מחקרים

RESEARCH

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
AI
סביבה
תעשייה
רחפנים
רובוט
קורס
מכנית
Big Data
מים
מדע והנדסה של חומרים
למידת מכונה
טכנולוגיה
חשמל
זרמים
הנדסה ורוח
בינה מלאכותית
ביו רפואית
אופטיקה

חדשות המחקרים

בחר את סוג הלובי: 
מחקרים
חרקים בשרות האדם

מחקר

17.02.2019
פיתוח טכנולוגיות בהשראת ממלכת בעלי החיים

ד"ר בת-אל פנחסיק, מביה"ס להנדסה מכנית, הפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב, לומדת מחרקים וזוחלים איך לפתור בעיות של איסוף והובלת מים, הדבקה הפיכה ותנועה בתנאים מאתגרים.

  • Biomimicry
  • Biomimicry

במעבדה של ד"ר פנחסיק Biomimetic Mechanical Systems and Interfaces מתמקדמים בביומימטיקה. כלומר, לומדים מאופן פעילותן של חיות בטבע, למשל חרקים וזוחלים, על מנת למצוא פתרון לבעיות אנושיות. את הפתרונות הטבעיים מתרגמים לשימוש בחומרים חכמים שהופקו במעבדה, ומנגנונים פיסיקליים והנדסיים, למשל רובוטים, שמחקים את פעולות החרקים והזוחלים

 

לקבל השראה מהטבע לפתרון בעיות אנושיות

חיות בטבע מתמודדות עם בעיות קיומיות רבות הנובעות מאתגרים סביבתיים כגון: כיצד לשרוד בתנאים מדבריים? איך ניתן ללכת מתחת למים באיזורים רטובים? כיצד להעביר נוזלים ממקום למקום בצורה יעילה? כיצד להישאר נקיים בסביבה בוצית? בטבע ניתן למצוא פתרונות חכמים לבעיות אלו. פתרונות אלו התפתחו לאורך האבולוציה והתייעלו כך שכבר בגדלים קטנים מאוד, ננומטריים, ניתן לראות שימוש נפלא בצורה ובחומר, אשר משפיעים על התכונות המאקרוסקופיות.

 

דוגמא מרתקת היא של חיפושית שחיה במדבר נמיב (מדבר באפריקה הדרומית) אשר משתמשת בטל הבוקר על מנת להרוות את צימאונה. הגב שלה מכוסה במבנה מיוחד של בליטות מיקרומטריות שמושכות אליהן מים ומרכזות אותם בטיפות מסודרות. הטיפות הללו גדלות, מתחברות אחת לשניה ובשלב מסויים מתגלגלות אל פה החיפושית. למעשה, החיפושית אינה עושה שום פעולה אקטיבית- איסוף המים מתרחש בגלל תכונות פני השטח שעל גבה, עם קצת עזרה של הרוח. לטאות מסוימות אף משתמשות במנגנונים מתוחכמים על מנת לשנע מים מגבן אל הפה. הן מכוסות בקשקשים היוצרים רשת דו-מימדית על גבן. הרשת היא למעשה דיודה לנוזלים - מאפשרת הולכת המים בכיוון אחד - היישר אל תוך הפה.

 

לחקות את הטבע 

"במעבדה החדשה שלנו, אנו מבקשים להבין את המנגנונים מאחורי הפתרונות החכמים מהטבע: מה הם החומרים המשמשים את החרקים והלטאות? מה מיוחד בפני השטח שלהן, שמאפשר פתרונות יעילים לאתגרים סביבתיים? אנחנו שואפים ללמוד מחיות אלו על מנת לפתח חומרים חדשים ומערכות שמחקות את הפעולות הללו בהצלחה. באופן אידיאלי - אנו שואפים לא רק לחקות אלא גם להתעלות ולהרחיב מעבר למה שהטבע מציג לנו. מאחר והטבע מורכב, הדרך להבין אותו חייבת להיות רב-תחומית. מסיבה זו הצוות שלנו הוא רב תחומי ומורכב ממהנדסים מכניים, פיסיקאים, כימאים ומהנדסי חומרים" מסבירה ד"ר פנחסיק.

 

תקריב של רגל חיפושית רגע לפני המגע עם טיפת מים

בתמונה: תקריב של רגל חיפושית רגע לפני המגע עם טיפת מים.

 

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה פתרון

איך ליירט ציוץ בזמן?

מחקר

13.02.2019
איך ליירט ציוץ בזמן?

ד״ר דן ימין מהפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב, מפתח מערכת שיודעת לזהות מראש את הפוטנציאל הויראלי של ציוץ בטוויטר, ולא פחות חשוב: לנטרל אותו.

  • Social Contagion
  • Viral Marketing
  • Social Contagion
  • Viral Marketing

במעבדה לחקר ויראליות בראשותו של ד"ר דן ימיןLEMA, עוסקים בעיקר באפליקציות רפואיות הנוגעות להתפשטות מחלות מידבקות.

 

ד"ר ימין מצא במחקריו כי לא רק מחלות יכולות להיות מידבקות, אלא גם התפשטות של תופעות עם פוטנציאל ויראלי לרבות שיווק ויראלי, וירוסי מחשב, ואפילו התנהגויות עם היבטים חברתיים מידבקים.

 

שנאה זה מידבק

"בזמן שהותי באוניברסיטת ייל במסגרת הפוסט דוקטוקט, נחרדתי לגלות שאנחנו מפסידים באופן ניכר במערך ההסברה בקמפוסים בארה"ב. נתקלתי לעיתים תכופות בדיונים לא מאוזנים בלשון המעטה, חד גוניים, שטופי שנאה אודות ישראל, אפילו בקרב גורמים בקהילה היהודית. באחד הימים רוסס גרפיטי של צלב קרס במרכז היהודי של האוניברסיטה. לצערי, לאיש לא היה אכפת. ניסיתי להבין כיצד יתכן שזה כל כך לא פופולרי לאהוד את ישראל. הבנתי, בדיעבד שהתעמולה המסיבית כנגד ישראל, ובפרט ברשתות החברתיות נותנת את אותותיה. הבנתי, ששנאה זה מידבק" מספר ד"ר ימין.

 

סיכול ציוצים ויראלים

בשנים האחרונות אנו עדים לעלייה ניכרת בציוצים אנטי ישראליים ע"י ארגונים כמו BDS ומשתמשים פרטיים. מטרת העל של המחקר הנה יצירת מערכת "כיפת ברזל של ציוצים". בדומה למערכת כיפת ברזל, ברור לכול כי לא ניתן ולא צריך לסכל כל ציוץ. מידי יום, מופצים עשרות אלפי ציוצים הקשורים לישראל. רק חלק קטן מהם יהיה ויראלי ויתפשט ברשת החברתית. 

 

במסגרת עבודת התיזה של יוגב מטלון ואופיר מגדסי ובשיתוף עם אדם אלמוזלינו מבוסטון, ארה"ב, פיתחו החוקרים סט של אלגוריתמים שבאמצעותם הצליחו לחזות איזה ציוץ פרו ישראלי או אנטי ישראלי יהיה ויראלי. בשלב השני של המחקר הם ירצו לנסות ולהציע מכניזם לציוץ תגובה אפקטיבית. מסביר דן "כלומר, נרצה להציע מכניזם לתגובה שתמזער את ההשפעה של ציוץ אנטי ישראלי ותגביר את ההשפעה של ציוץ פרו ישראלי. שאיפתנו היא לתרום מערכת כזו למרכז לעניינים אסטרטגים או לארגון פרו ישראל כדוגמת stand with us שאיתם יצרנו קשר לאחרונה. ברור שישנם לא מעט אתגרים בפרויקט שכזה". 

 

לזהות ציוץ רלוונטי

הרשת החברתית בנויה מקבוצות הומוגניות. כלומר, ברור שרוב חברי דומים לי, ולכן ציוץ פרו ישראלי שיופץ במהרה בין חברי יהיה בבחינת "שכנוע המשוכנעים" וככזה, לא נרצה להגדירו כויראלי. בנוסף, גם אם איתרנו ציוץ אנטי ישראלי עם פוטנציאל להיות ויראלי, ייתכן שהתגובה שלנו כנגדו עלולה לשמש כחרב פיפיות ודווקא להגביר את תפוצתו המזיקה ברשת. אתגר נוסף הוא זיהוי ציוצים רלוונטיים מבין מאות מיליוני ציוצים המופצים מידי יום. לדוגמה, ראשי התיבות SJP משמשים כקיצור של Students for Justice in Palestine, אבל גם של Sarah Jessica Parker.

 

עולם הרשתות החברתיות הוא חדש ומתחדש ורב בו הנסתר על הידוע. בכוחו של מחקר כזה לשפר את הבנתנו אודות המבנה וההתהוות של רשת חברתית, את גורמי ההשפעה ברשת, השפעה של התפשטות רגשות ברשת ועוד מגוון רחב של שאלות. 

 

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה פתרון

מידת האחריות האנושית באינטראקציה עם מערכות אוטומטיות

מחקר

10.02.2019
מידת האחריות האנושית בהפעלת מערכות אוטומטיות

ניר דואר פיתח מודלים ומדדים שיאפשרו לכמת בצורה אובייקטיבית את "אחריות" האדם המפעיל או מפקח על מערכות אוטומטיות מתקדמות

  • AI
  • AI

קביעת מידת האחריות האנושית באינטראקציה אנושית עם מערכות אוטומטיות מהווה כיום נושא "חם" וחשוב ביותר. זאת לאור ההתפתחויות במכוניות אוטונומיות, מערכות מתקדמות ברפואה, כלי נשק צבאיים אוטונומיים, ויישומי AI באופן כללי.

 

מערכות אוטומציה מתקדמות

אוטומציה מתקדמת עוסקת באיסוף מידע והערכה, בקבלת החלטות ואף ביישום פעולות נבחרות. בעבר האוטומציה רק החליפה (באופן מלא או חלקי) פעולות אשר התבצעו על ידי האדם, אך כיום היא מאפשרת יכולות ניתוח ויישום פעולות החורגים מגבול היכולת האנושית. 

 

אולם, בעת אינטראקציה עם מערכות אוטומציה מתקדמות, הופכת מידת האחריות האנושית ללא ברורה ונוצר פער ביכולת להגדיר ולכמת מהי בעצם האחריות התורמת של האדם לתוצאות הנגרמות. הבנת מידת אחריות האנוש חשובה במיוחד כאשר פעולת המערכות יכולה להוביל לפגיעה פיזית באנשים, כמו בכלי רכב אוטונומיים, חדרי בקרה במפעלים המערבים חומרים מסוכנים, ובפרט במערכות נשק אוטונומיות שזהו ייעודן.

 

לכמת את האחריות

עד היום, תחום אחריות האנוש באינטראקציה עם אוטומציה נידון מהצדדים הפילוסופיים, האתיים והמשפטיים בלבד בזמן שניר דואר, דוקטורנט במחלקה להנדסת תעשייה, תחת הנחייתו של פרופ' יואכים מאייר, בוחן אותו לראשונה מתוך זווית ראייה של הנדסה קוגניטיבית. ניר ופרופ' מאייר מפתחים מודלים ומדדים מתמטיים-סטטיסטים המאפשרים לכמת בצורה אובייקטיבית את "אחריות" האדם המפעיל או מפקח על מערכות  אוטומטיות מתקדמות. בנוסף לפיתוח תאורטי, הם  מבצעים ניסויי מעבדה נרחבים, בהשתתפות עשרות סטודנטים מהמחלקה להנדסת תעשייה, בהם הם בוחנים עד כמה התאוריה שהם פיתחו יכולה לחזות  התנהגויות אנושיות בפועל.

 

המודל התיאורטי לכימות אחריות (ResQu) של אינטראקציה אנושית במערכות אוטומטיות שניר פיתח מתבסס על  תורת האינפורמציה. הניתוח מגלה שבפועל במקרים רבים האחריות התורמת של האדם הינה נמוכה, גם כאשר לכאורה מוקצים לאדם תפקידים מרכזיים. לפיכך, המדיניות המקובלת כיום של שמירה על "אדם בחוג", ושימוש בבקרה אנושית משמעותית, הינה מטעה ולמעשה לא יכולה להכווין את קביעת המדיניות על האופן בו נכון לערב בני אדם בתפעול ובקרה של אוטומציה מתקדמת.

 

"מודל האחריות שלנו יכול לשמש בעת קבלת החלטות לגבי עיצוב המערכת ולסייע לקביעת מדיניות ולהחלטות משפטיות בנוגע לאחריות אנושית באינטראקציה עם מערכות אוטומטיות מתקדמות" מסביר ניר. "הדרישה להשאיר לאדם תפקיד בתפעול או בקרה של מערכת אוטומטית לא מבטיחה שבפועל תהיה לו יכולת תרומה משמעותית. המחקר שלנו מראה שלאדם יש אחריות תורמת רק במקרה שיש לו יכולת מסוימת המשלימה או עולה על זו של המערכת האוטונומית, באמצעות איזשהו יתרון אנושי מובהק או מקור מידע ייחודי אחר שלמערכת הממוחשבת אין".

 

הניסויים שלנו הראו שכאשר אנשים  נעזרים באוטומציה מתקדמת שיש לה יכולת העולה בהרבה על  שלהם, הם נוטים להתערב יותר מהנדרש, מבצעים שגיאות, ולמעשה פוגעים ברמת הביצועים המיטבית שיכלה לספק המערכת האוטומטית לולא מעורבותם.

 

נשאיר אתכם עם שאלה למחשבה: מה תהיה אחריות האדם כשהיתרון האנושי יישחק. עם התפתחות טכנולוגיות AI, המעורבות האנושית המשמעותית במערכות אוטונומיות תלך ותפחת, כמו גם היכולת האנושית לפקח עליהן, ואז, מה יהיה הטעם להכניס לתמונה אדם אם תפקידו העיקרי יהיה רק לחטוף את האשמה במקרה של תקלה?

 

עוד על המחקר של ניר דואר

לכתבה בעיתון הארץ

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה פתרון

נורות לד ידידותיות לסביבה

מחקר

31.01.2019
נורות לד ידידותיות לסביבה

מחקר חדש של פרופ' שחר ריכטר מציע שימוש בציפוי אורגני לנורות לד 

​פרופ' שחר ריכטר, ותלמידת המחקר יוליה גוטה מהמחלקה למדע והנדסה של חומרים מהפקולטה להנדסה אוניברסיטת תל אביב, פיתח יחד עם פרופ' עודד שוסיוב ותלמיד המחקר טל בן-שלום מהאוניברסיטה העברית ציפוי אורגני לנורות לד (LED), המבוסס על רכיבי פסולת מתעשיית העץ.

 

הפיתוח המהפכני יכול להוביל לצפוי הראשון מסוגו שאינו מכיל מתכות ויוזיל לכולנו את עלויות החשמל.

נורות הלד הלבנות עשויות חומר כחול הפולט אור כחול העובר אינטרקציה עם צפוי המכיל חומר זרחני, אינטרקציה זו יוצרת את האור הלבן. הציפוי בו משתמשים היום עשוי מתכות נדירות ויקרות, והן חלק מהסיבה למחירן הגבוה של נורות הלד.

 

"אנחנו פיתחנו ציפוי אורגני ידידותי לסביבה העשוי תאית, וחומרים פולטי אור אורגנים בתהליך ידידותי לסביבה. התאית, המרכיב המרכזי בדפנות התאים של העץ, נחשבת לאחד החומרים החזקים בטבע ונתן להפיקה אף מפסולת נייר" מסביר פרופ' ריכטר. הציפוי שפיתח פרופ' ריכטר ושותפיו למחקר עשוי חומרים אורגניים בלבד, ובניגוד לציפויים ביולוגיים אחרים הוא עמיד לטמפרטורה, ללחות ולקרינת UV .

בימים אלה הם עובדים על שיפור יעילות הציפוי. "אני יכול לגלות שכבר ניתן רישיון לייצור מסחרי של הנורות החדשות" מציין פרופ' ריכטר.

להטמין את שינוי האקלים עמוק באדמה

מחקר

31.01.2019
להטמין את שינוי האקלים עמוק באדמה

ד"ר אבינועם רבינוביץ חוקר הטמנת פחמן דו-חמצני במאגרים תת קרקעיים עמוקים. 

  • CO2 storage
  • CO2 storage

מחקר חדש של ד"ר אבינועם רבינוביץ, מבית הספר להנדסה מכנית בפקולטה להנדסה אוניברסיטת תל אביב חוקר הטמנת פחמן דו-חמצני במאגרים תת קרקעיים עמוקים במטרה לבסס שיטה להפחתה מאסיבית של פליטת גזי חממה.

 

נזקי שינוי האקלים

רבות מדובר על ההתחממות הגלובלית והשפעותיה. מידי שנה מתפרסמים נתונים על ידי הפאנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים המראים שהטמפרטורה הממוצעת העולמית עולה כ-0.8 מעלות מאז התפתחות התעשייה וצפויה להמשיך לעלות (בעשורים הקרובים תגיע ל-1.5 מעלות מעל זאת שלפני התיעוש).

 

תופעות מדאיגות הנלוות לעליית הטמפרטורה הן המסת קרחונים, עליית מפלס האוקיינוסים, בצורות, גלי חום, הצפות, שריפות ענק ועוד. ההשפעה האנושית על ההתחממות הגלובלית היא ככל הנראה קריטית! 

כמות הפחמן הדו-חמצני (CO2) המצוי באטמוספירה עלתה באופן חד בעשורים האחרונים והיא כמעט פי 2 מהממוצע במאות אלפי שנים האחרונות, וזאת כתוצאה משריפת דלקים פוסיליים (הדלק הפוסילי כולל שלושה סוגי חומרים: פחם, נפט וגז-טבעי). יש הטוענים שהמשך הקיום האנושי תלוי ביכולת שלנו להפחית את ההתחממות הגלובלית, ובפרט הפחתת פליטת הפחמן הדו-חמצני.

 

מטמינים את פליטת הפחמן הדו-חמצני עמוק באדמה

אחד הפתרונות שיכולים להוביל להפחתה מאסיבית של פליטת הפחמן הדו-חמצני הוא הטמנתו במאגרים תת קרקעיים עמוקים כגון אקוויפרים מלוחים שאינם בשימוש. התהליך מורכב משלושה שלבים: ראשית, פחמן דו-חמצני  נאסף מהאטמוספירה או ממקורות כגון תחנות כוח ומפעלים. שנית, יש צורך בשינוע של הפחמן הדו-חמצני אל נקודות המתאימות להחדרה. לבסוף, הפחמן הדו-חמצני  מוחדר למאגרים תת קרקעיים דרך קידוחים במטרה לאגור אותו למשך אלפי שנים. הטכנולוגיה הזאת יושמה במספר פרוייקטי אב-טיפוס ואף באופן מסחרי בפרוייקטים בודדים, המפורסם שבהם נמצא בשדה הגז סלייפנר שבנרווגיה.

כלוא באדמה

מטרת המחקר היא להבין את התהליכים שיעבור הפחמן הדו-חמצני  בעת שישהה במשך אלפי שנים יחד עם מים מלוחים באקוויפר שבעומק האדמה. הכוונה היא לוודא שהפחמן הדו-חמצני  אכן ישאר כלוא ולא יחלחל חזרה למעלה (ה- CO2  קל יותר מהמים!) ויגיע לאטמוספירה דרך סדקים בסלע התת קרקעי. כמו כן חשוב להבין מה הלחצים שיתווספו למאגר על מנת לבצע את ההחדרה באופן מבוקר כדי שלא יהיה סידוק ושבירה של הסלע. המחקר נעשה באמצעות מודלים תיאורתיים ונומריים, הכוללים סימולציה של זרימה במאגרים או הדמיה של דגימות סלע הנלקחות מהמאגר, דבר המאפשר הבנה מעמיקה של התהליכים הפיסיקליים.

 

פרסום מאמר

המאמר של ד"ר רבינוביץ פורסם במגזין Journal of Petroleum Science and Engineering. מעבר למאמר

הדס ממן

מחקר

21.01.2019
מקורות מים מזוהמים

פרופ' הדס ממן מסבירה בראיון ל ynet על בעית המים בעולם כמשאב שאינו זמין לכל ילד ועל הפתרונות שהיא מביאה למים מזוהמים.

פרופ' הדס ממן, ראשת התכנית להנדסת סביבה בביה"ס להנדסה מכנית, התראיינה השבוע ע"י צוות ynet במעבדה שלה לחקר טכנולוגיית המים.

הדס הסבירה בראיון איך היא וצוותה מנסים להתמודד עם האתגרים הגדולים הניצבים בפני העולם כיום – בעיית הנגישות למי שתייה. פרופ' ממן חוקרת כבר שנים את המים המזוהמים בהודו שהורגים חמישית מהילדים עד גיל 5.

 

בהודו היא חוקרת דרכים יעילות למניעת זיהום שנגרם מתשטיפים ממזבלות פתוחות (open dump) ומחלחל למי תהום ומי שתייה. ממן קוראת לזה פשוט "המיץ של הזבל". בהודו זוהי שיטה נפוצה לסילוק פסולת מוצקה: העברת האשפה לאתר פתוח, ללא כל ניהול או טיפול בה. לאשפה הזאת יש אינטראקציה עם מים, בעיקר בתקופת הגשמים, אך גם בקיץ, כשהנוזלים מחלחלים דרך המזבלות, והתוצאה היא שפכים מזוהמים מאוד שנקראים תשטיפים. אלה רעילים מאוד וכוללים מתכות רעילות, כלור אורגני, אמוניה, שאריות חומרי הדברה וכימיקלים.

 

הכנסו לראיון: "מעניין אותי להתעסק במקורות מים מזוהמים" באתר ynet להמשך קריאה.

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה הפתרון

פסולת יקרה מפז

מחקר

08.01.2019
פסולת יקרה מפז

מחקר חדש מציע דרכים לשימוש חוזר בגזם צמחי ואף לייצר דלק אתנול טבעי מגזם עצים, מפסולת חקלאית ופסולת נייר.

מחקר חדש שמומן ע"י משרד האנרגיה ומשרד הגנת הסביבה הנערך ע"י פרופ' הדס ממן יחד עם הסטודנטים מהפקולטה להנדסה וד"ר יורם גרשמן מאורנים מציע דרכים לשימוש חוזר בגזם צמחי ואף לייצר דלק אתנול טבעי מגזם עצים, מפסולת חקלאית ופסולת נייר.

 

הסטודנטים לדוקטורט רועי פרץ, שנה שלישית בתכנית להנדסת סביבה, ביה"ס להנדסה מכנית ויאן רוזן, שנה רביעית בבית הספר ללימודי הסביבה וכדור הארץ ע"ש פורטר והנדסת סביבה בהנחיתם המשותפת של פרופ' הדס ממן ושל ד"ר יורם גרשמן ממכללת אורנים בדקו במחקר חדש את האפשרות להשתמש בפסולת הגזם ופסולת נייר לייצור אתנול. מחקרם פורסם באתר הידען ובוואלה ואף זכו בגרנט נוסף של "היבטי סביבה – תחליפי נפט לתחבורה" יחד עם פרופ' אופירה איילון במחקר אוזונציה כטיפול מקדים להפקת אתנול מפסולת חקלאית כתחליף דלק תחבורה  - אופטימיזציה ואנליזת מחזור חיים – על מנת לבחון את התהליך הנ"ל ביחס לחלופות אחרות של מקורות אנרגיה לתחבורה.

 

הביומסה הצמחית

עבודתו של יאן מתמקדת בלחקור את השימוש באוזונציה בקדם הטיפול בגזם בתהליך הפקת ביו-אתנול. הייעוד העיקרי של האתנול הוא לשימוש בתחבורה ע"י מיהול עם בנזין ובכך להפחית צריכה של דלק ממקור מאובני ופליטת מזהמים. "המחקר שלי מראה שאין צורך בחשיפה ממושכת לאוזון ודי בחשיפה קצרה בכדי להתחיל ולאפשר תהליכי הידרוליזה אנזימטיים המניבים תפוקה גבוהה של חד סוכרים. חשיפות קצרות אלו לאוזון מוזילות את השימוש בו ועשויות להפוך את השימוש בו לישים תעשייתי" כך מסביר יאן.

הביומסה הצמחית (המסה הכוללת של כל החומר האורגני) מורכבת משלושה מרכיבים: צלולוז, המיצלולוז וליגנין. הצלולוז הוא סיבים של רב סוכר המורכב ממונומרים של חד שש סוכרים. ההמיצלולוז הוא רב סוכר הבנוי מקטעי שרשראות של חד חמש סוכרים ומשמש לחיזוק ולהגנה על הצלולוז. הליגנין הוא רשת בעלת מבנה תלת ממדי משתנה של פוליפנולים העוטפת את סיבי הצלולז וההמיצלולוז. תפקידיו של הליגנין הם להעניק קשיחות לצמח, עמידות בפני אנזימים וכיוב'. הימצאותו של הליגנין מונעת את פרוק הרב סוכרים לחד סוכרים המשמשים את השמרים לתסיסה וייצור האתנול. הדעה הרווחת היא שאמנם האוזון נמצא כיעיל בפרוק פנולים אך ייצורו יקר ונחוץ הרבה אוזון. סברה זו מונעת מהשימוש באוזון להיות מיושם תעשייתית. 

 

מפסולת נייר לדלק חלופי מסוג ביו-אתנול

רועי פרץ מתמקד במחקרו במעבדה של פרופ' ממן בהמרת פסולת מחזור הנייר והשבת חומרים יקרי ערך. בישראל בלבד נוצרים יותר ממליון טונות של פסולות נייר וקרטון, כאשר רק 50% מתוכם הולכים למחזור ושימוש מחדש, לרוב במפעל "נייר חדרה". כתוצאה מתהליך המחזור מתקבל תוצר לוואי לא רצוי בדמות 31,000 טונות בשנה של פסולת מחזור נייר (RPS-Recycled Paper Sludge). נכון לרגע זה, אין שימוש ממש לפסולת זו אשר מכילה אחוז גבוה מאוד של סיבי צלולוז (75% משקלי).

 

במחקר המוצע, נבחנת המרת פסולת מחזור הנייר והשבת חומרים יקרי ערך- החל מאפיון הפסולת, בחינת תהליכי טיפול מקדים חדשניים מבוססי אוזונציה, בחינת טיפול אנזימטי ואופטימיזציית התהליך. פסולת הנייר תורמת לשני מוצרים יקרי ערך: דלק חלופי מסוג ביו-אתנול וננו קריסטלים מצלולוז. "מחקר זה יכול לתרום לפיתוח עקרון "פסולות לדלקים" בישראל ובעולם, במיוחד בהתחשב בכמויות ההולכות וגדלות של פסולות אשר בלא מוצא אחר, נטמנות במטמנות ייעודיות" לפי רועי.

רועי פרץ

מולטי-דיציפלינריות במחקר

אוניברסיטת תל אביב והפקולטה להנדסה בפרט, תורמים רבות במחקר בדגש על מתן תשתיות מתקדמות ומפותחות המאפשרות מחקר ברמה הגבוהה ביותר. כמו כן, שיתוף הפעולה בין ביה"ס להנדסה מכאנית לבין מחלקות אחרות (כימיה, הנדסת חומרים ולימודי הסביבה) באוניברסיטת תל אביב מאפשר פיתוח מולטי-דיסיפלינרי המערב תחומים שונים של מחקר ומעצים אותו. בנוסף, אוניברסיטת תל אביב תומכת בפרסומים, נסיעות מחקר של סטודנטים וקידום קשרים עם חוקרים אחרים ברחבי העולם, דבר הנושא פרי הנראה בהתעניינות הרבה שהמחקר שואבהמכשור ההנדסי והטכני שמהווה את הבסיס למחקר, נמצא בפקולטה להנדסה במעבדה לטכנולוגיות מים, בדגש על מערכת האוזונציה המתקדמת. מערכת זו מאפשר המרה של גז חמצן לתערובת עשירה באוזון, שהינה החומר המגיב שעומד בעיקרו של המחקר.

 

אלה שמתאהבים בבעיה הם אלה שממציאים לה הפתרון

ד״ר רג׳א ג׳יריס חוקר למידה עמוקה של מחשבים, כיצד הם לומדים ואיך זה יכול לשמש אותנו.

מחקר

18.12.2018
בכל תמונה מטושטשת יש תמונה חדה שרוצה להתגלות

ד״ר רג׳א ג׳יריס חוקר למידה עמוקה של מחשבים, כיצד הם לומדים ואיך זה יכול לשמש אותנו.​

בשנים האחרונות חלה התקדמות מאוד גדולה בתחום של למידה עמוקה, שהוא תת תחום של למידת מכונה (הידועה גם כאינטליגנציה מלאכותית בפי הקהל הרחב) שבו מנסים לגרום למחשב ללמוד לבד

 

ההתקדמות הזאת הובילה לשיפור אדיר בביצועים בתחומים כמו זיהוי אובייקטים, הבנת שפה, הבנת דיבור, שיפור איכות תמונה, נהיגה אוטונומית, רפואה (זיהוי גידולים מסריקות בצורה אוטומאטית) ועוד.

 

אחד הדברים שמעיבים על ההצלחה הגדולה של התחום הוא שאנחנו לא מבינים למה הכלים של למידה עמוקה הם כל כך חזקים. כלומר למה הם מצליחים לעשות דברים שכלים אחרים נכשלו בהם. כלומר איננו מבינים מה כל כך מיוחד בהם או מה נותן להם את היכולות שיש להםהבנה תיאורטית של כלים אלו מאוד חשובה בעיקר כאשר רוצים להשתמש בהם ביישומים רגישים כמו רפואה או נהיגה. 

 

המחקר של ד"ר גיריס, מבית הספר להנדסת חשמל של הפקולטה להנדסה אוניברסיטת תל-אביב מתבסס על תיאוריה אבל גם על שיפור תמונה ותכנון אופטיקה חדשה ולנסות לגרום למכונה להוציא מידע שאנחנו לא רואים. הוא וחוקריו מנסים לתת הבנה טובה יותר של הכלים הללו ובעזרת ההבנה הזאת לפתח כלים חדשים שמשיגים ביצועים טובים יותר.

 

עוד על ד"ר גיריס ומחקרו ניתן למצוא באתר שלו

 

 

פצעי לחץ

מחקר

22.11.2018
פצעי לחץ יתנו לכם סיבה טובה לזוז

לכבוד חודש המודעות הבינלאומי לפצעי לחץ, פרופ' עמית גפן מסביר על חשיבות התנועה

אנו מציינים כעת את חודש המודעות הבינלאומי לפצעי לחץ, אותו יזם וקידם פרופ' עמית גפן מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית בפקולטה להנדסה, בעת שהיה נשיא האיגוד האירופי לפצעי לחץ.

 

השפעתם של פצעי לחץ על תוחלת ואיכות החיים של מטופלים בכל הגילאים ובמגוון מצבים רפואיים כמו גם על עלויות בריאות היא עצומה, ולכן מוקדש מירב זמנו של פרופ' גפן בשני העשורים האחרונים לפעילות מחקרית בינלאומית ולקידום הידע המדעי בנושא ושילובו בהנחיות בינלאומיות למניעה וטיפול.

 

"כידוע, פצעי לחץ גובים מחירים קשים מילדים ופגים, צעירים וקשישים, מנותחים, יולדות ועוד, אולם בידינו היכולת לצמצם את השפעתם המזיקה באמצעות שיתוף פעולה ליצירת ידע מדעי חדש ושימוש בו לפיתוח  הנחיות, התוויות וטכנולוגיות פורצות-דרך. החלפת מידע מדעי וקליני חדש מבוסס-ראיות בנושא חשוב זה בין כל הגורמים הרפואיים, גופי הממשל ותעשיית המכשור והציוד הרפואי היא המפתח לקידום המניעה והטיפול בפצעים הקשים הללו" כך מסביר פרופ' גפן.

 

לאחרונה קיבל השיח הרב-מקצועי שיזם פרופ' גפן כאמור ביטוי באמצעי תקשורת שונים בישראל, ולהלן מספר קישורים לכתבות שפורסמו בימים ובשבועות האחרונים בהם מסביר על תופעת פצעי הלחץ, הסיבות ודרכי טיפול:

פצעי לחץ: עלייה דרמטית בשכיחות בישראל

כתבה ב - doctors

 

מיולדות ופגים ועד סופרמן: 11 עובדות על פצעי לחץ

כתבה ב - ynet 

ד"ר איילת לסמן במעבדה לביומכניקה של תאים ורקמות

מחקר

28.09.2017
ביומכניקה שבונה רקמות מהונדסות.

ד״ר איילת לנסמן, מהפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב, חוקרת את הביומכניקה של תאים ורקמות בגוף האדם, לבניה של רקמות מהונדסות ואולי גם איברים לגוף האדם.

ד"ר איילת לסמן, מבית הספר להנדסה מכנית, ומנהלת מעבדה לביומכניקה של תאים ורקמות חנכה השבוע ציוד חדש אשר נתרם הודות למענק נדיב ע"י גב' דניאל רובינשטיין ז"ל ואגודת ידידי אוניברסיטת תל אביב בויקטוריה - אוסטרליה, ויעזור רבות למחקריה. ד"ר לסמן ישבה איתנו אחד על אחד והסבירה לנו על השילוב המנצח בין ביולוגיה, פיזיקה והנדסה ומה היא מקווה לגלות.

 

מה תחום המחקר העיקרי במעבדה?

תחום המחקר שלי הוא ביו-מכניקה של תאים ורקמות. הדגש אצלנו הוא ההבנה כיצד סיגנלים מכניים משפיעים על תהליכים ביולוגיים. למשל איך התכונות המכניות של סביבת התאים משפיעה על נדידת תאים או התקשורת בין תא אחד לשני, וכיצד הכוחות שתאים מפעילים משפיעים על התפקוד שלהם.

 

מהי אינטראקציה בין תאים וסביבה?

התאים ברקמות בגופנו גדלים בתוך סביבה אשר בנויה מרשת תלת-מימדית של סיבים (תחשבו על מרק ספגטי...נראה משהו כזה). בעצם רקמה = תאים + סביבה.  התאים "נדבקים" לסביבה שלהם וכל הזמן נמצאים  באינטרקציה איתה. אינטרקציה זו יכולה להיות כימית (מולקולות שונות) ומכנית (כוחות). אותנו בעיקר מעניין החלק המכני. למשל, התאים מפעילים כוחות מכניים כנגד הסביבה ויוצרים סביבם שדה תזוזות ומאמצים אשר חשובים ביותר לפעילות הביולוגית ויכולים לאפשר, בין היתר, תקשורת בין תאים רחוקים.

 

מה את מקווה לגלות?

אני מקווה לגלות את ההשפעה של סיגנליים מכניים על תהליך ההתארגנות של התאים לכדי יצירת רקמה. אני מאמינה שזה יכול לתרום רבות לתחום של הנדסת רקמות ולהבנה של תהליכים בביולוגיה התפתחותית.

 

מי עובד איתך במעבדה?

יש לי מנהל מעבדה, ‫ד"ר אורן ציצ'יאן, וסטודנטים לתואר שני ודוקטורט ופוסט-דוקטורנטים אשר עושים עבודה מצויינת. אני תמיד מחפשת סטודנטים חדשים אשר מצטיינים בלימודיהם ובעלי סקרנות ומוטיבציה למחקר.

 

מדוע בחרת לחקור תחום זה?

במהלך שנותי באקדמיה עברתי בין נושאים מגוונים מאוד. התחלתי לימודים בהנדסת חומרים ובדוקטורט עברתי להנדסה ביו-רפואה. הנדסה וביולוגיה תמיד עניינו אותי. התחום שאני עוסקת בו מגוון מאוד ומשלב בין הנדסה מכנית, הנדסת חומרים וביולוגיה ולכן כל הזמן מעניין.

 

איך את רואה את השילוב בין ביולוגיה, פיזיקה והנדסה?

שילוב מנצח. ‪אצלי במעבדה זה הבסיס. לכל פרויקט יש מוטיבציה מתחום הביולוגיה, ואנחנו חוקרים אותו באופן הנדסי, מכני. השילוב הזה מביא לחשיבה חדשה בעולם הביולוגי ולתגליות חדשות.

 

מה הגישה שלך לניהול מעבדה? מה תביאי איתך למעבדה?

חשובה לי מאוד העבודה העצמאית, שהסטודנטים יחשבו לבד, יביאו רעיונות יצירתיים ותמיד יחשבו על הצעד הבא ואיך עושים אותו. אני שם לעזור, לכוון, לייעץ אבל הם הכוח המניע. אני מצידי אביא רעיונות חדשים, סבלנות, אופטימיות ותקציבים לממן את המחקר. במחקר הרבה פעמים הולכים לאיבוד ואני שם למצוא את הדרך הנכונה.

 

עדשות דקות פחות מעובי של שערה

מחקר

18.09.2017
מחקר פורץ דרך: עדשות דקות פחות מעובי של שערה

אלמנטים אופטים משטחיים

מחקר פורץ דרך שפורסמם בעיתון היוקרתי – Nature Communications בנושא אלמנטים אופטים משטחיים של ד"ר טל אלנבוגן מהמחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית בבית הספר להנדסת חשמל בפקולטה להנדסה ע"ש פליישמן ואורי אביו סטודנט לתואר שני בבית הספר להנדסת חשמל.

 

לצלם עם עדשות דקות פחות מעובי של שערה.

עדשות קמורות הן אבן הבסיס בכל מכשיר אופטי כמו מצלמות, מיקרוסקופים, טלסקופים וכו'. בד"כ נדרשות מספר רב של עדשות כאלה על מנת לקבל תמונה באיכות גבוהה. אחת הסיבות לכך היא שכאשר  אנו רוצים לדמות (image) תמונה לא מונוכרומטית, כמו למשל בצילום באור יום, אורכי הגל השונים המרכיבים את האור הלבן ייתמקדו למקומות מעט שונים ונקבל תמונה מעוותת. תופעה זו, הקרוייה אברציות כרומטיות chromatic aberration)), מסבכת (ולכן גם מייקרת) את התכנון של מכשירים אופטים, ובנוסף גם מגבילה את העובי המינימלי של המכשיר, כמו למשל בטלפונים חכמים. בעיה זו יוצרת דרישה הולכת וגוברת למציאת תחליפים דקים יותר לעדשות אלה, תוך כדי שמירה על איכות מיקוד האור ועלות ייצור נמוכה.

שלוש עדשות לצבע לבצע אחר

בעבודה שפורסמה בעיתון היוקרתי Nature Communications, הראו אורי אביו וד"ר טל אלנבוגן מהמעבדה לננו אלקטרו-אופטיקה באוניברסיטת תל אביב בשיתוף עם ד"ר אוקלידס אלמידה ופרופ' יחיעם פריאור ממכון וויצמן, כיצד ניתן להשתמש בשלוש שכבות אולטרא-דקות של מטה-משטחים, על מנת לייצר עדשה מתוקנת אברציות כרומטיות. בעדשה זו, השתמשו החוקרים בננוטכנולוגיה על מנת לכתוב מערכים של ננו אנטנות העשוית ממתכות שונות, המגיבות לאור הנראה בצורה ייחודית. באמצעות שילוב של שלוש שכבות של מטה- משטחים אלה הצליחו החוקרים להרכיב שלוש עדשות שונות, אשר כל אחת מיועדת לצבע אחר, וביחד ממקדות אור לבן לנקודה אחת, וכל זאת במבנה בעובי של פחות ממאית עובי השערה. בנוסף הראו החוקרים מגוון של רכיבים אופטיים נוספים מבוססים על הטכנולוגיה החדשה. רכיבים אופטיים כאלו מהווים מוקד התעניינות בתעשייה לצורך פיתוחי מצלמות ואלמנטים אופטיים ממוזערים.

לכתבה המלאה: Composite functional metasurfaces for multispectral achromatic optics

אוניברסיטת תל-אביב, ת.ד. 39040, תל-אביב 6997801
UI/UX Basch_Interactive