עוד לא סיימו תיכון וכבר הם מדענים – חלק ב'

כתבה שניה בסדרה ובה דיווח על עוד פרויקטים מעניינים של בני נוער כפי שהוצגו בתחרות מדענים צעירים שהתקיימה במוזיאון המדע בירושלים

השבוע נערכת תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל 2008, שיוזם ומקיים מוזיאון המדע ע”ש בלומפילד בירושלים ובחסות אינטל. בעקבות התחרות נפתחות בפני המשתתפים אפשרויות והזדמנויות חדשות ומגוונות: מלגות ללימודים גבוהים, ייצוג ישראל בתחרויות בינלאומיות, השתתפות במחנות מחקר בחו”ל ומפגשים עם אנשי מדע ותעשייה.

המשתתפים הם בגילאי 17-18 בעלי סקרנות ויכולת מחקרית, ידע ומוטיבציה. אלה, מייצגים נאמנה את פני החברה הישראלית: עולים חדשים, בני נוער ערביים ,קיבוצניקים, חילוניים ודתיים. הפיתוחים המוצגים במגוון רחב של תחומים: מדעי החיים (ביולוגיה, ביו-אינפורמטיקה), מדעי החברה, מדעי הרוח (היסטוריה, ספרות ולשון), מדעי הטבע והסביבה (פיסיקה וכימיה), רובוטיקה ומדעי המחשב. בפעם הקודמת הבאנו לכם מקבץ של חידושים ופיתוחים פרי מחשבתם של בני הנוער.היום נביא מקבץ שני.

איימן מחאגנה מאום אל פאחם, יחד עם אחמד אגבאריה ומוחמד מחאגנה ממוסמוס, תלמידי תיכון עתיד באום אל פחם, פיתחו מערכת ממוחשבת המדמה את תופעת הפרכוס. מטרת הפרויקט היא לדמות את תופעת הפרכוס, שהינה תולדת פגיעה במערכת העצבים המרכזית של החולה, הגורמת לתנועה בלתי נשלטת באיברים שונים בגוף, באמצעות בובה ממוחשבת ומשוכללת. בובות מסוג דומה מצויות כיום בשימוש רפואי (במרכז הסימולציה הרפואי בבית חולים תל השומר לדוגמה) אך להן מספר חסרונות, הנובעים מכך שניתן לשלוט בהן רק בצורה ידנית, התדר והעוצמה שלהן קבועים והן חשופות לתקלות. הפיתוח החדש מציע שליטה ובקרה ממוחשבת בתדר ובעוצמת הפרכוס: המשתמש יוכל להקליד את עוצמת ותדר הפרכוס הרצויים, והבובה שבנו אחמד,איימן ומוחמד תגיב בהתאם בדימוי תופעת הפרכוס בגפיים ובראש. להערכת צוות המדענים: “הפרויקט שפיתחנו תורם רבות לרפואה, בעיקר בשלב הניסויים והתרגולים, כהכשרה אופטימאלית להתמודדות עם התופעה בזמן אמת, ויוכל לסייע באופן משמעותי להגברת היעילות בטיפול הולם בחולים עם פגיעה במערכת העצבים המרכזית”.
טל דדיה, המתגורר בבית שאן ולומד בתיכון למדעים ואומנויות בירושלים, ערך מחקר בנושא הקשור בתעשיית הקולנוע ובאנימציה – רינדור פוטוריאליסטי בקולנוע, המדמה תנועת פרווה. טל מתעניין בהדמיה ממוחשבת של אינטראקציות בין גופים, תחום התופס תאוצה רבה בימינו, כאשר הפוטוריאליזם (תמונה הנראית אמיתית כמו במציאות) והרינדור (Rendering – תהליך יצירת תמונה באמצעות תוכנות מחשב, על פי מודל) מספקים חיסכון בהיבטי עלויות פיננסיות ומשאבי כוח אדם. עד היום טרם פותחה הדמיה ממוחשבת של תנועת פרווה של בעלי חיים, בשל הקושי הרב הכרוך בהדמיית כל שערה ושערה והתחשבות בתנועותיה האקראיות. במחקרו פיתח טל אלגוריתם המדמה באופן הקרוב ביותר למציאות את תנועתה של פרוות צ'ינצ'ילה במהלך אינטראקציה עם תנאי חוץ ובזמן אמת (מגע, רוח, תנועה גוף). להערכתו: “אלגוריתם זה עשוי לתרום לתעשיות שונות, וביניהן תעשיית הקולנוע, השואפת לחיקוי אולטימטיבי של המציאות”.

יואנה ברטמן, עופר אלייז'ה ולירון פינטו, המתגוררים בלוד ולומדים במקיף שש שנתי למדעים ואומנויות ע”ש מקסים לוי בלוד, פיתחו מערכת ממוחשבת להתאמת גרב לחץ, שמטרתה לחסוך בכוח אדם מטפל בבתי חולים ולהפחית את הוצאותיו הכספיות של המטופל. גרבי לחץ ידועות כיום כאחד הכלים לטיפול במחלות ורידים שונות בגפיים התחתונות. התאמת הגרב למטופל מתבצעת בשני שלבים- דיאגנוזה של רופא ומדידות פיזיות ע”י אחות. החידוש הטמון במערכת שפיתחו יואנה, עופר ולירון, הוא בכך שהיא מבצעת את המדידות באופן ממוחשב באמצעות מצלמות ולאחר מכן מעבדת את הנתונים ומתאימה את הגרב למטופל באופן אוטומטי. בכך תורם הפיתוח החדש הן לדיוק רב יותר בהתאמת הגרב והן לחסכון בכח אדם מטפל.
לדברי השלושה: ” מטופלים רבים כיום נוטים לוותר על התאמה ע”י אחות בשל זמן ההמתנה הארוך ומעדיפים לקנות גרב לפי הערכה אישית שאינה תמיד נכונה ואופטימלית, וכך אינם מתרפאים מהמחלה או גרוע מכך, אף מחמירים את המצב. המערכת שפיתחנו מאפשרת להתאים את הגרב באופן אוטומטי ללא מגע אדם, ומקצרת את התהליך, המבוצע כיום בשני שלבים, לפעולה אחת, המתבצעת על ידי הרופא עצמו”.

פרויקטים בתחום הרובוטיקה
יהונתן רון, נאור גרניק ויניב פרקש, מתיכון עירוני מקיף קריית חיים, פיתחו מערכת המסייעת לאנשים בעלי מוגבלות פיזית – רובוספר: המערכת מסוגלת לאתר ספר בספרייה ולהביאו למשתמש, תוך הפיכת התהליך לפשוט וחוויתי! הרובוספר הינו רובוט אוטונומי בעל זרוע מכנית ומצלמה, הכול מספר תכונות: זיהוי תמונה, עיבוד קול ויצירת קשר קולי עם המשתמש. הפיתוח החדש משלב גם ניהול מאגרי נתונים והצגת ספריה תלת – מימדית, בה יכול המשתמש, המוגבל ביכולותיו הפיזיות, לסייר מעמדתו ולבחור את הספר המבוקש. בנוסף מאפשרת המערכת להתגבר על מצבים בהם הספרים מוחזרים שלא למקומם המקורי, ע”י איתור הספר באמצעות מצלמה והבאת הספר שנבחר.

מקסים סבצ'נקו המתגורר בבית שמש ולומד במכללת אורט גבעת רם, פיתח רובוט הצלה ייחודי – “אזורים”, המהווה פתרון אופטימלי לאיתור נפגעים במקומות בהם תנאי השטח קשים. “אזורים” מדמה רובוט עתידי שמטרתו לאתר במהירות האפשרית פצועים בשטח, באופן עצמאי לחלוטין ותוך התגברות על מגבלות שונות (פיזור אקראי של גופים, יכולת אבחנה בין פצועים לגופים אחרים, אגב התמודדות עם מכשולים, אפשרות ניווט בשיפועים שונים וכד'). הרובוט האוטונומי, שהינו בעל ערך מוסף עתידי לצבא ולכוחות ההצלה בפרט ולחברה בכלל, פותח במסגרת חוקי תחרות הרובוטים הבינלאומית RoboCup Junior Rescue 2007)) ונבנה בעבודת יד המשלבת רכיבי אלקטרוניקה, תוכנה ומערך גדול של חיישנים מתקדמים מחומרים נגישים, המסייעים לביצוע תפקידו בצורה המהירה, היעילה והטובה ביותר.

לובה קויסמן וגיא נובק, המתגוררים בראשון לציון ולומדים בתיכון על”ה למדעים הרצליה, יחד עם תלמיד נוסף מבית ספרם, ארטיום בלנק, המתגורר בנצרת עילית, ביקשו לסייע לכוחות הביטחון וההצלה ופיתחו מכשיר ריגול ייחודי עם מנגנון השמדה עצמית. המכשיר נועד לשכלל ולייעל את יכולת איסוף המידע החיוני לכוחות הביטחון, תוך שמירת הערכים החשובים, כפי שמופיעים בין היתר ב”רוח צה”ל” – הקוד האתי של הצבא: ערך הדבקות במשימה והחתירה לניצחון לצד שמירה על קדושת חיי אדם.
המערכת היא ניידת – בעלת יכולת ניווט בשטח אויב בתנאי חוץ שונים (קרקע, שיפועים, מזג אויר וכד') ואפשרות לקלוט ולשדר מידע קולי וויזואלי בזמן אמת, כשהייחוד הטמון בה הוא בכך שהיא אינה אוגרת מידע, ולכן במקרה של גילוי ע”י אויב מפעילה מנגנון להשמדה עצמית!
המערכת הפונקציונלית מציעה מספר יתרונות משמעותיים: היא קומפקטית, זולה באופן יחסי, קלה לתפעול ותחזוקתה נוחה. בנוסף, צורתה החיצונית (צורת צב), מאפשרת הסוואה וייעול הניידות בשטח. להערכתם של המדענים הצעירים: “המכשיר יכול לתרום רבות לחברה בכלל ולמודיעין הצבאי בפרט, ואף להציל חיי אדם”.

שלושה תלמידי תיכון הנדסאים הרצליה שליד אוניברסיטת תל-אביב: מיכל ינקו מהרצליה, רוני גורן מתל אביב ואיגור ציניקובסקי מבני ברק, פיתחו רובוט נייד אלחוטי המבוסס על מערכת הנעה דו גלגלית פולינומית ומערכת הרמה מבוססת ג'קים. הפיתוח מציע חידושים מכניים ותוכניתיים: מערכת ההנעה מסוגלת להתמודד עם תמרונים קשים ומסובכים ובפיתוחה מצאו המדענים פתרון מתמטי המבוסס על חקירת משוואות מתמטיות ממעלות גבוהות לצורך תיאור פונקציות ההאצה של הרובוט. מערכת ההרמה מסוגלת להרים עד 220 קילוגרם כוח ומספקת פתרון יוצא דופן מבחינה הנדסית בכך שהיא מאפשרת להתמודד עם משקלים כבדים וחסרי מרכז כובד מאוזן. לדברי השלושה: “המערכות נבחנו בעבודת שטח ותחת תנאים קיצוניים והוכיחו יכולות מעל ומעבר למצופה”.