרוס – ראש תוכניות הנוער וחבר סגל בפקולטה לכימיה ע”ש שוליך.

הטקס נפתח בדברי ברכה של נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון,  סמנכ”ל משרד החינוך שייח’ מוהנא פארס, דיקן הפקולטה לכימיה ע”ש שוליך פרופ’ נעם אדיר, מנהלת האולימפיאדות מטעם מרכז “מדעני העתיד” ד”ר שירה הירש וראש תוכנית הטכניון למצוינים פרופ׳ איתן יעקבי. את הפרסים העניקו נשיא הטכניון פרופ’ סיון, פרופ׳ גרוס וראשות צוות המאמנים ד”ר איזנה ניגל-אטינגר וגב’ גבריאלה הלוי.

הזוכים בגמר לכיתות י״ב הם: במקום הראשון רומי צ’סנר מביה”ס מקיף כפר סילבר, חוף אשקלון, במקום השני שהם עסיס מתיכון אורט פסגות, כרמיאל, ובמקום השלישי נעם ברש בירם מבית ספר מקיף שפיה, חוף הכרמל.

הזוכים בגמר לכיתות י”א הם: במקום הראשון מקסים סבוסטיאנוב ממקיף ג’ ע”ש רוגוזין, אשדוד, במקום השני גיא צימרמן מבית הספר הכפר הירוק, רמת השרון, ובמקום השלישי מרק צ’חאידזה מתיכון קרית חינוך ע”ש רבין, גן יבנה.

מימין לשמאל: פרופ’ זאב גרוס, ראש תוכנית הטכניון למצוינים פרופ׳ איתן יעקבי, הזוכה רומי צ’סנר ודיקן הפקולטה לכימיה פרופ’ נעם אדיר

השנה נרשמה השתתפות רחבה גם של תלמידי כיתה י׳ בשלב הגמר של הבוגרים, וחלקם הצטיינו במיוחד וחלקו מקומות עם תלמידי י״א: במקום הראשון יונתן גונטמכר מהגימנסיה הריאלית, ראשון לציון, ובמקום השני  עמית נבו מביה”ס רעות לאומנויות, חיפה. עמית נבו זכה גם באות הצטיינות על הציון הגבוה ביותר בבחינה המעשית מתוך כלל המשתתפים.

פרופ’ זאב גרוס הודה למאמנת הראשית של התלמידים, ד”ר איזנה ניגל אטינגר, לצוות המאמנים שתחת חסותה שכולל את אסף מעודה (זוכה מדליות הזהב באולימפיאדות של 2009 ו-2010 ובוגר שני תארים שניים של הטכניון בכימיה ובמדעי המחשב), את ניר כהן (זוכה מדליית הזהב באולימפיאדת 2022) ואת טל ששון (זוכה מדליית הארד באולימפיאדת 2022), לראש מינהל הפקולטה לכימיה חנה אולשטיין, למהנדסת המעבדה גבריאלה הלוי ולכל צוות הפרופסורים והדוקטורנטים של הפקולטה שתרמו מזמנם וממרצם להעלאת רמת התלמידים.

הזוכה בגמר לכיתות י״ב רומי צ’סנר מביה”ס מקיף כפר סילבר

במקום הראשון זכה צוות Feminai ובו חברות קרני אילן, רופאה מתמחה בשיבא; שני קליין,Data Scientist  במיקרוסופט; וגל ינוקא – סטודנטית בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון

הצוות הזוכה, מימין לשמאל: קרני אילן, גל ינוקא, שני קליין

ביום שלישי השבוע התקיים אירוע הסיום של תחרות היזמות Demo Day- BizTEC 2022, שבו הוצגו תשעת הפרויקטים שהגיעו לשלב הגמר ונבחרו שלושת המיזמים הזוכים.

במקום הראשון זכה צוות Feminai שפיתח ערכה ביתית לבישה בשילוב יכולות AI לאבחון מוקדם של סרטן השד. בצוות הזוכה חברות קרני אילן, רופאה מתמחה בשיבא; שני קליין,  Data Scientist  במיקרוסופט; וגל ינוקא – סטודנטית בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון.

במקום השני זכה צוות Speculate, שפיתח מכשיר ייחודי וחדשני לבדיקות גינקולוגיות שנועד להחליף את מכשיר הספקולום הווגינלי שהומצא לפני כאלפיים שנה. בצוות חברים ורדית רוזנטל, אנסטסיה נפומניאשצ’יה, גילי גיפס (שלושתן בוגרות הפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון), חן חזקיה (סטודנט שנה שישית בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט) ואור גינזבורג (סטודנטית שנה חמישית במסלול הכפול להנדסה ביו-רפואית ורפואה בטכניון).

הצוות שזכה במקום השני. מימין לשמאל: אנסטסיה נפומניאשצ’יה, ורדית רוזנטל, אור גינזבורג וגילי גיפס

במקום השלישי זכה צוות Tailorr שפיתח פלטפורמה חדשנית להתאמת מחירי מוצרי SAAS ((software as a service ללקוחות שונים בהתאם לצורכי המשתמשים שלהם והרגלי השימוש ללא קוד. בצוות Tailorr חברים טל פלד, נועם הרץ ועידו פישביין – כולם סטודנטים לשעבר בטכניון. (חברי הצוות לא הגיעו לאירוע שכן הם שוהים כרגע באקסלרטור האמריקאי Y Combinator  – מהאקסלרטורים הגדולים בעולם).

מימין לשמאל: פרופ’ ראובן כץ, פרופ’ עזרי טרזי וד”ר ליטל עטיה

BizTEC היא תוכנית יזמות ותיקה ומצליחה שנוסדה בטכניון בשנת 2004 ומאז הוציאה מתוכה חברות שגייסו עד כה, במצטבר, יותר ממיליארד דולר. BizTEC נוסדה מתרומתם של זוכי פרס ישראל למפעל חיים בתעשייה יהודה ודיתה ברוניצקי, שהקימו את מרכז ברוניצה ליזמות וחדשנות בטכניון. בראש התוכנית עומדת ד”ר ליטל עטיה.

באירוע שהתקיים בחסות משרד הורוביץ ושות’ השתתפו בני הזוג ברוניצקי, סגן נשיא הטכניון לקשרי חוץ ופיתוח משאבים פרופ’ וויין קפלן, מנכ”לית משרד המדע והחדשנות היוצאת הילה חדד-חמלניק  ראש מרכז היזמות והחדשנות בטכניון (t-hub) פרופ’ עזרי טרזי, פרופ’ ראובן כץ, ועשרות יזמים ויזמיות, מנטורים, משקיעים ומובילי דעה באקוסיסטם היזמי בארץ.

הדוברים, מימין לשמאל: פרופ’ וויין קפלן, הילה חמלניק-חדד ורן קורבר

רן קורבר בוגר הטכניון, שסיים את תוכנית BizTEC  בשנת 2013, המשמש היום מנכ”ל חברת BreezoMeter, הציג את הדרך שעברה החברה מאז התגבשה בתוכנית ועד למכירתה לגוגל בסכום הנאמד ברבע מיליארד דולר.

“דיתה ואני היינו הסטראטאפיסטים הראשונים לפני למעלה מ-60 שנה,” אמר באירוע יהודה ברוניצקי. “אז היית צריך לבוא עם מוצר גמור ומושלם, וגם אז היו אומרים שאולי המוצר עוד לא מספיק טוב. היום צריך רק רעיון וסיכון גבוה ויהיו לך הרבה מתעניינים במוצר העתידי. אני יודע שהטכניון הוא המקום הטוב ביותר לחדשנות ויזמות ולכן בחרנו להשקיע במרכז ברוניצה.”

מנכ”לית משרד המדע והחדשנות היוצאת הילה חדד-חמלניק הדגישה בדבריה את הצורך בגיוון בתעשיית ההייטק: “כדי שנמשיך להיות מובילים ברמה הבין-לאומית עלינו לדאוג כבר היום לגיוון בקהלים ששותפים והיום ייצוגם חסר כמו גם בתחומי הפיתוח, וזאת במטרה לתת מענה לבעיות העולמיות העתידיות – פודטק, אקלים ואנרגיה. אלה אתגרים שכבר מונחים לפתחנו ויש בקרבנו את הכוחות המתאימים להוביל בהם.”

קרדיט צילום: GAL HARO

הנהלת פייזר והנהלת הטכניון במפגש.

הסכם המסגרת גובש במהלך ביקור של בכירי פייזר בטכניון. במשלחת בראשות יו”ר ומנכ”ל פייזר ד”ר אלברט בורלא השתתפו המדען הראשי ונשיא פייזר ד”ר מייקל דולסטן, סגנית הנשיא ומנהלת דיגיטל וטכנולוגיה לידיה פונסקה ומנהלים בכירים אחרים. הם נפגשו עם נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון, עם חברי ההנהלה הבכירה של הטכניון ועם חברי סגל ממדעי החיים וההנדסה.

פייזר, חברת ביו-פרמצבטיקה עם ניסיון של 170 שנה בפיתוח תרופות וחיסונים חדשניים, העצימה בשנים האחרונות את השפעתה על בריאות האדם עם פיתוחם של חיסונים המגינים מפני נגיף הקורונה  SARS-CoV-2- הישג שבה שותפה BioNTech.

בנוסף לפעילותה העצמאית בפיתוח תרופות וחיסונים מקיימת פייזר שיתוף פעולה הדוק עם תעשיית הביוטק ועם האקדמיה כדי לאתר טכנולוגיות ומחקרים העשויים לחולל פריצות דרך מדעיות. הסכם המסגרת החדש עולה בקנה אחד עם חתירתו של הטכניון לקידום פיתוחים טכנולוגיים ורפואיים על ידי איתור טכנולוגיות חדשות וכלים דיגיטליים הטומנים בחובם פוטנציאל יישומי ותעשייתי.

“בריאות האדם היא מהאתגרים העיקריים הניצבים בפני האנושות במאה ה-21,” אמר נשיא הטכניון פרופ’ אורי סיון. “פריצות דרך מדעיות וטכנולוגיות, בדומה לאתגרי ענק אחרים, מצריכות כיום מחקר רב-תחומי ושיתוף פעולה הדוק בין אקדמיה ותעשייה. לאחרונה השקנו את Tech.AI, מרכז המאגם את פעילות הביומד הטכניונית בתחום ה-AI ומנגיש עבור חוקרים מכל היחידות בטכניון את המחקר והיישום בחזית ה-AI. השותפות עם התעשייה, שבה נגלים האתגרים הגדולים, חיוני להצלחתה של יוזמה זו ואין לי ספק שפייזר תתרום רבות להצלחה זו.”

חוקרי הטכניון עם יו”ר ומנכ”ל פייזר ד”ר אלברט בורלא. מימין לשמאל : ד”ר אורי שליט, ד”ר דביר ארן, פרופ’ שי שן-אור, ד”ר אלברט בורלא, פרופ’ תומר שלומי ו ד”ר נגה רון-הראל.

בביקורם פגשו האורחים חוקרים מובילים מהטכניון הפועלים בתחום הבינה המלאכותית בהקשר של בריאות האדם: פרופ’ שי שן-אור מהפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט, פרופ’ תומר שלומי מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב, ד”ר דביר ארן מהפקולטה לביולוגיה ומהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב, ד”ר נגה רון-הראל מהפקולטה לביולוגיה וד”ר אורי שליט מהפקולטה למדעי הנתונים וההחלטות.

לדברי פרופ’ שי שן-אור, “הטכניון, מוסד מוביל בתחום ה-AI, דורג במקום הראשון באירופה בתחום זה על ידי CS ranking. מרכז Tech.AI מאגם את כלל הפעילויות בטכניון בתחום זה. אנו נרגשים מאוד מההסכם עם פייזר, שיאפשר לחוקרי הטכניון לעבוד באופן צמוד עם התעשייה על אתגרים ממשיים בפיתוח תרופות, יסייע בזיהוי יישומי AI פוטנציאליים בחקר תרופות ובפיתוחן וירחיב את יכולתו של הטכניון במחקר יישומי.”