תחומי המחקר שלי מתמקדים באתגרי מחקר חדשים בתחום ארכיטקטורת מחשבים ומערכות

17 ספטמבר 2014

בעידן זה כמות המידע שנוצרת בכל יום היא בעלת אופיין גדילה אקספוננציאלי. כתוצאה מכך נוצרו אתגרי מחקר חדשים בתחום ארכיטקטורת מחשבים ומערכות. אתגר מרכזי הוא ניהול ושמירת המידע בצורה יעילה על מנת שניתן יהיה לנתחו בעת הצורך בעתיד. מצד אחד מעלה אתגר זה מגוון שאלות ברמה הפיזיקלית כגון צריכת אנרגיה ופיזור חום, ומצד שני שאלות בפן המערכתי כמו עמידות בפני נפילות של שרתי מחשב, אמינות המידע וסקיילביליות  המערכת.

 

המחקר שלי עוסק בעיקר בשאלות מהסוג האחרון, במטרה לפתח תיאוריות חדשות לניהול מידע המתאימות טוב יותר לביג דאטה, עם דגש על פיתוח קודים לתיקון שגיאות ומחיקות עבור מרכזי מידע, מחשוב ענן ורכיבי זיכרון כגון פלאש. בנוסף אנו חותרים להבנת מגבלות המערכת במובן של תורת האינפורמציה ושקלול תמורותיה במונחים של אמינות, סיבוכיות פענוח וזמינות המידע. 

 

מחקר שנעשה בשיתוף פעולה בין הפגייה בשניידר לבין המעבדה לראייה וניתוח תמונות בבית הספר להנדסת חשמל.

16 ספטמבר 2014

מדידת אורכו של פג חשובה להערכת התפתחותו ולטיפול הנכון בו, אלא שמדידת האורך דורשת ליישר ולמתוח את הפג על גבי לוח מדידה, פעולה המפריעה לפג ועלולה לסכן את שלומו. עמליה פוטרוך ודור אציל, בעת שהיו סטודנטים לתואר שני בהנדסת חשמל בהנחיית פרופ' נחום קריתי, בשיתוף דר' סוקולובר, פרופ' פיליפ ופרופ' סירוטה מבית החולים שניידר, פיתחו שיטה חדשנית למדידת אורך בילודים ופגים. שיטת המדידה החדשה מאפשרת לקבוע את אורך התינוק בדיוק רב, ללא כל מגע עמו ומבלי לגרום לו אי נוחות. השיטה מבוססת על עקרון ראיית סטריאו: התינוק מצולם בו-זמנית בשתי מצלמות. מתוך התמונות מחושבים מרחקים בין נקודות ציון אנטומיות, ואורך התינוק מתקבל מסיכום המרחקים.

 

ניסוי קליני ראשון במחלקת הפגים בבית החולים שניידר, אשר מדד את אורכם של 54  תינוקות, הדגים מהימנות ודיוק מצוינים של המערכת החדשה במדידת ילודים במיטה פתוחה. התוצאות פורסמו בכתב העת הבינלאומי Archives of Disease in Childhood. השלב הבא, המתקיים בימים אלה, נועד להוכיח קלינית את יכולת המערכת למדוד פג השוכב בתוך אינקובטור מתוך תמונות המצולמות מחוץ לאינקובטור. בתמונה: דור אציל מתקין את המערכת הניסיונית על גבי אינקובטור. 

 

תחומי מחקר: ניתוח ננו-התקנים, פיסיקה קוונטית, מוליכים למחצה, אופטיקה לאליניארית, פלזמוניקה, מערכות הדמייה וחומרי 'על'.

16 ספטמבר 2014

חוקר ראשי

פבל גינזבורג עבר התמחות פוסט-דוקטורט ב King’s College London, קיבל את תואר הדוקטורט מטכניון. המחקר הנוכחי כולל מספר נושאים רב-תחומיים בפיסיקה שימושית והנדסה, כגון ניתוח ננו-התקנים, פיסיקה קוונטית, מוליכים למחצה, אופטיקה לאליניארית, פלזמוניקה, מערכות הדמייה וחומרי 'על'. עבודה בתחומים אלה מתבססת על פיתוח מודלים תאורטיים משולבים עם ניסויי מעבדה והניבה מספר תגליות חדשות, כגון פליטה ספונטנית דו-פוטונית ממוליכים למחצה, התופעה של התאבכות של שדה קרוב, ואי-ליניאריות משטחית הידרו-דינמית בפלזמוניקה לא ליניארית, כוונון תגובות ספקטראליות של אנטנות פלזמוניות ועוד...

 

מוטיבציה למחקר

היכולת להשפיע ולשלוט על גלים אלקטרומגנטיים ברמת מימדים ננומטריים, שהתאפשרה לאחרונה הודות לטכנולוגיות מתקדמות, נותנת הזדמנות לפתור אתגרים פונדמנטלים וטכנולוגים ,כמו כן לסלול את הדרך למגוון רחב של יישומים חדשים. יחד עם זאת, ירידה משמעותית במימדים פיזיים של התקנים לסקאלות ננומטריות מביאה איתה מגוון תופעות קוונטיות נלוות. התופעות הקוונטוית הבסיסיות מושפעות ונשלטות על ידי ננו-מבנים שונים שמהווים ,ללא ספק , אבני יסוד של הטכנולוגיה העתידית. הרכיבים העתידיים, מהונדסים לפי חוקי מכניקה קוונטית ימצאו שימוש במגוון רחב של ישומים, כגון מערכות תיקשורת ומיחשוב, הדמיה, ביו-רפואה ועוד.

 

פעילות במעבדה

הפעילות העיקרית במעבדה מרוכזת סביב פיתוח שיטות רב-תחומיות המקשרות בין תופעות במכניקה קוונטית, פוטוניקה ופלזמוניקה לננו-טכנולוגיה על מנת להנדס מערכות ננו-פוטוניות המבוססות על רכיבים אופטו-ננו-מכניים וקוונטיים. בתחומים האלה מתבצע מחקר של תופעות טבע פונדמנטליות, אנליזה חישובית (חקר נומרי של מערכות פוטוניות משולבות) וניסויי מעבדה לצורך הדגמה ומימוש של הפרוייקטים. 3 תת-נושאים עיקריים הם: (1) תופעות קוונטיות הנשלטות על ידי מבנים ננו-פוטוניים עם אפליקציות לרכיבים לאינפורמציה קוונטית. (2) אינטרקציות אופטו-מכניות במימדים ננומטריים עם אפליקציות למערכות ננו-אלקטרו-מכניות וחקר של דינמיקה ביו-מולקולרית. (3) אלקטרודינמיקה קלאסית וחיקוי מערכות פוטוניות משולבות על ידי העתקה של תופעות לתדרים נמוכים. ניסוים להדגמה מתבססים על פעילות במעבדה ספקטרוסקופית שמטרתה לחקור זמני חיים של מבנים פולטי אור ולמדוד כוחות בין ננו-מבנים ואור. ניסוים בתדרים נמוכים מתבצעים בתא אנטי-אקוסטי.

 

איתי אפשטיין הינו סטודנט לדוקטורט באוניברסיטת תל אביב ומבצע את המחקר שלו בהנחיית פרופסור עדי אריה בביה"ס להנדסת חשמל

16 ספטמבר 2014

פלסמונים הינם גלים אלקטרומגנטיים אשר מתקיימים על משטח במפגש בין שני חומרים שאחד מתכתי והשני מבודד, לדוגמה משטח שבין כסף או זהב לבין אוויר. לגלים הפלסמוניים תכונות ייחודיות אשר מאפשרות לפרוץ את הגבולות האופטיים הרגילים, אך עם זאת הם עדיין פתרונות של משוואת הגלים ולכן הם עדיין צריכים להתנהג בהתאם לחוקים השולטים בתופעות הגליות. התופעה המרתקת ביותר בתחום זה היא היכולת לשנות באופן משמעותי את המאפיינים של קרינה אלקטרומגנטית באמצעות מבנים ננומטריים מתכתיים, עם פוטנציאל גבוה מאד לתגליות מדעיות בסיסיות ויישומים ננו-טכנולוגיים חדישים.

 

איתי אפשטיין הינו סטודנט לדוקטורט באוניברסיטת תל אביב ומבצע את המחקר שלו בהנחיית פרופסור עדי אריה בביה"ס להנדסת חשמל. עבודת המחקר של איתי ממוקדת במחקרם של גלים פלסמוניים כתופעה גלית כללית, ובאופן ספציפי בתחומים של: נפיצה, הולוגרפיה, לכידת חלקיקים ותופעות לא ליניאריות של גלים פלסמוניים.

 

 

  • 1] Itai Epstein, Yigal Lilach and Ady Arie, JOSA B 31, 1642(2014).
  • [2] Itai Epstein and Ady Arie, PRL 112, 023903(2014).

 

 

בכנס הציג רועי סער פוסטר של הפרויקט מלווה בדוגמאות קול, אשר יצר התעניינות רבה ונבחר כפוסטר המוצלח ביותר

16 ספטמבר 2014

בתאריכים 11-12/9/14, התקיים במילנו כנס  EDERC 2014 (European Embedded Design in Education and Research Conference).

 

בכנס הוצג המאמר " Implementing Physical Models of Musical Instruments in the TMS320C6748". המאמר מציג פרויקט שבוצע במעבדת פרויקטים בעיבוד אותות שבוצע עלי ידי רועי סער וגל לוי, בהנחיתו של יעקב פיינגלרנט.

 

המאמר מתאר סינתזה של כלים מוסיקליים (קלרינט וגיטרה) באמצעות רכיב ב DSP  בזמן אמתי. יצירת האותות מבוססת על מודלים פיסיקליים של הכלים המתארים את התקדמות גל הקול בכלי הנגינה.

 

בכנס הציג רועי סער פוסטר של הפרויקט מלווה בדוגמאות קול. המאמר יצר התעניינות רבה ונבחר כפוסטר המוצלח ביותר בכנס.

 

הנסיעה לכנס מומנה על ידי מכון ויינשטין

 



אין תוצאות

הנדסת חשמל הוא תחום ידע רחב ומגוון שנמצא בליבת תעשיית ההייטק המודרנית הישראלית והעולמית וכן בחזית המחקר האקדמי, הן בהיבטים של מדע בסיסי והן בהיבטים של מדע שימושי ויישום הנדסי. למרות השם המרמז על עיסוק ביצור חשמל והובלתו, נושא זה, למרות חשיבותו לחיי היומיום של כולנו, הוא רק חלק קטן מהתחום. הנדסת חשמל משתרעת מתוכנה לחומרה, מאלגוריתמים ומגבלותיהם המתמטיים לפיסיקה הקוונטית של התקנים ננומטריים שמרכיבים את מחשבי ההווה והעתיד. אין כמעט מרכיב בכל טלפון סלולרי בכיס של כל אחד ואחת מאיתנו שלא פותח על ידי מהנדסי חשמל: התיאוריה של מערכות תקשורת אלחוטיות, רשתות תקשורת, מעבדים ספרתיים מהירים, מצלמות ממוזערות על שבב, עיבוד ודחיסה של אודיו ווידיאו, אנטנות וטעינה אלחוטית, ניהול ופיזור הספק, מסכים חכמים וכמובן התוכנה שמפעילה את כל החומרה הזו עד לאפליקציות שכולנו משתמשים בהן.

 

במוקד הנדסת החשמל המודרנית נמצאים אותות ומידע. האות יכול להיות קול, תמונה, איתות של נוירון במוח או אלומת אור מכוכב רחוק. מהנדסי חשמל לומדים לנתח את האותות האלה בצורה מתמטית ופיסיקלית בשיטות שמתקדמות ומתפתחות כל שנה. מהנדסי חשמל לא רק מנתחים את האותות האלה אלא גם מפתחים את השיטות ליצירת האותות ולגילויים, הן בהיבטי חומרה והן אלגוריתמית. מהנדס חשמל יפתח את הלייזר הנדרש בתקשורת אופטית וגם את אלגוריתם למידת המכונה באמצעותו מכ״ם הרכב יאפשר נסיעה אוטונומית. הוא גם יפתח את השבב שיפעיל אותם שיכול לכלול גם מעגלים לאותות בקצבים של מאות גיגה לשניה וגם את החישוב הדיגיטלי שיטפל במידע בנפחי טרה-בייט במהירות מסחררת.

 

למהנדס חשמל יש את העומק ורוחב הידע לתכנן ולהבין מחשבים מקצה לקצה. גם לפתח את התוכנה שמפעילה אותם, גם את הארכיטקטורה שביסוד החומרה שבונה אותם וגם את אבני הבניין שמרכיבות אותם עד לאטומים שביסוד מיליארדי התקני המוליכים למחצה במעגלים האנלוגים והדיגיטליים שבתוכם. מהנדס החשמל יכול לכתוב תוכנה טובה יותר שמודעת למציאות הפיסיקלית של האותות שהתוכנה מטפלת בהם, כמו תוכנת סייבר שמקשיבה לפליטות אלקטרומגנטיות ואקוסטיות ומפענחת צפנים.

 

התואר בהנדסת חשמל באוניברסיטת תל אביב מאפשר למהנדס החשמל העתידי בסיס איתן לרוחב יריעה עצום של תחומי עיסוק, גם כאלה שאנחנו רואים בתעשיה היום וגם כאלה שיתפתחו בעשורים הקרובים. כל תחום של טכנולוגיה מתקדמת היום ובעתיד יזדקק למהנדסי חשמל מנוסים שיודעים לנתח, לתכנן ולבנות התקנים ומערכות מאלקטרוניקה ועד בינה מלאכותית. בנוסף, התואר אצלנו מאפשר התמחות במגוון רחב של נושאים וביצוע ניסויי מעבדה ופרויקט גמר שמזניקים את המהנדס הטרי לעבודה הראשונה. רבים מהפרויקטים מבוצעים בשיתוף עם התעשיה המתקדמת שממוקמת ממש מעבר לפינה. התואר אצלנו מאפשר חשיפה יחודית מוקדמת כבר בשנה הראשונה לפיתוח תוכנה וחומרה ושילוב סטודנטים מצטיינים במחקר מתקדם החל מהשנה השניה. שיתוף פעולה עם בתי הספר למדעי המחשב ולפיסיקה מאפשרים תארים משולבים להנדסת מחשבים או הנדסת חשמל ופיסיקה לסטודנטים שמעוניינים ומסוגלים להעמיק בנושאים מדעיים נוספים.

 

התואר בהנדסת חשמל באוניברסיטת תל אביב מאפשר ומעודד את הסטודנטים להמשיך במחקר בלימודים מתקדמים לתואר שני ולדוקטורט, כולל במסלולים ישירים. חברי הסגל של בית הספר הם חוקרים מובילים בעולם בתחומם המחזיקים במעבדות מחקר מתקדמות המאפשרות לפרסם תוצאות פורצות דרך בירחונים ובכנסים הנחשבים ביותר. החשיפה למחקר פורץ דרך ולתעשיה מתקדמת מנתבת את בוגרי התארים המתקדמים שלנו לעמדות הנהגה אקדמית ומחקרית מצד אחד וליזמות שוברת שיאים מן הצד השני, לפעמים גם במקביל. יותר יוניקורנ׳ס יצאו מבוגרי האוניברסיטה לעומת כל אוניברסיטה אחרת בארץ וכמעט גם בעולם.

 

הבחירה ללמוד באוניברסיטת תל אביב הנדסת חשמל, לתואר ראשון, שני או שלישי, היא בחירה בטוחה בעתיד מקצועי מעניין, מגוון ומשתלם במוסד אקדמי מחקרי מהשורה הראשונה בעולם לכל מי שמתמטיקה ופיסיקה מושכים אותו ורוצה לשנות ולבנות את העתיד של כולנו.

 

הנדסת חשמל באוניברסיטת תל אביב – כל מה שהייטק היום ומחר!

בברכה

פרופ' ערן סוחר 

ראש ביה"ס להנדסת חשמל

עמודים

אוניברסיטת תל אביב עושה כל מאמץ לכבד זכויות יוצרים. אם בבעלותך זכויות יוצרים בתכנים שנמצאים פה ו/או השימוש שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות
שנעשה בתכנים אלה לדעתך מפר זכויות נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>