עידן שורץ, דוקטורנט בפקולטה למדעי המחשב, זכה במקום הראשון בתחרות Visual Dialog Challenge שהתקיימה במסגרת  CVPR 2020- כנס בין-לאומי בראייה ממוחשבת, שנערך בתאריכים 18-16 ביוני.

הדוקדורנט עידן שוורץ

לתחרות הוגשו 330 מודלים שפיתחו צוותים מאוניברסיטאות מובילות בארה"ב ובאסיה וכן קבוצות מחקר מחברת ענק ובהן פייסבוק ומיקרוסופט.

שורץ, הלומד לתואר דוקטור בהנחיית פרופ' תמיר חזן מהפקולטה להנדסת תעשייה וניהול ופרופ' אלכסנדר שווינג, מאוניברסיטת אילינוי עוסק בפיתוח מודלים קוגניטיביים המחקים חשיבה אנושית וזאת באמצעות למידה עמוקה. בתחרות האמורה הוא הציג מערכת ממוחשבת המנהלת שיחה עם בני אדם על מצבים יום-יומיים.

המערכת שזיכתה את שורץ בתחרות היא מערכת קשב (attention) ייחודית, החיונית במיוחד במשימות מורכבות שבהן הקלט מורכב מפרטים רבים ורק חלקם רלוונטיים לקבלת ההחלטה. היא יודעת "לעכל" את האובייקטים הרבים שבתמונות – כאן בדוגמה אלה ממתקים, עוגה, כוסות, ילדים – וגם ללמוד דברים תוך כדי דיאלוג ולייחס רמות חשיבות שונות לאובייקטים שונים. חשיבות זו מדורגת על פי "ציון הקשב" של כל אובייקט – לדוגמה, המילה "עוגה" (cake) תקבל כאן ציון קשב גבוה משום שהיא מופיעה גם בדיאלוג וגם בתמונה. בתרשים הבא אפשר לראות את המילים ואת ציוני הקשב שלהן המיוצגים בצבעים חמים יותר (מפות חום).

כאשר השאלה היא "האם הילדים לובשים כובעים?" הקשב מתמקד בראשי הילדים בתמונה ובמילה "כובעים" (hats) בשאלה. כשהשאלה היא "האם יש נרות על העוגה?" הקשב מתמקד בעוגה שבתמונה ובמילה "נרות" (candles). התמקדות זאת מזכירה את תשומת הלב האנושית לפרטים מסוימים ואת היכולת לסנן את הפרטים שאינם רלוונטיים. חשוב לציין שהמודל אינו מקבל כקלט מפות קשב אנושיות בהליך הלמידה, אלא מסיק את מפות הקשב באופן אוטומטי באמצעות למידה מתשובות אנושיות קודמות. זוהי אחת המסקנות המעניינות של המחקר: באמצעות חיקוי תשובות אנושיות, מכונה מסוגלת להסיק קשב הדומה ליכולת ההתמקדות האנושית.

שורץ ממשיך בפיתוח המערכת, תוך ניסיון לשלב בה ערוצי קלט חדשים ובהם וידאו, אודיו ותמונות מרובות ולהתאימה ליישומים מגוונים ברפואה, בנהיגה אוטונומית ועוד.

VISION 2020 – פגשו את חוקרי הטכניון המבטיחים במעבדות שלהם.

להרשמה לאירוע לחצו כאן.

חוקרים מהפקולטות למדעי המחשב וביולוגיה בטכניון פיתחו שיטה חדשה לאנליזה מהירה וזולה של ההרכב הכימי של דגימות דם, העשויה להאיץ אבחון מוקדם של מחלות. היישום הראשון שייבדק בתקופה הקרובה הוא זיהוי מוקדם של גידולים סרטניים שונים על סמך בדיקות דם.

את הטכנולוגיה החדשנית, שהתפרסמה במגזין המדעי Nature Communications, פיתחו החוקרים פרופ' תומר שלומי והדוקטורנטים שובל לגזיאל ובוריס סרווין, היא מבוססת על שילוב ייחודי בין ספקטרומטר מסות  לשיטות חישוביות שפיתחה קבוצת המחקר.

פרופ' תומר שלומי

ספקטרומטר מסות  (Mass Spectrometer) הוא מכשיר נפוץ המשמש לקביעת ריכוזים של מולקולות בדגימות ביולוגיות. הבדיקה במכשיר זה מצריכה כיום תהליך מקדים שנקרא כרומטוגרפיה – הפרדה של החומרים שבדגימה לפי מאפיינים כימיים.

הכרומטוגרפיה, המגבירה את רגישות המדידה הספקטרומטרית, אורכת זמן ממושך ולכן מייקרת מאוד את התהליך כולו – מאות דולרים לדגימה. לכן ברורה השאיפה לדלג על השלב הכרומטוגרפי, אולם זאת מבלי לפגוע ברגישות האנליזה, כלומר ביכולת לזהות מולקולות רבות ולכמת את ריכוזיהן.

במחקר הנוכחי מציגה קבוצת המחקר של פרופ' שלומי שיטה המדלגת על הכרומטוגרפיה ומאפשרת להסתפק בספקטרומטריית מסות בלבד מבלי לפגוע משמעותית באיכות האנליזה. הבדיקה מסתיימת תוך 30 שניות בלבד וכך מקצרת את התהליך בכ-98% ומפחיתה את עלותו בשיעור דומה.

לדברי פרופ' שלומי, החידוש טמון בשימוש בשיטה חישובית שפיתחה קבוצת המחקר – שיטה המציגה קונפיגורציות-עבודה אופטימליות בספקטרומטר המסות, המאפשרת אנליזה ברגישות גבוהה עבור דגימות ביולוגיות ספציפיות. באמצעות אנליזה חישובית מבוצע גם תיקון של המידע הגולמי הנמדד וכימות מדויק של ריכוזים של אלפי מולקולות בדגימות הדם.

פרופ' תומר שלומי הוא חבר סגל בפקולטות למדעי המחשב ולביולוגיה וחבר במרכז למדעי החיים וההנדסה ע"ש לורי לוקיי. המחקר נערך בתמיכה של הנציבות האירופית למחקר (מענק ERC) והקרן הלאומית למדע (מענק רפואה מותאמת אישית).

למאמר ב – Nature Communications לחצו כאן

פרופ' דפנה ויס, חברת סגל בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון, מציגה הצלחה ראשונה באבחון מוקדם ומהיר של סרטן ובניבוי התפתחות גרורות על סמך טכנולוגיה מקורית שפיתחה בשנים האחרונות. לדבריה "הטכנולוגיה שפיתחתי תאפשר לצוות הרפואי לבדוק, כבר במהלך הניתוח או מיד אחריו, את הסבירות להימצאות גרורות של הגידול באיברים אחרים. זאת הפעם הראשונה שהטכנולוגיה נבדקת על רקמות שנלקחו מגידולים סרטניים, ואני מקווה שהתוצאות המוצלחות יאיצו את תרגומה לשימושים קליניים."

סרטן הוא שם כולל למשפחה רחבה של מאות מחלות בעלות מכנה משותף אחד – שיבוש מנגנוני הבקרה האחראים על קצב חלוקת התאים. המנגנון הסרטני ממיר את חלוקת התאים התקינה, החיונית לקיומו של האורגניזם, בחלוקה מהירה, פרועה ובלתי נשלטת. מאחר שתאים אלה, בניגוד לתאים בריאים, אינם מתים, הגידול מתפשט במהירות וכך דוחק וחונק רקמות חיוניות.

סכנה גדולה במיוחד היא התפשטות גרורות – גידולים שניוניים באיברים שונים בגוף שמקורם בתאים סרטניים שנדדו מהגידול הראשוני לאיברים אחרים דרך מערכות הדם והלימפה. בשל הקושי לנבא את היווצרותן ולאתר אותן בשלב מוקדם ולטפל בהן ביעילות, גרורות הן הסיבה העיקרית לתמותה מסרטן. לכן ברורה המוטיבציה בפיתוחם של כלי אבחון שיאתרו גרורות בשלב מוקדם ויתרה מזו, ינבאו מראש את היווצרותן.

זה הרקע לפריצת הדרך הדרמטית שמציגות פרופ' דפנה ויס וקבוצת המחקר שלה בכתב העת Annals of Biomedical Engineering. הטכנולוגיה המקורית שפיתחה פרופ' ויס בעשור האחרון כבר נבחנה בעבר על תאים במעבדה, אולם זו הפעם הראשונה שהיא נבדקת על רקמות שנלקחו מגידולים סרטניים שהוסרו ממתנדבים עם חשד לסרטן. המחקר נערך בשיתוף רופאים מהמרכז הרפואי רמב"ם והתמקד ברקמות של סרטן הלבלב – אחד מסוגי הסרטן הקטלניים ביותר.

החוקרים השוו את הניבוי שסיפקה טכנולוגיה זו במעבדה להתפתחות הקלינית בפועל, כלומר לבדיקה ההיסטופתולוגית של דגימות מהחולה בטווח הזמן הקרוב וכן להתקדמות המחלה כפי שנצפתה בפועל אצל החולה בטווח הרחוק. הממצאים: הטכנולוגיה שפותחה בטכניון מספקת מידע אמין ומהימן באשר לשאלה אם יתפתחו גרורות או אם חלילה כבר התפתחו. מדובר בבדיקה מהירה מאוד יחסית לבדיקות קיימות – כשלוש שעות במעבדה כבר כיום. אחד מיתרונותיה הוא שיעילותה אינה תלויה במידע גנטי ומולקולרי מוקדם על הגידול.

הטכנולוגיה שפיתחה פרופ' ויס מבוססת על מדידות מכניות (מכנוביולוגיות) של התנהגות תא מדגימת רקמה על פלטפורמה ייעודית, המכילה משטחי ג'ל המדמים בקשיחותם רקמות בגוף. פלטפורמה זו מאפשרת לבחון את תכונותיהן השונות של התאים – צורתם, הסידור הפנימי בתוכם והכוחות שהם מפעילים על הג'ל כחלק מהליך החודרנות. פרופ' ויס גילתה כי תאים עם פוטנציאל גרורתי גבוה הם חזקים יותר ולכן מצליחים להפעיל לחץ על הג'ל ולחדור לתוכו; כך, ככל שיותר תאים מהדגימה חודרים פנימה, גדלה ההסתברות שיווצרו גרורות.

על סמך הפוטנציאל הגרורתי של תאים בדגימה של רקמת הגידול, הנמדד בשיטה זו, יוכל הצוות המטפל להתאים למטופל טיפול אפקטיבי במיוחד, וזאת בהתאם לתפיסה של רפואה מותאמת אישית. בדיקה זאת יכולה להיערך כמובן במקביל לבדיקות הסטנדרטיות המקובלות.

במחקר הנוכחי הודגמה הצלחת הטכנולוגיה בסרטן שד ובסרטן לבלב, ובימים אלה נבחנת הטכנולוגיה בסוגי סרטן נוספים. קבוצת המחקר גם מפתחת שיטות של למידת מכונה שיחוללו שיפור דרמטי ברמת הדיוק של הניבויים ובעתיד הקרוב, מעריכה פרופ' ויס, הטכנולוגיה תאפשר לנבא היכן יתפתחו גרורות, אם יתפתחו.

בשנת 2015 קיבלה הטכנולוגיה של פרופ' ויס אישור ועדת אתיקה רפואית לביצוע מחקרים בדגימות מחולי סרטן באמצעות הטכנולוגיה שפיתחה. המחקר הנוכחי הוא אבן דרך חשובה במסע המחקרי החשוב של פרופ' ויס. במימון המחקר השתתפו קרן אליאס למחקר רפואי, קרן פולק למחקר יישומי וכן קרן בר-למסדורף וקרן ג'רלד מן.

Adapted by permission from Springer Nature: Annals of Biomedical Engineering, “Rapid Cancer Diagnosis and Early Prognosis of Metastatic Risk Based on Mechanical Invasiveness of Sampled Cells”, Merkher et al. (2020).

למאמר ב-Annals of Biomedical Engineering לחצו כאן

רשת האוניברסיטאות האירופית יורוטק, שבה שותף הטכניון, פותחת תוכנית לימודים בין-לאומית חדשה, EuroTeQ Engineering University, שתכליתה לעצב את עתיד החינוך ההנדסי באירופה. התוכנית, שתחל לפעול בראשית 2021, זכתה למענק של 5 מיליון יורו מהאיחוד האירופי, שיממן את הפרויקט בשלוש השנים הקרובות.

המענק ניתן במסגרת התוכנית European Universities – אחת מיוזמות הדגל של הנציבות האירופית, שהושקה בידי נשיא צרפת עמנואל מקרון. מטרת היוזמה לייצר שיתופי פעולה בין-אוניברסיטאיים באירופה, שיחזקו את הנוף האקדמי האירופי נוכח התחרות האקדמית העזה עם ארצות הברית ועם אסיה.

תוכנית לימוד מותאמת אישית

השותפים בתוכנית EuroTeQ יפתחו תוכנית לימודים משותפת במדעי ההנדסה, שתכלול  דיסציפלינות שונות ותחצה גבולות מוסדיים ולאומיים וכן תחרוג מתחומיהן של טכנולוגיות ספציפיות. מטרת הרשת היא להתבונן בהתפתחויות טכנולוגיות ממבט על. "כיום איננו יכולים לדבר על ניידות בלי להתייחס להשפעות אקלימיות ואיננו יכולים לפתח רובוטיקה ובינה מלאכותית ללא תשתית של אמון אנושי," אמר פרופ' תומס הופמן, נשיא האוניברסיטה הטכנית של מינכן, המשמש מתאם הפרויקט – תפקיד שיעבור בעתיד בין האוניברסיטאות השותפות. "חינוך הנדסי מודרני חייב לספק לסטודנטים לא רק ידע טכני מעמיק אלא גם אופק חינוכי רחב, חשיבה יזמית ורגישות חברתית ופוליטית."

כדי להפיץ את הבשורה ברחבי אירופה, הלימודים ב- EuroTeQ Engineering University יהיו פתוחים לסטודנטים הלומדים באוניברסיטאות החברות ב- EuroTech, למהנדסים העובדים בתעשייה ומעוניינים בהתמקצעות מתמדת (life-long learning) וכן לאנשים ללא תואר אקדמי הממלאים תפקידים משמעותיים. המשתתפים יוכלו להתאים את תוכנית הלימודים האישית שלהם למטרותיהם בלמידה ובקריירה המקצועית, להנות מפורמטים דיגיטליים חדשים ולקיים התמקצעות מתמדת לאורך החיים. היוזמה תהדק את הקשרים בין חברה וטכנולוגיה תוך שיתוף גורמים רבים ומגוונים ותחתור ללימודי הנדסה שהאדם במרכזה. תפישה זו תיושם ביוזמת "European Universities" של האיחוד האירופי.

"הכשרת מהנדסים ומדענים במאה ה-21 היא משימה מורכבת ומאתגרת," אמר נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון. "מצד אחד חשוב להקנות למהנדסי העתיד את היסודות המתמטיים, המדעיים וההנדסיים, ומצד שני עלינו להקנות לסטודנטים נקודת מבט מערכתית, ידע בניהול פרויקטים ומיומנות בעבודה בצוותים רב תחומיים ורב תרבותיים. אנו שואפים לחנך מדענים ומהנדסים שיהיו גם מנהיגים שיקבעו את סדר היום הטכנולוגי והחברתי ויהיו מודעים גם להשלכות המדע וההנדסה על סביבה, אתיקה, סוציולוגיה, מוטיבציה, חדשנות ויזמות. על כן תוכנית EuroTeQ, שתכליתה לעצב את עתיד החינוך ההנדסי, היא בשורה חשובה ומשמחת לטכניון ואני שמח וגאה שנהיה שותפים במאמץ זה כחלק בלתי נפרד מרשת יורוטק."

אינטראקציה בין סטודנטים ושותפים מהתעשייה

במסגרת היוזמה ייפגשו סטודנטים עם אנשי מקצוע מהתעשייה שישתתפו בתוכנית ועם בכירים מהתעשייה, מעולם המסחר ומתחומים חברתיים שונים כדי ללמוד יחד את האתגרים הגדולים של המאה ה-21 ולנסח יחד אסטרטגיות להתמודדות איתן. הפרויקט כבר זכה בתמיכה של 45 גופים שותפים. הודות לכך, EuroTeQ תביא למשתתפים ניסיון רחב בדפוסי הכשרה שונים באירופה תוך התיחסות לצורכי הדור הצעיר. ממצאים אלה ישולבו בדפוסי ההוראה בכל האוניברסיטאות השותפות.

"באמצעות EuroTeQ אנו מתבססים על הערך המוסף שבשיתוף הפעולה בין אוניברסיטאות יורוטק ושותפינו מאסטוניה ומהרפובליקה הצ'כית, ועל תוכנית הלימוד המולטי-דיסציפלינרית שלנו, הממוקדת במחקר." כך אמרה טטיאנה פנטלי, מנהלת המשרד של יורוטק בבריסל. "האוניברסיטה האירופית החדשה הזאת, שתכלול מרכיבים ייחודיים ומאתגרים שיספקו למשתתפים הזדמנות להתמקצעות מתמדת, תכשיר דור חדש של מהנדסים בעלי מודעות חברתית."

רשת יורוטק (EuroTech Universities Alliance) היא שותפות אסטרטגית בין אוניברסיטאות מובילות במדע ובטכנולוגיה. ב-1 בינואר 2019 הצטרף הטכניון ליורוטק כחבר השישי ברשת והראשון מחוץ לאירופה. שותפיו של הטכניון ברשת יורוטק הם האוניברסיטה הטכנית של דנמרק (DTU), הפוליטכניק של לוזאן (EPFL), האקול פוליטכניק בפריז, האוניברסיטה הטכנולוגית של איינדהובן (TU/e) והאוניברסיטה הטכנית של מינכן (TUM). לצורך הקמתEuroTeQ  רתמה הרשת שתי "שחקניות רכש" נוספות, האחת מאסטוניה והאחרת מצ'כיה: האוניברסיטה הטכנולוגית של טלין (TalTech) והאוניברסיטה הטכנולוגית של פראג (CTU).

הטכניון והפוליטכניק של לוזאן (EPFL), שפועלים במדינות שאינן חלק מהאיחוד האירופי, חברו לאוניברסיטאות ממדינות האיחוד לפעילות המשותפת.

את המאמר שהתפרסם ב-Nature Reviews Endocrinology הובילו פרופ' פיליפה מלמד והדוקטורנט בן בר-שדה עם ד"ר סרגי רודניזקי, ד"ר לילך פנואלי ופרופ' אריאל קפלן, כולם מהפקולטה לביולוגיה בטכניון. מעבר לים השתתפו במחקר האנתרופולוגית פרופ' גיליאן בנטלי מאוניברסיטת דורהם והביולוג פרופ' ריינהרד סטוגר מאוניברסיטת נוטינגהם.

פרופ' פיליפה מלמד

הפוריות של נשים וגברים מתחילה בגיל הנעורים עם ההתבגרות המינית. תקופת הפוריות הנשית מוגבלת בזמן ומסתיימת בעשור החמישי לחיי האישה, אולם הגילים המדויקים של תחילת הפוריות  ושל תום הפוריות (מנופאוזה) משתנים מאוד בין אוכלוסיות. בעולם המערבי מתחיל גיל הפריון מוקדם יחסית ומסתיים מאוחר, כך שתקופת הפריון ארוכה יותר מאשר בעולם השלישי. שינוי כזה מתרחש גם על ציר הזמן – גיל הווסת הראשונה (הממוצע) במערב אירופה, למשל, ירד במאה הקודמת מ-16 ל-13 שנים.

במאמר הנוכחי מצביעים המחברים על כך שבכל הקשור לדפוסים של פוריות, ההשפעה הסביבתית "מנצחת" את הגנטיקה. מסקנה זו מבוססת בין השאר על השוואה בין נשים שהיגרו מהעולם השלישי למערב בגילים שונים. החוקרים מספרים כי נערות או נשים שהיגרו בגיל מאוחר שמרו על דפוס הפריון ה"עני" – תקופת פריון קצרה, שמתחילה מאוחר ונגמרת מוקדם; ואילו נשים שהיגרו בילדות לפני גיל 8-6 אימצו את הדפוס המקומי המערבי – רמות גבוהות של הורמון-המין פרוגסטרון ותקופת פריון ארוכה. במילים אחרות, אם הילדות נחשפות לסביבה החדשה בגיל צעיר, הסביבה גורמת להן "לנטוש" את מסלולי ההתבגרות האופייניים למולדתן לטובת המסלולים המאפיינים את ארצן החדשה. לעומת זאת, בגיל מאוחר יותר אינה משפיעה גם לאחר שנים רבות במדינה החדשה. פירוש הדבר: דפוסי הפריון נקבעים בעיקר בהשפעת הסביבה בגיל הילדות.

קבוצת המחקר של פרופ' מלמד מתמקדת במנגנונים מולקולריים שאחראים על שונות זו, ובמיוחד ועל תפקיד האפיגנום בפיקוח על מערכת הרבייה בסביבות שונות.

אפיגנטיקה, מונח שטבע הביולוג קונרד וודינגטון ב-1942, עוסקת בהשפעות הגנטיות שאינן מתבטאות כתוצאה משינויים ברצף של הדי-אן-איי, אלא מתוספות כימיות שמובילות לשוני באריזת הדי-אן-איי – הכרומטין. צורת האריזה של הדי-אן-איי בכרומטין משמעותית מאוד, שכן היא משפיעה על ביטוי הגנים. פרופיל האפיגנום מושפע מגורמים רבים כגון תזונה, דלקות ואף מצבי עקה, גורמים העשויים להוביל לתכנות-מחדש של מערכות פיזיולוגיות ובהן מערכת הרבייה.

הדוקטורנט בן בר-שדה

לדברי פרופ' מלמד, "הכרומטין קובע אילו גנים ייחשפו למנגנוני הקריאה הגנטית וכך יופעלו – ואילו גנים יישארו כבויים. כיום אנחנו יודעים לערוך במעבדה מניפולציות מדויקות מאוד בכרומטין ולראות כיצד הן משפיעות על הביטוי של גנים מסוימים. כבר זיהינו גנים הרגישים במיוחד לסביבה – גנים שעוברים שינויים אפיגנטיים בילדות – וחקרנו זאת גם במודל עכבר של דלקת לפני התבגרות המינית. שינויים אלה שותפים בשינוי תכונותיה של מערכת הרבייה."

כאמור, הגירה למערב בגיל צעיר גוררת תקופת פריון ארוכה יותר, המעידה על האטת קצב אובדן הביציות. לדברי פרופ' מלמד, "כאשר נבין עד הסוף את המנגנון המולקולרי, נוכל להשיג את הארכת תקופת הפריון גם באמצעות התערבות יזומה ומלאכותית בכרומטין." מעבר לסקרנות המדעית יש במחקרים אלה פוטנציאל יישומי נרחב, שכן דפוסי הפוריות משפיעים על תהליכים רבים בגוף, ובהם הזדקנות, מחלות זיקנה, התפתחויות סרטניות ודלדול עצם (אוסתאופרוזיס).

המסר: מחקר בין-תחומי

פרופ' מלמד מדגישה כי מעבר למאמר הספציפי ולממצאיו החשובים, "החיבור שנעשה כאן בין צוותי מחקר שונים מדגיש את הצורך לשלב גישות שונות ותחומי מומחיות שונים – אנתרופולוגיה בבני אדם, ביואינפורמטיקה וביג דאטה, ניסויים, ביולוגיה מולקולרית ואפילו ביופיזיקה. לכן מחקרים כאלה אינם אפשריים בלי שיתוף פעולה בין-תחומי כזה."

המחקר נתמך על ידי מענקי BBSRC/ESRC המיועדים למחקר אפיגנטי בין-תחומי ועל ידי קרן המדע הלאומית בישראל (ISF).

למאמר המלא ב–  Nature Reviews Endocrinology לחצו כאן

היחידה ללימודי המשך ולימודי חוץ בטכניון יוצאת ביוזמה חדשה להשבת מובטלים למעגל העבודה. היוזמה מושתתת על שיתוף פעולה בין הטכניון למעסיק העתידי.

במסגרת היוזמה יוצעו לאקדמאים שאיבדו את עבודתם קורסי הכשרה והסבה המשולבים בעבודה מעשית בחברות ובארגונים. בתום הקורס שעלותו תהיה מסובסדת והעלות ללומדים תהיה סמלית, מחויב המעסיק לקלוט בין 50% ל-75% מהלומדים לארגון שבו ביצעו תרגול וחניכה. מוסד הטכניון יפרסם "קול קורא" עם סל היצע מפורט הכולל מגוון קורסי הכשרה ומענה לכל מעסיק שיפנה. משרדי האוצר, הכלכלה והרווחה קיבלו פנייה ממוסד הטכניון לקחת חלק במימון התוכנית על מנת לבדוק אפשרות שהיא תהיה ללא עלות כלל ללומדים.

האחריות האקדמית כולה תהיה על הטכניון, לרבות הוראה בקמפוסים בחיפה, תל אביב וירושלים ובלימודים ותרגולים על פי הנחיות התו הסגול, בחינות והערכה וכך תובטח הרמה הפדגוגית והטכנולוגית הנדרשת. פיתוח תוכניות טכנולוגיות מורכבות ופיתוח תוכניות ניהול מתקדמות ברמה גבוהה מצריכים ידע מעמיק, ניסיון והתמחות בדיסציפלינה המבוקשת, ואת כל אלה מבטיחה היחידה ללימודי המשך של הטכניון. היחידה מתמחה בפיתוח קורסים בשילוב סגל ההוראה הבכיר של הטכניון במגוון נושאים בתחומי הניהול המתקדם, אבטחת המידע והגנת הסייבר, בינה עסקית וביג דאטה, מכונות, ביו-רפואה, טכנולוגיות מידע מתקדמות ועוד.

"מוסד הטכניון למחקר ולפיתוח מפעיל באמצעות היחידה ללימודי המשך עשרות רבות של קורסי הכשרה והסבה ברמה אקדמית גבוהה, ומרבית הלומדים נקלטים בתעשייה במהרה", אמר המשנה לנשיא הטכניון למחקר פרופ' קובי רובינשטיין. "מדובר בחזון מעשי וחשוב שיסייע בהשבת עובדים אקדמאים למעגל התעסוקה".

לדברי עודד רביב, מנהל היחידה ללימודי המשך ולימודי חוץ: "אנו מציגים למדינת ישראל מסלול קצר, נטול בירוקרטיה, שיאיץ את קליטתם של מובטלים רבים שנקלעו למצב כלכלי קשה מאוד. מעבר לאופק האישי שאנו מציעים למשתתפים בתוכנית יש כאן בשורה אמיתית ולאומית של החזרת המשק לשיעור תעסוקה גבוה ולפעילות כלכלית אינטנסיבית".

היחידה ללימודי המשך ולימודי חוץ, שנוסדה בשנת 1954, מציעה לבעלי תארים אקדמיים ולעובדים מקצועיים אחרים הזדמנות להתמקצעות מתמדת (life-long learning) – תוכניות לימוד, סדנאות, קורסים וימי עיון ייעודיים. תוכניות הלימוד ביחידה מגובשות ומיושמות בשיתוף הפקולטות ומכוני המחקר בטכניון וחברות בתעשייה ומותאמות באופן שוטף לצורכי התעשייה והחברה ולמגמות בעולם הטכנולוגי ובסביבה הארגונית.

חוקרים בטכניון ובצפון אמריקה פיתחו שיטה לניבוי יעילותם של טיפולים בסוכרת. התגלית תאפשר לרופאים לזהות מראש חולים שטיפול אגרסיבי יסכן את חייהם. את המחקר הוביל פרופ' אנדרו לוי מהפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט עם עמיתותיו ד"ר ליה קייהיל והדוקטורנטית אלי קרו מאוניברסיטת דלהאוס בנובה סקוטיה, קנדה והמחלקה לתזונה באוניברסיטת הרווארד. התגלית נרשמה כפטנט והתפרסמה  ב-JACC, כתב העת של הקולג' האמריקאי לקרדיולוגיה. במחקר נבדקו 5,805 חולי סוכרת.

סוכרת היא מחלה נפוצה מאוד – כ-10% מתושבי ישראל חולים בה. זוהי מחלה מטבולית המאופיינת בריכוז גבוה של גלוקוז – סוכר פשוט – בדם. המחלה נובעת משיבושים במערכת ההורמונלית של  אינסולין, המיוצר בלבלב ומופרש בדם. במצב תקין, האינסולין מסייע בספיגת הגלוקוז בתאי הגוף, הזקוקים לגלוקוז כמקור אנרגיה. אצל חולי סוכרת הגלוקוז אינו נספג בתאים בשל אחת משתי סיבות – מחסור באינסולין או תנגודת של התאים לאינסולין. התוצאה, בשני המקרים, היא היפרגליקמיה – הצטברות עודפת של גלוקוז בדם.

היפרגליקמיה היא מצב מסוכן משום שהיא מובילה לנזק של הדופן הפנימי של כלי הדם. התוצאה היא  היצרות מתמשכת של העורקים והוורידים. לדברי פרופ' לוי, "היפרגליקמיה משבשת תפקודים גופניים רבים, למשל ראייה ופעילות כליות, אבל כשהיא פוגעת בפעילות הלב, התוצאה עלולה להיות קטלנית. ואכן, רוב מקרי המוות בקרב חולי סוכרת נגרמים ממחלות לב.

הטיפול המקובל בסוכרת ממוקד בהפחתת רמות הסוכר בדם, אולם כיום ידוע שבמקרים מסוימים, הפחתה דרמטית של משתנה זה מסוכנת לחולים – היא מגבירה את שיעורי התמותה בקרבם. בעיה זו הוצגה לפני כעשור במחקר אמריקאי נרחב בשם ACCORD. המחקר, שהתפרסם ב-The New England Journal of Medicine, נועד למפות את הקשר בין סוכרת ומחלות לב וגילה כי טיפול דרסטי בסוכרת מגדיל את שיעורי התמותה בקרב חלק מהחולים. תגלית זו מעמידה את הרופאים בדילמה אתית קשה – האם לטפל בסוכרת או להימנע מכך כדי לא לפגוע בלב?

כאן נכנס לתמונה פרופ' אנדרו לוי, החוקר כבר 20 שנה את האפשרות לאתר מראש, על סמך בדיקת דם פשוטה, חולי סוכרת הנמצאים בסיכון גבוה להתקף לב. פרופ' לוי גילה במחקרים קודמים שסוג החלבון הפטוגלובין יכול לנבא את רמת הסיבוכים אצל חולי סוכרת. לדוגמה, בקרב חולי סוכרת בעלי הפטוגלובין סוג 2-2 יש שיעור גדול פי 5 של התקפי לב. פרופ' לוי החליט לבדוק את החולים במחקר ACCORD, וזאת כדי לראות אם תגובתם לטיפול אגרסיבי ברמות הסוכר בדם קשורה לסוג ההפטוגלובין שלהם.

במחקר שהתפרסם ב-JACC נמצא שבקרב חולי סוכרת בעלי הפטוגלובין סוג 2-2, הורדה דרמטית ברמות הסוכר בדם הפחיתה בכ-30% את מספר התקפי לב, אך לא שינתה את שיעורי התמותה. אצל חולי סוכרת בעלי סוגים אחרים של הפטוגלובין, לעומת זאת, לא השפיע על מספר התקפי הלב אך הגדיל את התמותה בשיעור דרמטי של 40%.

מסקנתם של החוקרים היא שבדיקת סוג ההפטוגלובין מאפשרת לנבא את יעילותו של טיפול אגרסיבי ברמת הסוכר בדם. לדברי פרופ' לוי, "מחקר ACCORD הופסק בשל עלייה במספר החולים שמתו כתוצאה מהטיפול, אבל היום אנחנו מבינים שאפשר לאתר את החולים הספציפיים שבריאותם תשתפר כתוצאה מהטיפול. מחקרים נוספים מתוכננים כיום כדי לוודא ולחזק ממצאים אלו."

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S073510971938684X

לצפייה בשידור:

"מתוך הכרה בחשיבות הרכיב האנושי והחברתי בפעילות ההוראה, הלמידה והחינוך ובחוויית ההשכלה הגבוהה בכלל נעשה כל מאמץ לאפשר למידה פיזית של הסטודנטים בקמפוס, בכפוף להנחיות משרד הבריאות," אמר נשיא הטכניון פרופ' אורי סיון. "במקביל, כלל הפעילויות הלימודיות ישודרו גם באמצעים דיגיטליים, יוקלטו ויועמדו לטובת הסטודנטים שנבצר מהם להגיע לקמפוס."

הפעילות הלימודית המתוכננת בקמפוס תכלול במידת האפשר תרגולים, מעבדות, שיעורים בקבוצות קטנות, קבוצות לימוד ודיון, פעילות במרכזי הלמידה, חניכה אישית וחניכה בקבוצות קטנות. הפעילות בקבוצות קטנות תאפשר אימוץ תפיסות הוראה ולמידה המקובלות בתארים מתקדמים והפעלתן גם במערך לימודי ההסמכה (תואר ראשון) בטכניון. הפעילות תיעשה תוך הקפדה על הוראות משרד הבריאות,עמידה בהנחיות "התו הסגול", שימוש באמצעי חיטוי ומיגון ותוך שמירה על בריאות הסטודנטים, חברי הסגל והעובדים. זאת כדי להבטיח למידה פעילה ומשמעותית וחווית לימודים בריאה ומאתגרת.

"השנה האקדמית החולפת הייתה שנה של אתגרים וחשיבה מחודשת, שנה שזרעה זרעים של שינוי והאיצה תהליכים קיימים," אמר המשנה הבכיר לנשיא הטכניון פרופ' עודד רבינוביץ'. "הודות להתגייסות חברי הסגל, הסטודנטים והסגל המנהלי גדל מספר הקורסים המקוונים בטכניון מ-14 ליותר מ-1,000 בן לילה. המעבר המהיר ללמידה מקוונת הצריך התארגנות מורכבת, ואכן הצלחנו לקיים את הסמסטר המקוון הראשון בתולדות הטכניון בהתראה של שבוע בלבד מבלי לפגוע בהתקדמות האקדמית של הסטודנטים. בהיערכות שלנו לפתיחת שנת הלימודים הבאה נסתייע ביכולות שפיתחנו בתחום הדיגיטלי אך גם נדגיש את ההיבטים האנושיים והחברתיים ונפעל לקיום מפגשים בקבוצות קטנות ובמתכונות העומדות בהוראות משרד הבריאות."

להלן פירוט העקרונות להפעלת מערך ההוראה והלמידה בשנת הלימודים תשפ"א:

1. פעילות ההוראה והלמידה תשתמש במדיום הדיגיטלי לקיום למידה ולמידה עצמית, וזאת כתחליף לפעילויות מרובות משתתפים כגון הרצאות בקורסים גדולים, ותנצל את השהיה והלימודים בקמפוס לטובת למידה במתכונת מצומצמת בקבוצות תרגול, בשיעורי מעבדה, בדיון בקבוצות קטנות, בהנחיה ובחניכה. הפקולטות וחברי הסגל יפעלו במסגרות כאלה ובמסגרות דומות כדי להפיק את המיטב מלמידה חברתית בקמפוס.

2. בקורסים קטנים (עד 40 משתתפים) תתקיים פעילות הוראה (הרצאות, תרגולים וכו') בקמפוס בכפוף להוראות התו הסגול ובכיתות שהוכשרו לכך. במקביל, פעילות ההוראה תשודר באופן דיגיטלי סינכרוני, תוקלט ותועמד לטובת הלומדים עד תום הסמסטר.

3. קורסים גדולים (מעל 40 משתתפים) יתקיימו במתכונת המשלבת כלים דיגיטליים ולמידה בקמפוס. תתקיים קבוצת הרצאה אחת בלבד (כולל במקרים בהם תואמו מראש מספר קבוצות הרצאה) בכיתה שתיקבע על פי זמינות החדרים ובמגבלת איכלוס על פי התו הסגול. ההרצאה תשודר באופן סינכרוני באיכות גבוהה וכן תוקלט ותועמד למשך כל הסמסטר לטובת הלומדים, יחד עם אמצעים דיגיטליים נוספים ללמידה עצמית מקוונת. פורמט זה יתקיים בעיקר בקורסי היסוד של תלמידי שנה א'. כיתות התרגול יתקיימו באופן פיזי (ככל שהדבר יתאפשר) ובמקביל ישודרו באופן סינכרוני, יוקלטו ויועמדו לטובת הלומדים למשך כל הסמסטר. במקרים חריגים בהם גודל קבוצת ההרצאה לא יאפשר התכנסות בטכניון ההרצאה תתקיים באופן מקוון בלבד.

משאבי הוראה יתועלו להגדלת מספר כיתות התרגול. בנוסף נעודד את הפקולטות ואת סגל הקורסים לקבוע מפגשים (meetups, שעות קבלה וכו') ללמידה ודיון בקבוצות קטנות של כ-10 לומדים + מרצה ו/או מתרגל. מתכונת הלמידה בקבוצות מפגש אלה תתבסס על חניכה והנחיה בדומה למתכונות המוכרות בלימודי מוסמכים. פעילות מסוג זה, המתקיימת בקבוצות קטנות, רגישה פחות למגבלות התקהלות ולכן הטכניון יעודד הקצאת משאבים לקיומה.

4. הפקולטות והמרצים מוזמנים לפתח מתכונות משלימות או חלופיות למתכונת המשולבת המוצעת לעיל, וזאת בכפוף למגבלות התו הסגול ולמגבלת זמינות הכיתות בקמפוס ותוך תיעדוף הקורסים של השנה הראשונה והשנייה ללימודים.

5. קורסים של שנים מתקדמות יתקיימו במידת האפשר, ועל פי שיקול הדעת האקדמי, במתכונת של למידה פעילה ותכני לימוד שאינם מבוססים על הוראה פרונטלית: פרויקטים, עבודת צוות, מפגשים בשטח, שילוב בקהילה וכו'. הטכניון יעודד את הפקולטות ואת חברי הסגל להתאים את תכני לימוד למתכונות למידה פעילה.

6. בכל קורס ייקבעו שיטות הערכה המותאמות למתכונת הלמידה המיוחדת. במיוחד מומלץ לאמץ הערכה המשובצת בפעילות הלמידה במהלך הסמסטר. שיטות ההערכה ואופן קביעת הציון יצויינו בסילבוס בצורה מפורטת.

7. כדי לאפשר פעילות פיזית מיטבית בקמפוס, הטכניון יגלה גמישות (ונדיבות) רבה, ככל הניתן, בהקצאת דיור במעונות גם לתקופות קצרות של חודש או אפילו פחות.

לקריאת ההודעה ממשרד המשנה הבכיר: היערכות לסמסטר חורף תשפא 2.8.2020

הישגים מרשימים לנבחרת ישראל בכימיה באולימפיאדה הבינלאומית בכימיה, שהתקיימה במהלך הימים האחרונים במתכונת ייחודית בעקבות הקורונה- מדלית זהב, 2 מדליות כסף ומדלית ארד. הנבחרת הוכשרה לתחרות בפקולטה לכימיה ע"ש שוליך בטכניון

במהלך השבוע האחרון 240 צעירות וצעירים מ- 60 ממדינות ברחבי העולם לקחו חלק באולימפיאדה הבינלאומית ה- 52 בכימיה, שהתקיימה השנה במתכונת ייחודית ובאמצעות הזום, בעקבות הקורונה.

מדינת ישראל משתתפת באולימפיאדה משנת 2006. השנה הובילה טורקיה את ניהול האולימפיאדה בה הגיעה נבחרת ישראל להישגים מרשימים ומעוררי גאווה- כל חברי הנבחרת זכו במדליות וכן לראשונה מזה עשור תלמיד נבחרת זכה במדליית זהב.

חברי נבחרת ישראל בכימיה שייצגו בכבוד את מדינת ישראל:

רועי פאר מגן חיים- זכה במדליית זהב

בר שפר מעין ורד- זכה במדליית כסף

רון שפרינץ מאשדוד- זכה במדליית כסף

וורד יחיא מטייבה- זכה במדליית ארד

נבחנים בשגרת קורונה

משרד החינוך ומרכז מדעני העתיד של קרן מיימונידיס מובילים את הכשרת הנבחרות להשתתפות באולימפיאדות הבינלאומיות החל משנת 2017 במסגרת מיזם משותף. נבחרת ישראל בכימיה הוכשרה בטכניון- מכון טכנולוגי לישראל, הפקולטה לכימיה ע"ש שוליך.

את המשלחת ליוו פרופסור זאב גרוס מהפקולטה לכימיה ע"ש שוליך של הטכניון, שמכהן גם כדיקן היחידה ללימודי המשך וחוץ ועומד בראש מגוון תוכניות נוער ארציות לכימיה, והמאמנת הראשית של הנבחרת ד"ר איזנה ניגל-אטינגר. בהכשרת התלמידים לקחו חלק גם בוגרי האולימפיאדות הבינלאומיות רז לוטן – סטודנט לתואר ראשון למתמטיקה בטכניון, אסף מעודה – בוגר תואר ראשון ושני בכימיה וסטודנט לתואר שני במחשבים, ורון רפאלי – סטודנט לתואר ראשון בכימיה.

שר החינוך יואב גלנט בירך את נבחרת ישראל בכימיה ואמר: "תלמידי ישראל, דור העתיד של המדינה, מגיעים פעם אחר פעם להישגים בינלאומיים יוצאי דופן בתחרויות המדעים. הערכתי הגדולה לרועי פאר, לבר שפר, לרון שפרינץ לוורד יחיא – שהביאו הרבה כבוד וגאווה למדינת ישראל, בפרט בתקופה מורכבת זאת.

גם בשנת תשפ״א נוסיף במשרד החינוך להשקיע ולתמוך בהכשרת הנבחרות הישראליות בתחומי המדעים. זאת לצד פיתוח ושיפור היכולות של כל תלמידי ישראל, בכל חלקי הארץ, ומתן הזדמנות שווה לכל התלמידים למצות את הפוטנציאל שלהם בתחומים שונים״.

סמנכ"ל תקשוב טכנולוגיה ומערכות מידע, ד"ר עופר רימון: "נבחרת ישראל בכימיה ייצגה בכבוד את מדינת ישראל ואת מערכת החינוך שלנו. תלמידי הנבחרת עברו בנחישות ובהתמדה דרך ארוכה, רצופה בלמידה, בתרגול ובמאמץ. אנחנו מלאי הערכה ותודה לתלמידים שלנו ומאמינים, שהם צריכים לשמש מודל למצוינות.

נמשיך להשקיע בתלמידים שלנו ולהעניק להם כלים, שיאפשרו להם לכבוש פסגות ולהפוך את ישראל למדינה מובילה בעולם".

מנכ"ל מרכז מדעני העתיד של קרן מיימונידיס, אלי פריד: "אני מברך את תלמידי נבחרת ישראל בכימיה, שהביאו כבוד רב וגאווה גדולה למדינת ישראל. גם בימים מאתגרים אלה, בישראל כמו בעולם כולו, תלמידי הנבחרת והצוות המקצועי התמידו באימונים, בהשקעה רבה ובנחישות להצליח, להצטיין ולהגיע להישגים.

מרכז מדעני העתיד של קרן מיימונידיס ימשיך לקדם בשותפות עם משרד החינוך את הכשרת נבחרות ישראל במדעים תוך השקעה משמעותית והכשרת איכותית, שיסייעו לתלמידים שלנו לפרוץ את הדרך".

ראש תוכניות הנוער מהפקולטה לכימיה ע"ש שוליך בטכניון, פרופ' זאב גרוס: ״כל הכבוד לתלמידים שעמדו בגבורה במסע ההכנה המפרך. ההכנות הנרחבות והמעמיקות של המשלחת, בראשות ד"ר איזנה ניגל אטינגר, הקנו לתלמידים את הידע והחוסן הנפשי הנדרש כדי שיפיקו מעצמם את המרב בשעת האמת: מבחן תאורטי של 5 שעות שבמהלכן הם נדרשו לפתור יותר מ-100 שאלות.
למאמץ נרחב זה שותפים גם דיקן הפקולטה לכימיה ע"ש שוליך, פרופ' מוריס אייזן, ראש המנהל חנה אולשטיין, מרכזת התוכנית שירלי קפלן ומהנדסות המעבדות גבריאלה הלוי ואמה גרץ. תודה מיוחדת לזוכי מדליות אולימפיות בעברם שתרמו רבות מניסיונם וזמנם, אסף מעודה ,רז לוטן ורון רפאלי, שהם כיום סטודנטים בטכניון. "

נציין שבאולימפיאדה האסייתית-אירופאית מנדלייב, שהתקיימה עשרה ימים מוקדם יותר (בהשתתפות 27 מדינות, באופן מקוון גם כן), השתתפו בנוסף לארבעת התלמידים המוזכרים לעיל גם מיכאל בלגולה מהכפר הירוק ואיתמר שטייניץ מרמת השרון. בתחרות זו קטפה נבחרת ישראל 5 מדליות נוספות (2 כסף ו-3 ארד).

קרדיט לתמונות: מרכז מדעני העתיד

“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."

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

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

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

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.

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:

פיראס משעור, בן 23, החל לנגן בכינור בגיל צעיר מאוד. “כשאני ואחי התאום הגענו לגיל שש, אימא שאלה אותנו במה נרצה לנגן. באותה תקופה ראיתי בטלוויזיה קאנון – כלי פריטה ערבי-טורקי – אבל אימא לא הכירה מורים לקאנון אז היא הציעה לי כינור. הסכמתי מייד, כי בטלוויזיה, בסרטים של טום וג’רי, ראיתי גם כינור.”

הדוקטורנט פיראס משעור

פיראס החל את דרכו המוזיקלית אצל מורה פרטי בנצרת ובהמשך החל ללמוד בבית האומנויות למוזיקה ומחול בקיבוץ מזרע עם המורה אורי לביא. בגיל עשר הצטרף לתזמורת דיוואן מזרח-מערב בניצוחו של דניאל בארנבוים, שם היה הנגן הצעיר ביותר, וכעבור שנה כבר יצא עם התזמורת לסיבוב הופעות בעולם. בגיל 12 החל ללמוד בקונסרבטוריון פוליפוני בנצרת בהנהלת נביל עבוד-אשקר, משם עבר ללמוד אצל חיים טאוב, שהיה הכנר הראשי של התזמורת הפילהרמונית הישראלית. במהלך השנים זכה בפרסים שונים ובהם פרס ראשון ע”ש פאול בן חיים, ומבקר המוזיקה נעם בן זאב כתב עליו בעיתון “הארץ”: “הכנר פיראס משעור ב’סימפוניה ספרדית’ של לאלו: יצירה שהיא לכאורה גדולה בכמה מספרים על ילד בן 14, אבל הסתבר שפיראס צלח את הווירטואוזיות שלה עם יד ימין בתנועות רחבות וצליל גדול.”

את לימודי התיכון עשה משעור ב”נזירות סנט ג’וזף” בנצרת, הנחשב לאחד מבתי הספר הטובים בישראל. כשסיים את כיתה י”ב בהצטיינות, עם בגרות מורחבת בפיזיקה, כבר הייתה בידו הצעה למלגה מלאה ללימודי מוזיקה בברלין, אבל הוא התלבט. “בעצם דחיתי את ההחלטה בשנה, שבמהלכה ניגנתי וחשבתי על העתיד. קריירה של מוזיקאי היא לא דבר פשוט, וכבר ראיתי מוזיקאים מקצועיים שההתמקדות במוזיקה לא איפשרה להם להתפתח בהמשך לתחומים אחרים. לכן התלבטתי, ובסופו של דבר החלטתי על לימודים אקדמיים מעשיים.”

משעור בחר במסלול להנדסה ביוכימית בפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון בטכניון – ולא הפסיק לנגן. יתרה מזו, הוא הצטרף לתוכנית “אלחאן”, המביאה לבתי ספר ולגנים את בשורת המוזיקה הקלאסית ועימה את בשורת הדו-קיום – נגנים יהודים וערבים העובדים בשיתוף פעולה מלא. וכל השנים, גם כיום, הוא מנגן בסופי השבוע עם אחיו מג’ד, פסנתרן מחונן העושה כיום תואר שלישי בפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון. “אז לא עזבתי את המוזיקה אבל ויתרתי עליה כמקצוע,” הוא אומר, “וכיום ברור לי שהבחירה נכונה. אימא שלנו תמיד רצתה לנגן, אבל תנאי החיים לא איפשרו לה ללמוד אצל מורה אז היא לימדה את עצמה. לשמחתי, היא החליטה לתת לי ולאחי התאום את מה שלא יכלה להשיג בעצמה – לימודי מוזיקה מסודרים. זאת מתנה שתלווה אותנו תמיד.”

שלא במפתיע, פיראס הוא סולן בתזמורת הסימפונית של הטכניון. במסגרת זו שמע אותו דיקן בית הספר לתארים מתקדמים ע”ש ג’ייקובס, פרופ’ דן גבעולי, שכתב לו: “הנגינה שלך עוצרת נשימה. זה כל כך מחמם את הלב לראות סטודנט, ועוד בטכניון, שהוא גם נגן וירטואוז (ויודע להופיע), גם סיים תואר ראשון בטכניון בהצטיינות בהנדסה ביוכימית, וגם סטודנט מצטיין בתואר מתקדם.”

ואכן, פיראס משעור הוא כיום סטודנט במסלול ישיר לדוקטורט בפקולטה לביולוגיה. “בתיכון לא למדתי ביולוגיה, אבל כאן בלימודי הביוכימיה לתואר ראשון התלהבתי מאוד מהמחקר הביולוגי, ולקראת סוף התואר הוצע לי להשתלב במחקר. כך הגעתי לפקולטה לביולוגיה ולמעבדה לחקר יציבות הגנום ותיקון נזקי הדי-אן-איי בראשות פרופ’ נביה איוב.”

מחקר הדוקטורט של משעור מתעסק ברפואה מותאמת אישית ומתמקד בגילוי דרכים חדשניות ויעילות למיגור ממוקד וסלקטיבי של תאי סרטן הריאה. כדי לממש זאת מסתמך משעור על עיקרון הקרוי Synthetic Lethality, שכבר יושם בהצלחה בטיפול בסוגים מסוימים של סרטן השד. עיקרון זה מבוסס על גילוי גנים שהשתקתם גורמת למוות סלקטיבי של התאים הסרטניים בלבד. זאת על סמך העובדה שמוטציות מסוימות מתקיימות רק בתאים הסרטניים וכך מאפשרות להבדיל בינן ובין תאים בריאים. לדברי משעור, העוסק כאמור בתאי סרטן ריאה, “לאחרונה התגלו כמה גנים שהשתקתם אכן הרגה תאי ריאה סרטניים, וכעת אנחנו בודקים את השפעתם על מיגור גידולים סרטניים בעכברים.”

כל התיאור הזה עולה בקנה אחד עם המגמה הנוכחית של רפואה מותאמת אישית. “במקום לתקוף את הגידול בטיפול כימותרפי כולל, הפוגע בתאים סרטניים ובתאים בריאים כאחד, אנחנו מציעים לפגוע בתאים הסרטניים בלבד. באופן זה גדלה יעילות הטיפול ופוחתות תופעות הלוואי הנגרמות מפגיעה בתאים בריאים.”

משעור מאמין ששילוב גישת הטיפול המבוססת על Synthetic Lethality עם גישות טיפוליות אחרות, כגון אימונותרפיה המגייסת את תאי מערכת החיסון כדי לתקוף את תאי הגידול הסרטני, עשוי להפוך את מחלת הסרטן ממחלה קטלנית למחלה כרונית שאפשר לשלוט בה. משעור מתכוון לעסוק בתחום מרתק זה גם בעתיד במסגרת לימודי הפוסט-דוקטורט.

קרדיט לתמונת השער: Massad Habib

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:

פרופ' דוד גרינבלט

חוקרים בטכניון מציגים תצפית ניסויית ראשונה באי-יציבות באפקט קואנדה – תופעה פיזיקלית חשובה הקשורה בזרמי סילון – וגילויים חדשים על התנהגותם של סילונים אלה. החוקרים, הדוקטורנט לב דונאיביץ' ופרופ' דוד גרינבלט מהפקולטה להנדסת מכונות, מציגים את ההישג במאמר מובלט בכתב העת Physics of Fluids. לדבריהם, מאחר שהתופעה קשורה בזרימת אוויר, המחקר עשוי לסייע בשיפורם של מכשירי הנשמה כמו אלה הנדרשים בטיפול בחולי COVID-19 וכן בתחומים רבים אחרים ובהם כלי טיס זעירים, התקנים זעירים לערבוב נוזלים ומערכות לקירור רכיבים אלקטרוניים.

אפקט קואנדה, הקרוי על שם הממציא הרומני הנרי קואנדה (Henri Coandă), מתבטא כשסילון הנע בקרבת משטח קמור מתקמר סביב המשטח במקום לנוע בקו ישר. אם לדוגמה נזרים אוויר בקרבת כדור, האוויר ייטה להיצמד לכדור ולנוע סביב היקפו עד שלב מסוים. אף שהאפקט האמור נחקר בזורמים כבר בתחילת המאה ה-19, קואנדה הוא הראשון שיישם אותו בהקשר האווירודינמי לפני כמאה שנה.

אפקט חשוב נוסף בסילונים, שהתגלה לפני יותר ממאה שנה על ידי הפיזיקאי הבריטי לורד ריילי, הוא אי יציבות צנטריפוגלית. פירושו של מונח זה הוא שבסילונים מסוימים מתפתחות סופות טורנדו זעירות (mini-tornadoes) שמשפכיהן פונים קדימה לכיוון התקדמות הסילון. בשנות השמונים הוגדרו התנאים התאורטיים לקיומה של התופעה, אולם האפקט לא נצפה עד כה באופן ניסויי.

כל זה השתנה כעת במחקרם של דונאיביץ' ופרופ' גרינבלט. באמצעות שיגור סילון שטוח מעל גוף גלילי הצליחו השניים למפות לראשונה את אותן סופות טורנדו זעירות. במאמר הנוכחי הם מציגים את התנאים ההכרחיים הנדרשים לקיומן של סופות אלה, תנאים העולים בקנה אחד עם התאוריה, ומראים גם כיצד אותן סופות מאבדות צורה ומתפרקות. לתהליך זה של היווצרות סופות טורנדו זעירות והתפוגגותן יש השלכות דרמטיות על מיקום נקודת ההינתקות של הסילון מן המשטח.

הדוקטורנט לב דונאיביץ'

לדברי פרופ' גרינבלט, "גילויה של אי-היציבות הצנטריפוגלית הפתיעה אותנו מאוד, ואנו מעריכים כי היא מתקיימת גם בזרימת דם בגוף ובזרם האוויר במכונות הנשמה. כבר שנים רבות סבורים שאפקט קואנדה הוא הסיבה לכך שמכונות הנשמה אינן מזרימות את האוויר לריאות באופן אחיד – תהליך הגורם נזק למטופלים – ואני מעריך שהתגלית שלנו תסייע בשיפורן של מכונות אלה לטובתם של חולי קורונה ומטופלים אחרים."

כעת, בסיוע תמיכה של קרן הלאומית המדע (ISF), חוקרים דונאיביץ' ופרופ' גרינבלט דרכים אפשרויות לשליטה בסופות המיני-טורנדו באופן שירתום את אפקט קואנדה לשיפורם של מכשירים רפואיים ויישומים תעשייתיים שונים.

למאמר בכתב העת Physics of Fluids לחצו כאן

באיור: סופות טורנדו זעירות (פסים אדומים) הנוצרות בסילון כתוצאה מאפקט קואנדה. באדיבות לב דונאיביץ' ופרופ' דוד גרינבלט