חדשות

NEWS

מה מעניין אותך?

כל הנושאים
אמנויות
מוח
הנדסה וטכנולוגיה
חברה
מדעים מדויקים
ניהול ומשפט
סביבה
רוח
רפואה ומדעי החיים
חיי הקמפוס

מחקר

25.04.2022
להרגיש את תל אביב מלמטה

מה קורה מתחת לאספלט של העיר ללא הפסקה?

 

  • מדעים מדויקים

תל אביב היא עיר עם כחצי מיליון תושבים ועוד כמה מאות אלפים שמגיעים אליה כל יום לעבודה, בילויים ומסחר. כך שאפשר לומר שהאספלט אצלנו צפוף רוב הזמן. אבל מה קורה מתחת למדרכות, לשבילי האופניים ולכבישים? ולמה אנחנו חייבים להתעניין בזה? זה בדיוק מה שצוות חוקרים מבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ ע"ש פורטר ומבית הספר להנדסת חשמל בפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן הגיעו כדי להסביר לנו.

 

WAZE סיסמי

ד"ר אריאל ללוש מהחוג לגיאופיזיקה בבית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ, עוסק בדרך כלל בחקר רעידות אדמה ובהדמיה של תת הקרקע. במחקרים שלו בארץ ובעולם הוא מאזין לרעידות שמקורן עמוק מתחת לפני הקרקע, דרך גלים סיסמיים שמתפשטים בתווך התת-קרקעי ונקלטים בחיישנים מיוחדים. אבל במחקר שהוביל ביחד עם חן כהן, דוקטורנט להנדסת חשמל מהפקולטה להנדסה, שמתמחה בעולמות האופטיקה ובלמידת מכונה, ורועי מזוז ועוז מתוקי, סטודנטים לתואר ראשון בהנדסת חשמל ופיזיקה, הוא ביקש דווקא לבדוק כיצד ניתן לקבל נתונים מדויקים על מה שקורה בכבישים ובמדרכות של תל אביב באופן פשוט וזול, כדי לשפר את האופן שבו מתוכננת העיר ואולי אפילו למנוע תאונות ולצמצם פגיעות אפשריות מרעידות אדמה. המחקר מסתמך על למידת מכונה וחישה סיסמית באמצעות סיבים אופטיים שמוטמנים מתחת לאדמה וקולטים, בין השאר, גם את תנועת הרכבים והולכי הרגל מעליהם. מסתבר שזה אפשרי ואפילו מאפשר לעקוב אחרי תנועת רכבים בכל העיר ולנטר את האזורים שמועדים לפורענות במקרה של רעידת אדמה.

 

ביחד עם שותפיו לפרויקט, יצר אריאל קשר עם מנהל מחלקת ההטמעה במערכות מיחשוב בעיריית תל אביב, מר אבי חדד, והסביר לו מה הוא רוצה לעשות: לתת לעירייה כלי לתכנון עירוני חכם. בעירייה נדלקו כל הפנסים. הפיילוט אושר עם בקשה: צרו לנו בבקשה WAZE סיסמי שיעזור לנו, עד כמה שאפשר, לקבל תמונה מלאה של מצב הפקקים בעיר.

 

חוקרים את תל אביב מלמטה. מימין: עוז מתוקי, חן כהן, ד"ר אריאל ללוש ורועי מזוז

 

מידע אנונימי וזול

דרך חדר התקשורת של העירייה התחברו החוקרים לסיב באורך של כקילומטר, שהוטמן בעומק של כמטר מתחת לפני הקרקע. למזלם, הם לא היו צריכים להתלכלך ולהניח את הסיבים בעצמם - הם 'תפסו טרמפ' על סיבים שקיימים בשטח ולא נמצאים בינתיים בשימוש. "כשאנחנו אומרים 'להתחבר לסיב', אנחנו בסך הכול צריכים את הקצה שלו, כלומר שאם יש חדר בקרה שממנו יוצאים כל הסיבים - מספיק לנו להיות שם", מסביר עוז.

 

באמצעות דוגם אופטי מיוחד, שאותו חיברו לארון התקשורת, נשלחים פולסים של לייזר בצורה מתוכננת לתוך הסיב. הדוגם יודע לנתח את ההחזרים של הלייזר ולתרגם אותם לאופן שבו הסיב רועד.

 

אבל למה בכלל צריך את זה? הרי יש מצלמות ו-Waze. "התשובה מורכבת", אומר ד"ר ללוש. "החשיבות הגדולה ביותר של השימוש בנתונים שלנו היא שהסיב נותן מידע שלם ואנונימי. כלומר, לא צריך מצלמה שחושפת את לוחית הזיהוי של הרכב ופני הנהג, ולא צריך לשתף את המיקום שלנו עם גוגל ו-Waze. מצד שני, תמיד אפשר לראות את המיקום של הרכב. אם אסע למשל בלי להדליק את ה-Waze - אף אחד לא יידע שנסעתי, ואז יכול להיות שיש מידע שמתעלמים ממנו, בעוד שהשימוש בסיב מאפשר לי להגיע לשלמות המידע. נוכל לדעת שעכשיו נסעו רכב פרטי ומשאית ואופנוע אבל לא נצטרך לחשוף בדרך את המידע האישי של הנהגים שחלפו עכשיו ליד הדליקטסן באבן גבירול".

 

מי חלף ובאיזו מהירות ליד הדליקטסן? הקלטה של כ-8 דקות על הציר בין עיריית תל אביב ומגדל המאה בשעה שקטה יחסית. הציר האנכי הוא מיקום, הציר הרוחבי - זמן. כל כלי רכב שנוסע הוא קו משופע, כאשר מהירות הנסיעה נתונה על ידי השיפוע עצמו. האלכסונים עם שיפוע שיורד משמאל לימין הם רכבים שנוסעים דרומה ולהיפך.

 

"אנחנו רוצים להוציא מידע סטטיסטי על דברים פשוטים שהעירייה מתעניינת בהם, כמו כמה פעמים רכבים נוסעים במהירות מופרזת או באיזה נתיבים", מוסיף רועי.

 

בנוסף, ד"ר ללוש מדבר על הנושא הכספי. "עלות הצבת המצלמות ברחבי העיר מגיעה למאות אלפי שקלים למצלמה. לרוב שמים אותן בעיקר היכן שיש הצדקה כלכלית, ובגלל זה כמות המצלמות היא מוגבלת ולא מכסה את כל העיר. אני חושב שבעולם שבו יש כבר כל כך הרבה סיבים אפשר לעשות מיפוי שלם יותר של התנועה, אולי גם של רחובות קטנים בתל אביב, שדווקא בהם יש תמיד פקקים בגלל פנייה או רמזור, אבל הם לא מצולמים".

 

החיישן שרואה מעבר לפינה

עם המידע העצום שמתקבל אפשר לעשות לא מעט. "ברמת התכנון העירוני אפשר לקבל תובנות שלמות יותר. למשל, כיצד אפשר לפזר בצורה נכונה יותר צפיפות בכבישים, היכן לסלול עוד נתיבי אופניים או מדרחובים להנאת הציבור ועוד. ויש גם את נושא רעידות האדמה", אומר ד"ר ללוש. "אולי זה לא קשור באופן ישיר לרכבים, אבל אפשר לזהות אזורים שבגלל מבנה הקרקע הספציפי בהם יש סיכון מוגבר במקרה של רעידת אדמה. כלומר, אם כבר מגיעה אנרגיה סיסמית, היא פחות מרוסנת או אפילו מוגברת, ולכן יכול להיות שאזור או רחוב או אפילו בניין ספציפי יהיו יותר מועדים לפורענות".

 

לדבריו, נכון להיום, המפות שמגדירות מהו התקן של בנייה במדינת ישראל מחלקות אותה למספר אזורים בודדים לפי מידת הסכנה מרעידות אדמה, שמתחשבת בעיקר בקרבה לאזורים סיסמוגניים לאורך העתק (שבר) ים המלח. עם זאת, לא קיימת חלוקה ברמת רזולוציה גבוהה כמו זו שהמידע מהסיבים האופטיים יכול להציע.

 

ד"ר ללוש מציג פן נוסף של חשיבות המידע החדש שיוכל לעזור לנו בעתיד הרחוק יותר: "אני מאמין שבעידן הרכב האוטונומי, מידע מסיבים אופטיים יוכל להגיד לרכב 'תיזהר, מישהו עומד להיכנס לך לצומת והמצלמה שלך עדיין לא רואה את זה'. האתגרים שלנו גדולים מאוד - עיבוד כמות מידע עצומה ושידורה. אבל ברמת העיקרון אם אתה רכב שנוסע על הכביש אין לך דרך לברוח מהעובדה שיש לך משקל, וכן, אתה מעוות את הקרקע ולכן הסיב האופטי 'ישמע' את זה".

 

'תיזהר, מישהו עומד להיכנס לך לצומת והמצלמה שלך עדיין לא רואה את זה'

 

ג'ונגל של הפרעות

הניסוי נמשך כשבוע, ובמהלכו נאסף מידע באופן רציף. הצוות בנה מודל שלומד את התבניות הסיסמיות שנקלטות על ידי הסיב ויודע לספר מה קורה מבחינת תנועת הרכבים ואפילו של הולכי הרגל, ולקבל סיווג ראשוני בהתאם לסוג הרכב. ישנן גם תוצאות ראשוניות בהקשרים של זיהוי נתיב הנסיעה, מה שרלוונטי במיוחד לניטור תנועה לא רצויה בנתיבי תחבורה ציבורית. כעת עובדים החוקרים על "ניקוי וסינון" המידע על מנת לטייב את ביצועי המודל.

 

"כשעושים ניסוי בפעם הראשונה אוספים את המידע הכי צפוף וברזולוציה הכי גבוהה שאפשר. עכשיו אנחנו מבינים שהחתימה של הרכבים ושל הולכי הרגל פשוטה יחסית, ובעתיד נוכל לשנות את זה כדי להוריד את העומס באיסוף ועיבוד המידע, אומר ד"ר ללוש. "האתגר הגדול הוא ללמד את המחשב לנתח ולהפריד את הדברים, וזה הולך ומשתפר", מוסיף חן.

 

גם הם משדרים גלים סיסמיים. רוכבות ורוכבי כלי רכב דו-גלגליים בשביל אופניים תל אביבי

 

פתרון אקסקלוסיבי

במידה והפיילוט ימשיך, העירייה תוכל בעתיד לבדוק השפעות רבות ושונות בהקשר של תכנון עירוני. למשל, לדעת האם מסלולי האופניים הרבים שנסללו ברחבי העיר אכן משמשים את התושבות והתושבים, באילו רחובות מעדיפים הולכי הרגל לצעוד ובהמשך לפתח מסלולי הליכה פתוחים נוספים כדי להמשיך ולהפוך את העיר למזמינה יותר לתנועה רגלית או בלתי ממונעת.

 

"אם נראה שהתוצאות הראשוניות של המחקר הזה מוצלחות, ויש לי הרגשה שכן, בעתיד נתכנן מסלול סיב שעובר ברחובות שלעירייה חשוב לקבל עליהם יותר מידע", מסכם ד"ר ללוש. כעת מחפש הצוות סטודנטים ודוקטורנטים נוספים שמעוניינים לקחת חלק בהמשך הפרויקט. אם אתם.ן מחפשים.ות נושא לעבודת מאסטר או דוקטורנט צרו קשר עם אריאל.

מחקר

11.04.2022
קורונה! האפונה והדלעת מאחורייך!

חוקרים גילו 'נשק בריא' נגד הקורונה: תוספי המזון שמצויים בירקות ובפירות

  • רפואה ומדעי החיים

האם תוספי התזונה שמצויים בירקות ופירות יהוו את ה"נשק הבריא" של האנושות במלחמתה נגד נגיף הקורונה? כך לפחות סבור צוות מומחים מאוניברסיטת תל אביב. הפיתוח החדש של החוקרים מראה ששימוש בצירוף של תוספי תזונה מוכרים ונפוצים, שחלקם מצויים בפירות ובירקות כמו אגוזי קשיו וזרעי דלעת, אפונה, סלק, כרוב, פטריות, אספרגוס ועוד, עשוי לסייע בהגנה מפני נגיף הקורונה וכן ממספר נגיפים נוספים הגורמים למחלות חורף נפוצות.

 

יותר אבץ = שיפור החוסן הגופני

המחקר נערך בהובלת פרופ' אהוד גזית, פרופ' ערן בכרך ופרופ' דניאל סגל מביה"ס שמוניס למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ויחד איתם הדוקטורנטית טופז קרייזר וד"ר דור זגורי וחוקרים נוספים. המאמר פורסם לאחרונה בכתב העת המדעי Pharmaceuticals.

 

מאז פרץ נגיף הקורונה, נמצא העולם במרוץ חימוש כנגד מוטציות, וריאנטים והתפרצויות רחבות היקף במטרה לצמצם תחלואה, אשפוזים, וכן את הפגיעה בחיי אדם ובכלכלת המשק. ההתמודדות עם הנגיף מתבססת בעיקרה על חיסונים שונים, לצד מספר תרופות אנטי-ויראליות. עם זאת, נגיף הקורונה משתנה במהירות רבה, וכיום החיסונים והטיפולים המבוססים על ההיכרות של המערכת החיסונית דורשים עדכון תדיר. הדבר נכון גם לנגיפי RNA אחרים כגון נגיף השפעת ונגיף ה-RSV שאף הם גורמי מחלה ותמותה משמעותיים.

 

"ידוע כבר מזמן שתוספי תזונה המכילים אבץ הם בעלי פוטנציאל לשפר את החוסן הגופני מפני זיהומים חמורים, נגיפיים וכרוניים, ומפני ההשלכות החמורות שעשויות להתלוות להם. לאור זאת שהנגיף משתנה בקצב מהיר, החלטנו לבחון אפשרות של פיתוח תרכיבים פעילים שעשויים מתוספי תזונה זמינים ובטוחים לצריכה, ואשר יסייעו להורדת העומס הנגיפי בגופו של האדם שנדבק בנגיף ולצמצם הדבקות", מסביר פרופ' גזית.

 

שייק פלבנואידי מפירות וירקות

במסגרת הפיתוח הבינו החוקרים שריכוז האבץ התוך-תאי שמושג על ידי צריכה של אבץ בלבד הינו נמוך יחסית, ולפיכך, על מנת להגבירו השתמשו החוקרים בשילוב סינרגטי של פלבנואידים, שהם תרכובות מסוג פוליפנול אשר  ניתן למצוא במגוון של פירות וירקות. לתרכיב של האבץ והפלבנואידים הוסיפו החוקרים נחושת, וזאת על מנת למנוע חוסר איזון יוני במהלך הטיפול וכדי לשפר את היעילות.

 

"בדיקות מעבדה מתקדמות, ובהן PCR, הראו כי לשילובים הייחודיים שמצאנו יש אפקט חיובי בהפחתת העומס הנגיפי בתאים, ובכלל זה ירידה בשיעור של 50 עד 95 אחוזים ברמות השכפול הגנומי של קבוצות מגוונות של נגיפי RNA ובהם נגיף ממשפחת הקורונה, נגיף השפעת ונגיפים נוספים", מסביר פרופ' סגל ומוסיף "זוהי תוצאה מבטיחה ביותר, שעל בסיסה ניתן להכין מוצר מדף שישמש כטיפול זמין במתן בבליעה ללא צורך במרשם רופא. מוצר שכזה יהיה בטוח לשימוש, טבעי, מועיל להגנה מפני מגוון סוגים של נגיפים, ואף מתאים למוטציות ווריאנטים חדשים – ובכך יש בשורה משמעותית".

 

"שכבת הגנה משלימה לחיסונים ולתרופות"

יצוין כי הניסויים נעשו עד כה במעבדה בלבד, מחוץ לגוף החי, אולם החוקרים אופטימיים באשר ליישומיות המחקר ומקווים להתחיל בקרוב ניסוי קליני בבני אדם, בדרך ליצירת טיפול נגיש וזמין לכלל האוכלוסייה. לאור העובדה שמדובר במרכיבים שהם תוספי תזונה מאושרים, ולאור התחלואה העולמית הקשה, הוחלט להציע את המוצר, המיועד למניעת תחלואה, ולצאת איתו לשוק עוד לפני שיתקבלו תוצאות מניסויים קליניים.

 

"ידוע כי  רפואה טובה כוללת רפואה מונעת. ואכן, התכשיר שאנו מקווים כי נוכל להציע לקהל הרחב, יהיה בעל טווח כיסוי רחב עבור שורה של מחלות חורף נגיפיות ובהן גם קורונה ושפעת", אומר פרופ' בכרך ומסכם "מה שמעניין הוא הגמישות הפוטנציאלית של הטיפול. ראינו כי שילוב של מספר פלבנואידים ואבץ מסייע באופן סינרגטי להגנת תאים מפני טווח רחב של נגיפי RNA שונים. אנו חוזים כי ניתן יהיה לשלב את התכשיר כשכבת הגנה משלימה לחיסונים ולתרופות האנטי-נגיפיות הקיימות".

 

חברת המסחור של אוניברסיטת תל אביב, "רמות", נמצאת במשא ומתן מתקדם עם חברה אמריקנית להענקת רישיון לשיווק והפצת המוצר. "אנו רואים פוטנציאל עצום במוצר מדף טבעי, חדשני וזמין לכולם, שמספק חיזוק והגנה לגוף מפני וירוס הקורונה כמו גם כנגד זיהומים וויראליים אחרים", כך אמרה קרן פרימור כהן מנכ"לית רמות.

 

מימין: פרופ' אהוד גזית, פרופ' דניאל סגל ופרופ' ערן בכרך

מחקר

11.04.2022
האם החיסון בטוח? שאלו את החיישן!

טכנולוגיה חדישה תאפשר לקבוע את בטיחות החיסונים באמצעות חיישנים חכמים

  • הנדסה וטכנולוגיה
  • רפואה ומדעי החיים

רבות ורבים מתלבטים לגבי שימוש במוצר חדש שנכנס לשוק ומעדיפים לקבל המלצות ממי שכבר התנסה בו. על אחת כמה וכמה כשמדובר בתרופות ובחיסונים. כיום, המחקרים הקליניים לבדיקת בטיחות של חיסון חדש מסתמכים על דיווחים סובייקטיביים של הנבדקים, שבאופן טבעי עשויים לגרום להטיה של המחקר. מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מאפשר לראשונה בעולם, לקבוע את הבטיחות של חיסונים חדשים באמצעות חיישנים חכמים ועל פי פרמטרים פיזיולוגיים אובייקטיביים. לדבריהם, כאשר מסתמכים על נתונים פיזיולוגיים ואובייקטיביים שמוזנים באמצעות חיישנים שמוצמדים לגוף - התוצאות הן ברורות וחד משמעיות.

 

הסוף לעידן הדיווח העצמי

במחקר הנוכחי, הצליח צוות החוקרים להוכיח שניתן לבדוק את יעילותו של חיסון חדש באמצעות חיישנים חכמים. המחקר נערך בזמן קבלת החיסון השני של הקורונה. המחקר נערך בהובלת ד"ר יפתח גפנר מהחוג לאפידמיולוגיה ורפואה מונעת בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, ד"ר דן ימין וד"ר ארז שמואלי מהפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן. הוא פורסם בכתב העת Communications Medicine מבית Nature.

 

"בשיטה המקובלת כיום, מחקרים קליניים שנועדו להעריך את בטיחותו של טיפול או של חיסון חדש נערכים באמצעות שאלונים של דיווח עצמי. החוקרים שואלים את הנבדקים איך הם מרגישים לפני ואחרי שקיבלו את הטיפול או החיסון. כמובן, מדובר בדיווח סובייקטיבי לחלוטין. גם כשפייזר ומודרנה פיתחו את החיסון נגד נגיף הקורונה החדש, עדיין הוכיחו את הבטיחות שלו באמצעות דיווח עצמי", מסביר ד"ר גפנר.

 

החוקרים ציידו את המתנדבים בחיישנים חדשניים ומאושרי FDA של חברת ביוביט הישראלית, שהודבקו לגופם ובדקו את תגובותיהם הפיזיולוגיות יום לפני קבלת החיסון ועד שלושה ימים אחריו. חיישנים אלו מנטרים 13 מדדים פיזיולוגיים כגון קצב לב, קצב נשימה, סטורציה (חמצן בדם), נפח פעימת לב, טמפרטורה, תפוקת לב ולחץ דם. התוצאות היו מפתיעות: מצד אחד החוקרים זיהו חוסר קשר משמעותי בין הדיווחים הסובייקטיביים על תופעות הלוואי למדידה בפועל. למשל, נבדקים שהעידו בשאלונים על כך שכאב להם הראש למרות שלא באמת כאב להם הראש ואחרים שאמרו שהם לא ישנו כל הלילה, למרות שבעצם הם ישנו שמונה שעות רצוף.

 

בנוסף, הם מצאו שתופעות הלוואי עולות ב-48 השעות הראשונות ואחר כך חוזרות לנורמה שלפני החיסון. כלומר, באמצעות הערכה ישירה לבטיחות החיסון ניתן לומר שישנה תגובה פיזיולוגית לחיסון ב 48 השעות הראשונות, ולאחר מכן הערכים מתייצבים חזרה.

 

"המסר שעולה מהמחקר שלנו הוא ברור", מסכם ד"ר גפנר. "ב-2022 הגיע הזמן לערוך בדיקה שהיא רציפה, רגישה ואובייקטיבית של בטיחות חיסונים וטיפולים חדשים. אין סיבה להסתמך על דיווחים עצמיים, ואין סיבה להמתין להופעה של תופעות לוואי נדירות כמו מיוקרדיטיס, דלקת שריר הלב, אירוע שקורה אחת ל-10,000. הרי אפשר למצוא סימנים מקדימים לדלקת באמצעות חיישנים מתקדמים, ובכך לזהות בכמה החיסון משנה מדדים פיזיולוגים ואת הסיכון לדלקת. מצד שני, כשמזמינים נבדקים למרפאה ובודקים  להם לחץ דם, מן הסתם לחץ הדם שלהם עולה כי הם נלחצים מהסיטואציה. מדידה רציפה בבית פותרת את הבעיות הללו באמצעות ניטור פשוט, נוח, זול ומדויק. זוהי הרפואה שאנו שואפים אליה בשנת 2022".

 

מימין: ד"ר ארז שמואלי, ד"ר יפתח גפנר ופרופ' דן ימין

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, נא לפנות בהקדם לכתובת שכאן >>