תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל חוברת
תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל חוברת תקצירים תשע"ג 2013 מוזיאון המדע ע"ש בלומפילד ירושלים מיסודן של האוניברסיטה העברית בירושלים והקרן לירושלים. הפעילות בתמיכת משרד התרבות והספורט ,משרד החינוך ,הקרן לירושלים ,עיריית ירושלים. www.mada.org.il תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 למידע נוסף ניתן לפנות אל רכזת התחרות ריטה גלעד: טלפון02-6544862 : פקס02-5617937 : דוא”ל[email protected] : אתר התחרותwww.mada.org.il/young : תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל מוזיאון המדע ע”ש בלומפילד ירושלים האוניברסיטה העברית גבעת רם ירושלים91904 , תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 1 תוכן העניינים: על התחרות 3 חבר השופטים והמלווים מהאקדמיה ומהתעשייה 3 ברכות 4 היסטוריה ומדעי החברה 7 מדעי החיים והסביבה 11 טכנולוגיה ומדעי המחשב 14 מדעי הטבע ומתמטיקה 24 פרסים והזדמנויות 32 רשימת משתתפים 35 תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 2 תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג10.3.2013-12.3.2013 , על התחרות תחרות "מדענים ומפתחים צעירים בישראל" היא תחרות ארצית ,המתקיימת זו השנה ה ,16 -כחלק מאירועי השבוע הלאומי למדע החל בסמוך ליום הולדתו של אלברט איינשטיין .מתחרים בה מיטב הפרויקטים המחקריים וההנדסיים שבוצעו בשנה האחרונה על-ידי תלמידי תיכון מכל רחבי הארץ. התחרות היא חלק מתוכניות המחקר והפיתוח של האיחוד האירופי לעידוד הקשר ושיתוף הפעולה בין מדענים צעירים באירופה ,ושל התחרות היוקרתית Intel - ISEFהמתקיימת בארה"ב בחסות אינטל. הזוכים בתחרות הארצית מייצגים את ישראל בתחרויות מדענים ומפתחים צעירים ברחבי העולם וזוכים בפרסי אינטל -מלגות לימודים במוסדות להשכלה גבוהה בישראל. האיחוד האירופי מינה את פרופ' נאוה בן-צבי ,לראש ועדת ההיגוי של התחרות .בראש חבר השופטים עומד פרופ' חנוך גוטפרוינד מהאוניברסיטה העברית בירושלים ולוקחים בו חלק מדענים ומהנדסים בכירים ממוסדות ההשכלה הגבוהה ומהתעשייה המתקדמת בישראל. מתוך כ 220 -עבודות שהוגשו לתחרות השנה ,עלו לשלב הגמר 48עבודות מתחומי המדעים המדויקים, מדעי החיים ,הנדסה ,מדעי המחשב ,מדעי החברה והיסטוריה .תקצירי העבודות מוצגים בחוברת זו. את המדענים והמפתחים הצעירים מנחים ומלווים הרכז האקדמי של התחרות -פרופ' גדי גלזר מהאוניברסיטה העברית ,ולצדו צוות של תלמידי מחקר וחוקרים צעירים מהאוניברסיטה העברית ,עובדי פיתוח מחברת אינטל וצוות מוזיאון המדע ע"ש בלומפילד בירושלים. התחרות היא אמצעי חשוב לקידום יצירתיות במדעים ובטכנולוגיה ,לטיפוח מצוינות בתחומי המדעים ולהצגת ההישגים המדעיים והטכנולוגיים של צעירים בישראל בתחרויות דומות בעולם .לזוכים הצעירים ניתנת הזדמנות לשיתוף פעולה עם מדענים צעירים ברחבי העולם. התחרות מתקיימת בתמיכת המינהל למדע וטכנולוגיה במשרד החינוך וחברת אינטל ישראל. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 חבר השופטים בתחרות 2013 מכון רקח לפיסיקה ,האוניברסיטה העברית בירושלים פרופ' חנוך גוטפרוינד – יו"ר חבר השופטים מכון רקח לפיסיקה ,האוניברסיטה העברית בירושלים פרופ' יששכר אונא החוג למדעי האופטומטריה ,מכללת הדסה ,ירושלים פרופ' יעקב אזולאי המחלקה לביולוגיה התפתחותית וחקר הסרטן ,עין כרם, ד"ר איתי בן פורת האוניברסיטה העברית בירושלים מוזיאון המדע ע"ש בלומפילד ירושלים ד"ר אמיר בן שלום מנכ"ל סונאריום-מדיקל ,ירושלים פרופ' מיכאל ברמן המחלקה להנדסה תעשייה וניהול ,אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע ד"ר סיגל ברמן המחלקה לחקר התא ואימונולוגיה ,אוניברסיטת תל-אביב פרופ' ג'וני גרשוני המכון למתמטיקה ,האוניברסיטה העברית בירושלים פרופ' אהוד דה-שליט החוג להיסטוריה של עם ישראל ,אוניברסיטת תל אביב ד"ר חוה דרייפוס מנהל מפעל הייצור אינטל ירושלים מר אריאל וסרשטרום המחלקה לפסיכולוגיה ,האוניברסיטה העברית בירושלים פרופ' אריאל כנפו מנהל בכיר לפיתוח תוכנה אינטל מר רון מוצאפי משרד המדע והטכנולוגיה ד"ר חוסאם מסאלחה משרד המדע והטכנולוגיה ד"ר פדיל סאלח המכון למתמטיקה ,האוניברסיטה העברית בירושלים פרופ' ג'ייק יעקוב סלומון מכון רקח לפיסיקה ,האוניברסיטה העברית בירושלים פרופ' ראם סרי החוג להיסטוריה של עם ישראל ,אוניברסיטת תל אביב ד"ר יובל רוטמן משרד המדע והטכנולוגיה ד"ר אלה שטראוס מיון והנחיית המתחרים: רכז אקדמי :פרופ' גדי גלזר ,הפקולטה לרפואה ,האוניברסיטה העברית בירושלים חוקרים צעירים ואנשי האוניברסיטה העברית ירושלים :אדם פאוסט ,אורי חשין ,בועז קרני ,ד"ר בנימין גשור, דני פרידברג ,סער גרשון ,ד"ר רומינה זיגדון ,אילנה כספי ,קובי שפונד. אינטל ירושלים :אלי מנשהאוף – רכז מנחים וממיינים ,אורון רמתי ,איתמר שרוני ,נועה קרניאל ,עדו כנען, בן אוחנה ,טל תמיר ,עמירם ג'יבלי. 3 ברכות דבר שר החינוך ,מר גדעון סער דבר מנכ”לית משרד החינוך ,גברת דלית שטאובר “כל היש בארץ זה הוא פרי "הזיות" שנתממשו בכוח החוט המשולש :חזון ,מדע וכושר חלוצי" (דוד בן גוריון" ,דרומה" )1956 "כל התקדמות גדולה בשטח המדע ,נבעה מהעזה חדשה של הדמיון" תלמידות ותלמידים יקרים, תלמידים ,אנשי חינוך ומדענים יקרים, מאז ומתמיד ראתה מדינת ישראל בפיתוח המדע את אחת המשימות החשובות ביותר העומדות בפניה. עוד בטרם קום המדינה ייחסה הנהגת היישוב היהודי הקטן בארץ ישראל חשיבות עליונה להשכלה ולמדע. ב 1925-נחנכו האוניברסיטה העברית והטכניון בחיפה וב 1934-הוקם ברחובות מכון "זיו" לימים מכון וייצמן למדע .טובי המדענים היו שותפים להקמת המוסדות של המדינה שבדרך ,מוסדות שהיוו את הבסיס לפיתוחה של ישראל המדעית. מדינת ישראל אינה משופעת בחומרי גלם ובמחצבים ,אולם יש לה משאב בלתי נדלה – הנכס האנושי. האיכות היא המשאב המרכזי באמצעותו יכולה מדינת ישראל לקדם את כלכלתה. אני שמח לברך אתכם על השתתפותכם בתחרות מדענים ומפתחים צעירים ,על הישגיכם ,על רעיונות ויוזמות מדעיות מעוררות עניין שהצגתם ועל תגליות מקוריות שהגיתם. הרבה ידע ,מאמץ וזמן נדרש מחוקר ,כדי להתמודד עם שאלות שאיש לא בחן לפניו .תחרות זו מעניקה לכם הזדמנות ואתגר בחיפוש אחר התגלית ,שהוא חשוב לא פחות מהגילוי עצמו. אני רואה מתפקידה של מערכת החינוך לעודד את התלמידים לסקרנות ,ליצירתיות ולתעוזה מחשבתית. אני מברך את התלמידות והתלמידים מכל רחבי הארץ הנוטלים חלק בתחרות על עבודתם ועל פירות השקעתם. מערכת החינוך שוקדת על קידום החינוך המדעי-טכנולוגי ועל טיפוח הזיקה של הדור הצעיר לתחום זה כדי להבטיח את עתידה של מדינת ישראל ואת המשך צמיחתה ושגשוגה .החינוך המדעי טכנולוגי מאפשר התמודדות עם מציאות דינמית ומשתנה והכשרה לחיים במאה ה 21-ומהווה בסיס לפיתוח תפיסת עולם הרואה את בני הדור הצעיר ,אזרחי העתיד ,עסוקים בחקירת עולם מתוך סקרנות ,הבנה ,מחויבות ואחריות לסביבה ובעלי מסוגלות לפתרון בעיות ולקבלת החלטות. העיסוק במדע הנו עיסוק גדוש בחוויות של תגליות ותובנות מעניינות ומאתגרות ,שברובן בבחינת תגליות פורצות דרך ותרומתן לאנושות היא תרומה חשובה .אנחנו חיים היום בעולם שבו תוחלת החיים ואיכות החיים טובות לאין שיעור מבעבר ,וזאת בזכות פיתוחים ותגליות פורצות דרך של מדענים בארץ ובעולם. תחרות "מדענים ומפתחים צעירים בישראל" היא תחרות ארצית המתקיימת כל שנה כחלק מאירועי שבוע המדע הלאומי החל בסמוך ליום הולדתו של אלברט איינשטיין ( ,)14.3ומהווה פרויקט חינוכי יוקרתי ,המתקיים זו השנה ה.16- בכבוד רב, תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 (ג'ון דיואי) דלית שטאובר גדעון סער 4 ברכות דבר מנהל המינהל למדע וטכנולוגיה ,ד”ר עופר רימון דבר נשיא אינטל ישראל וסגן נשיא בכיר באינטל העולמית ,מר מולי אדן תגליות מדעיות ופיתוחים טכנולוגיים שמקורם בישראל זכו לתהודה עולמית ,ביניהם פיתוח תרופת הקופקסון, הדיסק און קי (החסן נייד) ,המצלמה הזעירה בעולם ,ה ,ICQ-דוד שמש ,עגבניית שרי ,טפטפות ,גלולה לבדיקת המעי ,מערכות יירוט טילים ועוד תגליות והמצאות רבות אחרות .אלה המעיזים ,הינם העתודה המדעית והטכנולוגית החשובה לכינון חברה מתקדמת ,השואפת להישגים בתחומי המדע והטכנולוגיה. המדענים הצעירים הם אלו שיביאו את בשורת העתיד והניסיון של מדינת ישראל לכלל העמים. בשנים האחרונות כחלק מהתוכנית לחיזוק והרחבת לימודי מדע וטכנולוגיה אנו שמים דגש על למידה בדרך החקר בכל שלבי החינוך .תחרות מפתחים ומדענים צעירים נבחרה על-ידי המינהל למדע וטכנולוגיה כתחרות המרכזית בתחום זה ואנו נעזרים בידע שנצבר ובתהליך השיפוט הקפדני כדי להחיל את הסטנדרטים הללו בשלבי הגיל המוקדמים יותר. תחרות מדענים ומפתחים צעירים הינה תוצר שראשיתו בתהליך למידה ממושך ומאתגר המפתח את תכונות המדען בקרב התלמידים ,ומעודד חשיבה מקורית ויצירתית ,תוך חשיפה למקורות מידע מגוונים .התחרות משקפת דיאלוג בין תלמידים שוחרי דעת ,מדענים ומהנדסים חדורי רצון לטפח תלמידים אלו וללמדם לצעוד בדרכם" ,דרך החקר" ,תוך סלילת הנתיב ויצירת ההזדמנות להכיר גם את הקשיים כשהמטרה המסומנת ברורה. השתתפותכם התלמידים היא הזכייה לשמה והזוכים שייצגו את מדינת ישראל בתחרויות הבינלאומיות ,ישאו בגאווה את הישגנו. ברצוני לברך את כל בני הנוער המשתתפים בתחרות ,יישר כוחכם. כמו כן ,לברך על שיתוף הפעולה בין משרד החינוך ,המורים ,המנחים ,הדוקטורנטים של האוניברסיטה העברית ומוזיאון המדע ע"ש בלומפילד ,שהטו כתף ויצרו הזדמנות למתן הכרה וביטוי למצוינות בקרב תלמידי מערכת החינוך ,תוך שילוב יזמות ,מומחיות וראיה מערכתית. מתמודדים יקרים, כמדי שנה ,אני מברך אתכם על השתתפותכם בתחרות מדענים ומפתחים צעירים לשנת !2013אינטל ממשיכה לפעול בכל דרך אפשרית על מנת לשדרג את החינוך למדעים ולטכנולוגיה בישראל .אני מאמין שכחברה שיוצרת את טכנולוגיות העתיד ומתבססת על הון אנושי איכותי ,עלינו לעשות הכל כדי להעצים את המצוינות הטכנולוגית בחברה בה אנו חיים. לצערנו ,כיום כ 6%-בלבד מבוגרי התיכון בישראל זכאים לתעודת בגרות מדעית -טכנולוגית .נתונים אלה מאיימים על יכולתה של ישראל לשמור על מעמדה כמעצמת היי-טק .לכן ,השקנו השנה את תוכנית "אנחנו המחר" – שיתוף פעולה כלל ארצי בין אינטל לבין משרד החינוך ,מנהל מדע וטכנולוגיה המגייס קואליציית שותפים רב מגזרית ,שמטרתה הגדלת שיעור התלמידים המסיימים תיכון עם תעודת בגרות מדעית – טכנולוגית איכותית .בארבע השנים הקרובות תסייע אינטל למשרד החינוך להוציא את התוכנית לפועל ותשקיע 20מיליון שקל בחינוך המדעי – טכנולוגי ,על מנת להצעיד את המשק הישראלי למחר טוב יותר. במקביל ,זו השנה ה 16 -בה אנו נותנים חסות לתחרויות מדענים ומפתחים צעירים בישראל .הסיוע ניתן הן באמצעות תמיכה כספית והן באמצעות התנדבותם של עובדי אינטל ,לשיפוט ,בחירת העבודות והנחיית המתמודדים .בתחרות משתתפים תלמידים מכל גווני החברה הישראלית :מרכז ופריפריה ,בנות ובנים ,חילונים ודתיים .אנו גאים בכך שהתחרות פתוחה בפני כל אחד אשר קיימת בו תשוקה לגילוי ,סקרנות ,יצירתיות ורצון להבין ולחקור תופעות לעומקן. הזוכים בתחרות הישראלית מקבלים מאינטל מלגות לימודים ומשתתפים בתחרות Intel-ISEFהיוקרתית, שנערכת מדי שנה בחודש מאי בארה"ב .התחרות הינה חגיגת המדע הגדולה מסוגה בעולם :יותר מ1500- מתחרים ,המגיעים מיותר מ 60-מדינות ברחבי העולם ,מתמודדים בקטגוריות שונות בתחומי המדע והטכנולוגיה על פרסים ומלגות בשווי של מיליוני דולרים .יש למה לחכות... לסיום ,אני מבקש להודות מקרב לב למורים ולמנחים על העידוד ,הדחיפה והאוזן קשבת שאתם מעניקים לכל אחד מהתלמידים .בלעדיכם ,ההישגים של התלמידים לא היו מתאפשרים! לכם התלמידים ,אני מאחל שתחזרו אלינו ובאמתחתכם פרסים בינלאומיים ,הכרה בינלאומית בהישגיכם ובעיקר אמונה פנימית של כל אחד ואחת מכם בעצמו ובכישוריו. עלו והצליחו! מולי אדן בברכת הצלחה למתמודדים ויישר כוח לתומכים ד"ר עופר רימון מנהל מינהל מדע וטכנולוגיה תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 5 דבר יו”ר ועדת ההיגוי של התחרות ,פרופ’ נאוה בן-צבי דברי יו”ר חבר השופטים ,פרופ’ חנוך גוטפרוינד אני מברכת את המצטרפים לשורות הארוכות של המתמודדים בתחרות המדענים והמפתחים הצעירים בישראל .מוזיאון המדע ע"ש בלומפילד ירושלים ממשיך במחויבותו ובהולכתו את התחרות החשובה הזאת. אני אישית מידי שנה נרגשת שוב ושוב בזכות החגיגה החברתית הנפלאה הזאת המתבססת על יצירתיות, סקרנות ומחויבות של צעירות וצעירים מרחבי ישראל. המציאות הגלובלית מחייבת אותנו להבין את תפקיד החינוך בהכנת הנוער להצלחה בעולם בו מדע וטכנולוגיה הם בסיס חשוב לקידום אנושי .השותפים בהולכת התחרות ,שותפים גם לדרישות של מצוינות, אחריות במחקר כשלעצמו וגם בשילוב מחקר עם פיתוח .השותפים שלנו ,חברת אינטל ומשרד החינוך – מינהל מדע וטכנולוגיה ,רואים יחד אתנו את הצורך המרכזי של התמודדות על הזכות להיות מצוינים. במאה העשרים ואחת כולנו עוסקים בחינוך ובקידום עם מטרות ארוכות טווח ,במאה העשרים ואחת אנחנו מבקשים להגיע לרמות הישגים גבוהות תוך שימוש בשפה חותכת גבולות .במאה העשרים ואחת אנחנו גאים בכל אחת ואחד מכם על השאלות החדשניות והנבונות ,על התשובות האחראיות ויצירתיות ועל העבודה הנפלאה המושקעת בדרך. כיושב ראש חבר השופטים של תחרות "מדענים ומפתחים צעירים" בישראל מזומנת לי כל שנה חוויה מיוחדת במינה :מפגש עם המתחרים מרחבי הארץ ,אשר מתכנסים ביום התחרות במוזיאון המדע ע"ש בלומפילד ,הוא שיאו של תהליך שנמשך חודשים אחדים. היו ברוכים ותהא תחרות זו רק השלב הראשון שלכם בהמראה לשחקים. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 פרופ' נאוה בן-צבי אכן ,זו חוויה לשהות ביום הזה במוזיאון המדע ,בין העבודות המייצגות שטחים רבים ומגוונים במדע ובטכנולוגיה ,ובמחיצת הצעירים והצעירות להם דמיון וסקרנות ,כשרון ויכולת ,נכונות והתמדה הדרושים להשלים עבודה שיש בה עניין ,מקוריות וחדשנות מיוחדים במינם .ביום התחרות מוטלת על עמיתי בחבר השופטים ,כולם חוקרים בולטים מאוניברסיטאות שונות ,ועלי ,משימה קשה .בחירת העבודות הראויות לפרס או לציון מיוחד אינה פשוטה .אנחנו עושים את עבודתנו בנאמנות ובהרגשת אחריות ,ועם זאת אנחנו מתלבטים לא מעט בתהליך הזה. בחוברת התקצירים שלפנינו מגוון עשיר של נושאים מתחומי המדע השונים המייצגים הרבה כישרון ועבודה מאומצת .אחדות מהעבודות תזכינה בפרס או בציון מיוחד ,אבל בלי קשר למה שיקרה באותו יום ,כל מי שנכלל בחוברת זו יכול לראות את עצמו כבר היום כמי שזכה. פרופ' חנוך גוטפרוינד 6 היסטוריה ומדעי החברה אסף טלגם נעם קורב תיכון עירוני ד' ע"ש אהרון קציר ,תל אביב ביה"ס: גברת לימור שיאון מורה מלווה: ד"ר עידו אמבר ,תיכון עירוני ד' ,תל אביב מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר בנימין גשור בית הספר התורני-ניסויי הרטמן לבנים ע"ש צוריאל סמית ,ירושלים ביה"ס: גברת עדית רובין מורה מלווה: פרופ' גיא מרון ,מכון שכטר למדעי היהדות והמכון הבינ"ל לחקר השואה ,יד ושם מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר בנימין גשור מעגלים מתלכדים :ציונות ומרקסיזם בהגותו של בר בורוכוב יהודים אינם רצויים כאן? תמורות ביחסי יהודים ושכניהם בכפרים ובעיירות של חבל הריין מעליית הנאצים לשלטון ועד ליל הבדולח 1933-1938 עבודתי עוסקת בשבר שחל בין הרעיונות הלאומיים והסוציאליסטיים בתנועה הציונית ,רעיונות אשר התקיימו זה לצד זה באופן הרמוני בתחילת ימיה .במוקד המחקר עומדת הגותו של בר בורוכוב בשנים .1914 – 1905בתקופה זו מבסס בורוכוב את תפיסתו הציונית על יסודות מרקסיסטיים ,ובכך מכפיפה לסוציאליזם .סקרתי את העמדות המרקסיסטיות ביחס לשאלה הלאומית .הקונטקסטואליזציה של בורוכוב כמרקסיסט תרמה להבנת ייחודיות הגותו .בעבודתי הצגתי את מחשבתו בנושא הלאומיות בכלל והציונות בפרט .לבסוף ,עסקתי בזניחת הגותו של בורוכוב בידי אנשי תנועת העבודה בארץ ישראל בין השנים ,1919 – 1906תוך התייחסות להעדרה של משנתו מהאידיאולוגית הזרם המרכזי בפוליטיקה של העלייה השנייה .בין מסקנותיי :הבורוכוביזם נדחק מפני הסוציאליזם הקונסטרוקטיבי ,היות ומתקיים ביניהם ניגוד מהותי ולא דמיון והמשכיות. מסיבות שונות ,באזורים כפריים שונים בגרמניה ,יחסי היהודים והנוצרים נבדלו זה מזה באופיים ובטיבם. על כן ,בחרתי לחקור את יחסי היהודים והנוצרים בגרמניה הנאצית באזור מסוים ומוגדר ,דוגמת חבל הריין. נקודת המוצא לעבודה הייתה סקירה כללית של הידרדרותם המהירה של יחסי היהודים והנוצרים בגרמניה הנאצית .על רקע זה מצאתי בעבודה כי באזור חבל הריין הפגיעה ביחסים אלו הייתה פחותה באופן מובהק לעומת אזורים אחרים בגרמניה .יחסים אלה באו לידי ביטוי בשני מישורים עיקריים :ביחס הכנסייה הקתולית המקומית אל היהודים וביחסים הכלכליים והחברתיים בין היהודים לנוצרים .מצאתי כי מכיוון שהגרמנים הקתולים בחבל הריין סבלו מהיחס העוין של המשטר הנאצי לדתם ,היו מהם שבחרו להביע את מורת רוחם על ידי חיזוק המסחר והיחסים עם היהודים .כתוצאה מכך יחסי היהודים והגרמנים באזור היו במקרים רבים טובים יותר בהשוואה לאזורים האחרים ,והיהודים נפגעו פחות בגלי הרדיפה שפקדו את גרמניה בשנות השלושים. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 7 היסטוריה ומדעי החברה צור ווסט דניאל ירום התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות ,ירושלים ביה"ס: ד"ר יעל יוסטוס-סגל ,גברת חנה שרף מורות מלוות: ד"ר יורם בק מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר בנימין גשור תיכון עירוני ד' על שם אהרון קציר ,תל אביב ביה"ס: גברת לימור שיאון מורה מלווה: ד"ר עדו אמבר מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר בנימין גשור נאומים רדיופוניים ממלחמת העולם השנייה אי הרציונאליות שבמלחמה :רעיונות החיכוך וערפל הקרב בראי המאה ה20- משחר התרבות השתמשו מנהיגים בתורת הרטוריקה כדי להוביל את הציבור לתמוך בעמדותיהם .בימי מלחמת העולם השנייה התורה עתיקת היומין הזו באה לידי ביטוי בנאומים שנשאו מנהיגי הארצות הלוחמות ושודרו דרך הרדיו לעמיהם .מטרת המחקר היא לנתח את הנאומים הללו מבחינת כלים רטוריים, בפרספקטיבה היסטורית ,וכך לעמוד על אופיים והשפעתם של נאומים אלו .ניתחתי שישה נאומים ,שני נאומים מכול אחד מהמנהיגים המשפיעים על מהלך המלחמה :היטלר ,צ'רצ'יל ורוזוולט .ביקשתי להצביע על האופנים השונים בהם שלושת המנהיגים ביקשו להטות את דעת הקהל לצורך תמיכה במדיניותם. ההשוואה בין הנאומים ,מעלה נקודות שוני התורמות להבנת הרטוריקה הייחודית לכל נואם ,אך גם קווי דמיון המאפשרים הסקת מסקנות לגבי נאומי המלחמה באופן כללי .כך לדוגמא מצביעה עבודתי ,כי חרף התפיסה הרווחת כי קיימים פערי שמיים וארץ בין הרטוריקה של שלושת המנהיגים הנ"ל ,הרי ששלושתם עושים שימוש במידה דומה למדי בכלי שכנוע המשרתים את מאמציהם להשפיע על קהלי היעד שלהם. קרל פון קלאוזביץ ,)1780-1831( ,נחשב לגדול הפילוסופים הצבאיים .במשנתנו הייחודית הוא השכיל להפריד בין מלחמה תיאורטית ורציונאלית למלחמה מעשית ,מתוך הבנה כי ישנם שלל גורמים בלתי ניתנים לשליטה, המונעים ממלחמה המתוארת בכתב בשלמות רעיונית מלהתרחש בפועל .קלאוזביץ כינס את אותם גורמים לכדי מונח אחד כללי "-חיכוך" .תרחישים לא צפויים במהלך מלחמה הופכים את הנדמה כ"פשוט" בעת התכנון, ל"קשה" בעת הביצוע .מעת כתיבת רעיונות אלו ועד המאה ה 20-התקדמה הטכנולוגיה לאין ערוך ,דבר המציב לכאורה את הרלוונטיות של קביעתו אודות מרכיב החיכוך בספק .באמצעות ניתוח מקרים מן המאה ה 20-בהם בולטת תופעת החיכוך ,התחקיתי בעבודתי אחר מקורותיו .מניתוחיי עולה כי בעוד שהטכנולוגיה הצליחה להפחית את השפעתם של חלק מסוגי החיכוך הקלאוזביציאני ,היא לא העלימה אותו ,והתלות החדשה של האדם בה אף פתחה צוהר לסוגי חיכוך נוספים .ממצאיי מצביעים על טבעו הלא רציונאלי של האדם כמקורו העיקרי של החיכוך .כיוצא מכך ,גם בתנאי שדה הקרב המודרני טרם אבד הכלח על הגותו של קלאוזביץ ,והאמונה המודרנית כי למקדם החיכוך פתרון טכני ,התבדתה. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 8 היסטוריה ומדעי החברה דמיטרי אזרוחי לי אלטמן התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות ,ירושלים ביה"ס: ד"ר יעל יוסטוס-סגל ,גברת חנה שרף מורות מלוות: האוניברסיטה העברית ירושלים מוסד אקדמי: ד"ר סרג' רוזר ,האוניברסיטה העברית ,ירושלים מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר בנימין גשור התיכון הישראלי למדעים ולאומנויות ,ירושלים ביה"ס: ד"ר יעל יוסטוס סגל ,גברת חנה שרף מורה מלווה: ד"ר ברק אפיק מנחה: מנחה מטעם מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר בנימין גשור "ואין עוד יהודי ולא יווני במשיח ישוע" -יחסו של פאולוס לגויים ולמצוות כחלק מההגות היהודית בזמנו קורבנות ילדים בטקס קבורת האינקה כמחצית מכתבי הברית החדשה מיוחסים לפאולוס השליח ,ודי בכך כדי להצביע על השפעתו הרבה בתולדות הנצרות .מחקרי הוא ניסיון לעמוד על היחס של פאולוס לגויים ולמצוות על רקע ההגות היהודית בתקופתו .המחקר בחן את הגותו של פאולוס על רקע שלוש ה"-זהויות" היהודיות בהן ניתן להבחין בכתביו: הפרושית ,היהודית-הלניסטית והיהודית-האסכטולוגית .באמצעות השוואה וסינון של רעיונות אשר ניתן לשייכן לאחת מ"-זהויות" אלו ,הגעתי לחדשני שבהגותו ביחס לגויים ולמצוות .מסקנתי היא כי חידושיו של פאולוס נעשו לשם התמודדות עם מציאות חדשה אשר ליהדות ,בזמנו ,לא היו הכלים להתמודד עמה: שליחות המרה לגויים באחרית הימים ,כאשר גם בחידושיו מהדהדת יהדותו .חידושיו הם עיצוב מחדש של מושגים שהיו קיימים ביהדות זה מכבר .עוד עולה כי תמונתו של פאולוס שהצטיירה במשך אלפיים שנה כמפריד היהדות מהנצרות ,היא מוטעית :פאולוס הוא יהודי המנסה להבין את המצב בו הוא נמצא בכלים של יהדות תקופתו. קורבנות אדם הונהגו לאורך ההיסטוריה ברחבי כל העולם .מטרת עבודתי היא לחקור קורבנות ילדים בטקס קבורת האינקה .עבודתי שופכת אור על קורבנות אדם בכלל וקורבנות ילדים בפרט ,שהתקיימו באותה אימפריה .לצורך כך נעזרתי בכרוניקות מן המאה ה 16-של הספרדים ובני אינקה ,וספרות מחקר מודרנית .לכרוניקות ערך מוסף ייחודי ,בהיותן עדות בלתי אמצעית למפגש מרתק בין התרבות האירופאית הדינאמית ואימפריית האינקה השוקעת .ממצאיי מראים כי בשנים בהן נפטר המלך נערך טקס הקפהקוצ'ה, טקס קורבנות אדם ייחודי שהתרחש בחודש יוני לכבוד אל השמש ,באופן שונה מאלו שבשנים "רגילות". כן ,מראה המחקר כי היו שני סוגים של מלווים למלך לעולם הבא ,הסוג הראשון היו בני פמלייתו ,הסוג השני היו ילדים קטנים אשר נבחרו לתפקיד זה .בעבודתי אני מתייחסת לשאלה כיצד הובאו מספר כה רב של ילדים עד לעיר הבירה ,קוסקו ,על אף המרחק הרב בין העיר לשאר הממלכה .עם בואם של הכובשים הספרדים ,פסקו טקסים אלה ,יחד עם התרבות שהגתה אותם ונושאיה. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 9 היסטוריה ומדעי החברה ענבל וייצמן שקד בן אליה סולם צור ,גשר הזיו ביה"ס: מר אורלי רוזנפלד מורה מלווה: בית חינוך אופק מוסד אקדמי: מר אורלי רוזנפלד מנחים: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר דני פרידברג התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות ,ירושלים ביה"ס: ד"ר יעל יוסטוס סגל ,גברת חנה שרף מורות מלוות: מר אהרון קליין מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר סער גרשון הקשר בין מידת הזיקה לתרבות ארץ המוצא של עולי בריה"מ לשעבר, לעמדות ילדיהם כלפי התנהגות סוטה בחברה הישראלית מאבק משפחות החטופים כמייצגים שינוי חברתי המחקר עוסק בבני נוער ,ילדים לעולים מבריה"מ לשעבר ,אשר עלו לישראל בשנות התשעים ובעמדותיהם כלפי התנהגות סוטה (צריכת אלכוהול ,סמים ,שימוש בשפה גסה וונדליזם) ספרות המחקר בנושא הגירה עוסקת רבות בהשפעת תהליכי החיברות בחברה החדשה על המהגר .עם זאת ,מעט מאוד נכתב על השפעות ההגירה על הדור השני ,ובפרט על ההבדלים בהשפעות ההגירה בין המינים בדור זה .במחקרי בדקתי את הקשר בין מידת הזיקה לתרבות ארץ המוצא של עולי בריה"מ לשעבר לעמדות ילדיהם כלפי סטייה חברתית. בחנתי שתי השערות :הראשונה -מתבגרים אשר להוריהם זיקה גבוהה לתרבות ארץ מוצאם יבטאו עמדה סובלנית יותר כלפי סטייה חברתית מאשר מתבגרים שלהוריהם זיקה נמוכה לתרבות המוצא .השנייה - בנים יבטאו עמדות סובלניות יותר כלפי התנהגות סוטה מאשר בנות. ממצאי המחקר מאששים את שתי ההשערות ויכולים לשמש בסיס לגיבוש מדיניות קליטה ופיתוח כלים ללחימה בפשיעת נוער ומניעתה. בעבודתי ביקשתי לברר האם וכיצד מאבקי משפחות החטופים רון ארד וגלעד שליט להשבת יקיריהם משקפים את השינויים שהתחוללו בחברה הישראלית בין השנים .2011-1986לאורך השנים התמודדה מדינת ישראל עם אירועי חטיפה רבים .עם הזמן ,חלו שינויים בעמדת הממשלה ,בהתנהלות הציבור ומשפחות השבויים .העבודה עוסקת באירועי החטיפה של רון ארד וגלעד שליט ,ובוחנת את ההבדלים ביניהם במספר תחומים .התקשורתי – אופן הצגת השבוי ורמת הצנזורה .הממשלתי– היחס למשפחת השבוי ולמאבק הציבורי .המשפחתי – מערכת היחסים עם הממשלה .והציבורי – הפעילויות שנערכו והירתמות הציבור אליהן .עבודתי הראתה כי הירידה ברמת הצנזורה וסיקור תקשורתי רחב הובילו להתפתחות דיון ציבורי .השבוי הוצג כילד יותר מאשר כחייל ,והמאבק הוצג כמאבק על ערכים ולא על שחרור מחבלים .משפחות השבויים איבדו את האמון בממשלה ,והחלו לערוך מאבקים תקשורתיים נגדה. אפיון הדומה והשונה בין המקרים יכול לסייע בהבנת החברה הישראלית ותהליכים שקורים בה. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 10 מדעי החיים והסביבה אור שגיא שקד שורץ קריית חינוך ע"ש דוד בן -גוריון ,עמק חפר ביה"ס: CBMI, Harvard Medical School מוסד אקדמי: ד"ר גיל אלטרוביץ מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר סער גרשון בית הספר שש שנתי לאומנויות רעות ,חיפה ביה”ס: מר צביקה רייטר מורה מלווה: מעבדת חוש הריח ,מכון ויצמן למדע ,רחובות מוסד אקדמי: MScעידן פרומין ,מעבדת חוש הריח ,מכון ויצמן ,רחובות מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר אורי חשין האם ניתן לנבא אלכוהוליזם? חיפוש אחר הבדל כימי בין דמעות אמוציונאליות לדמעות רפלקטיביות אצל נשים אלכוהוליזם הוא הפרעה רפואית רווחת בעולם המערבי ,לה השלכות חמורות .צריכת יתר של אלכוהול מוכרת כגורם התורם ליותר מ 60-מחלות שונות ,בהן מספר סוגי סרטן ,ואחראית לכ 2.5-מיליון מקרי מוות בשנה .עם זאת ,התופעה נפוצה .ב 12%-מהאוכלוסייה הבוגרת האמריקאית הייתה בעיית אלכוהוליזם בשלב כלשהו .לאלכוהוליזם מרכיב גנטי משמעותי -מחקרי אימוץ ותאומים רומזים כי 50-80%מהתופעה מקורם במרכיבים גנטיים .עם זאת ,לא קיים מודל אשר מנבא אלכוהוליזם בסבירות גבוהה על בסיס מאפיינים גנטיים .מודל כזה יכול לאפשר טיפול ואולי אף מניעה והקטנת היקפי התופעה .בעבודתי ביקשתי לבנות מודל כזה .בשורת מחקרים קודמים בקרב 3,397אנשים מחציתם אלכוהוליסטים ,נמצאו זוגות SNPים (וריאציות של אות אחת ברצף ה DNA-בכל אדם קיים מופע אחד ,משלושה מצבים) דומים המופיעים באחוז גבוה משמעותית אצל האלכוהוליסטים לעומת אוכלוסיית הלא-אלכוהוליסטים .נבנה מודל הסתברותי (רשת בייסיאנית) חדשני ,אשר על סמך מידע גנטי של כSNP 150-ים מנבא ברמת דיוק של מעל 70%הצלחה ,אם לנבדק נטייה גנטית לאלכוהוליזם. בעבודתי זיהיתי הבדלים בהרכבן הכימי של דמעות אמוציונאליות ודמעות רפלקסיביות .ביססתי שיטה לאנליזה כימית של הרכב דמעות. במחקר קודם הסתבר כי אצל גברים הנחשפים לריחם של דמעות נשים המופרשות במצב רגשי -דמעות אמוציונאליות ,פוחתת רמת הטסטוסטרון בדם והעוררות המינית .מהו האות הכימי המעורב בתגובות שפורטו? נמצא שוני הן במרכיבי הדמעות והן ביחסים הכמותיים ביניהם ,כאשר הדמעות האמוציונאליות מרוכזות יותר .בשני סוגי הדמעות זוהו מולקולות האלדהידים .בדמעות אמוציונאליות זוהו בעיקר אלדהידים ארוכי מולקולה (בני 10אטומי פחמן ומעלה) .לאלדהידים אלה קולטן ספציפי באדם והם אנדוגניים לו .מחקר בפילים אסייתיים הראה כי ביכולתם להבחין בין ריחותיהם של אלדהידים ארוכים שונים .אלדהידים אלה נמצאו בהפרשות פילים זכרים במהלך תקופת הייחום המאופיינת גם בהפרשה מוגברת של טסטוסטרון .אלדהידים שומניים מוכרים כקדמים לפרומוני מין אצל עשים וחרקים שונים. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 11 מדעי החיים והסביבה אליזבט וייסבורד מוחמד חיגזי הגימנסיה הריאלית ע"ש קרירי ,ראשון לציון ביה"ס: מכון ויצמן למדע ,רחובות מוסד אקדמי: גברת רקפת ויה מורה מלווה: ד"ר אמיר אפלבאום ,מכון ויצמן למדע ,רחובות מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר אורי חשין בית הספר האורתודוקסי ,רמלה ביה"ס: האוניברסיטה העברית ,ביה"ח הדסה עין כרם ,ירושלים מוסד אקדמי: גברת רווליט פזה מורה מלווה: ד"ר רמי אבו פנה ,האוניברסיטה העברית ,ביה"ח הדסה עין כרם מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :גברת אילנה כספי השפעת ביטוי החלבון FADD-DNעל הפעילות האנטי-פרוליפרטיבית של אינטרפרון מסוג1- שיטות חדשות למניעת דימומים תוך גולגולתיים לאחר חבלת ראש בפעילות מערכת החיסונית מול פתוגנים שונים מעורבים חלבוני איתות ,להם תפקיד בתקשורת הבין תאית בגוף .דוגמא לכך היא מעורבות אינטרפרון מסוג ,1-לו מיוחס תפקיד בפעילות האנטי-ויראלית .לאחרונה נמצא כי לחלבון זה תפקיד בעיכוב חלוקת התאים ואף בהשריית מוות תאי מתוכנן -אפופטוזיס .ההשערה הרווחת לאופן פעילותו של האינטרפרון 1-הייתה כי עם קליטתו בתאים ,הוא משרה ביטוי של החלבון ,TRAILאשר מופרש מהתאים ,נקשר לתאי היעד ,ומשרה אפופטוזיס בתיווכו של החלבון התוך-תאי .FADDבניסויים שבוצעו במעבדה נמצא כי לאחר טיפול באינטרפרון ,תאים שאינם רגישים לפעילות החלבון TRAILהראו תמותה בתיווך החלבון .FADDתאים בהם הושרתה מוטציה בחלבון ,FADD-DN לא הושפעו מנוכחות האינטרפרון .תוצאות אילו מציעות כי טיפול באינטרפרון גורם למוות תאי המתווך על-ידי מולקולת FADDאך לא מאותחל על ידי מולקולת ה .TRAIL-מכאן עולה כי ייתכן ומדובר במסלול העברת אותות השונה מהידוע היום. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 ( tPAחלבון משפעל פלזמינוגן) הוא אנזים בעל פעילות פרוטיאוליטית ,המיוצר על ידי תאי האנדותל, המרפדים כלי דם tPA .מפרק קריש דם ע''י שפעול פלזמינוגן לפלזמין .פעולתו דורשת נוכחות של פיברין והוא מסוגל להפעיל פלזמינוגן רק על פני שטח הפיברין .כיום tPAמיוצר בהנדסה גנטית כתרופה להמסת קרישי דם החוסמים עורקים כליליים ומוחיים .באמצעות ה( mtPA-מוטנט המעכב את פעילותו של)tPA ניתן לעכב את מערכת הפיברין על מנת לעצור דימומים מבלי להעלות את רמת הקרישיות ,היכולה לגרום לחסימה של כלי דם אחרים שאינם מדממים ,ולגרום לתופעות לוואי קשות mtPA .נוצר ע"י מוטציה נקודתית בה סרין שנמצא באתר הקטליטי הוחלף באלנין .במחקר הנוכחי בדקנו את יעילותו ,mtPA ומצאנו כי הוא מעכב באופן ספציפי את שפעול הפלזמינוגן ע''י ה tPA-תוך תחרות על קישור פיברין. 12 מדעי החיים והסביבה סער בן ציון התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות ,ירושלים ביה"ס: האוניברסיטה העברית בירושלים מוסד אקדמי: גברת חנה שרף ,גברת ענת מעוז מורות מלוות: גברת אביטל סויסה ,מעבדתו של פרופ' יובל דור ,האוניברסיטה העברית בירושלים מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :גברת אילנה כספי השפעת המחיקה הגנטית של LKB1על תאי בטא מתחלקים מחלת הסוכרת היא מחלה חובקת עולם אשר משפיעה על חייהם של מיליוני אנשים .הסוכרת כרוכה במותם של תאי בטא מייצרי האינסולין בלבלב .תאים אלו כמעט ולא מתחלקים .לגן , LKB1גן מדכא סרטן ,ישנה בין היתר ,השפעה שלילית על מסלולים תאיים המעורבים בתהליך החלוקה .שערנו כי מחיקה של הגן מתאי ביתא ,תוביל לעלייה ברמת חלוקתם .מטרת המחקר הייתה לבחון מהו גורל תאי ביתא מתחלקים חסרי LKB1והאם חלוקה זו פרודוקטיבית .תוצאות המחקר תואמות חלקית את השערתנו: עלייה לפרק זמן קצר בשיעורי חלוקת התאים לאחר מחיקת הגן .LKB1חשיבות המחקר היא בפן המחקרי שלו וכן במסקנה כי אחד החומרים שאתם בוצע הניסוי הוא רעיל לתאים. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 13 טכנולוגיה ומדעי המחשב איידה מוטאי ,אתי סלמה ,הודייה פרג'ון רון נעים ,אביב שער ,שגיב תירם תיכון עיוני-דתי שש שנתי למדע וטכנולוגיה ,שפירא ,נתניה ביה"ס: מר איציק גוילי מורה מלווה: ד"ר תמיר גבאי בשיתוף פעולה עם המעבדה למציאות מדומה, מנחה: אוניברסיטת בר אילן בראשות פרופ' פסיג מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר אורון רמתי תיכון עיוני-דתי שש שנתי למדע וטכנולוגיה ,שפירא ,נתניה ביה"ס: מר איציק גוילי מורה מלווה: ד"ר תמיר גבאי מנחה: הפרויקט נעשה בשיתוף חברת ,BLUEBIRDחברה המתמחה ביצור כתבמ"ים מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר אורון רמתי ממשק אדם-מחשב מכוון הטרמה על סיפית מוקדמת מד תא דלק מימני לכתב"ם בעבודתנו פיתחנו ממשק מוח-מחשב להטרמת חשיבה תפיסתית .הטרמה (פריימינג) היא כלי לתיווך ושיפור מיומנויות למידה באמצעות הצגת גירויים מובחנים חוזרים ,המסייעים ללומד למקד את חשיבתו. תהליך ההטרמה הופך את הייצוג השכלי ל"נגיש" יותר .השימוש במחשב ככלי להטרמה מעניק מסגרת למרחב ,מגדיר את הזמן ,מנפה גירויים רבים מהקלט החושי ,ולכן תורם לשיפור יכולת הריכוז. במסגרת הפרויקט המוצע ,בנינו סביבת תוכנה ,אשר תופעל על ידי המשתתפים באמצעות ממשק אדם-מחשב הנתמך באמצעי להקלטת פעילות מוחית ( ,)EEGבאופן אינטראקטיבי .בתוכנה זו יתרגלו המשתתפים מטלות חשיבה תפיסתית על ידי הטרמה. לשאלה האם ניתן לשפר את ההישגים במבחני חשיבה תפיסתית ,באמצעות הטרמה בסביבת מוח מחשב תוך זמן קצר יחסית ,משמעות רבה לאור העובדה כי כיום נקבעים הישגי החשיבה התפיסתית בגיל הנעורים .לסיווג מגביל בגיל מוקדם השפעה מכרעת על המשך החיים. שערוך ב"זמן אמת" של יתרת האנרגיה שנותרה לניצול בתא הדלק במזל"ט הוא בעל חשיבות רבה לתכנון משימותיו של המזל"ט ותורם לבטיחות הטיסה .קצב צריכת האנרגיה של המזל"ט מושפעת ממספר גורמים ,ביניהם :קצב ספיקת המימן והחמצן בכניסה לתא הדלק ,פרופיל הטיסה (תזוזת המדפים ,הפעלת מטען ייעודי ,המראה/נחיתה וכד') וההתנהגות הדינאמית של הגז ( .(Hydrogen deformationכיום אין לטייס אפשרות לשערך במדויק את יתרת המימן בזמן אמת. אנו מציעים מד תא דלק אשר מעריך את יתרת האנרגיה לניצול /יתרת הזמן לטיסה במזל"ט בו משמש תא דלק (אחד או יותר) כמקור אנרגיה .הפתרון שאנו מציעים מאפשר שערוך ברמת דיוק גדולה מ.5% - המוצר מבוסס על כרטיסים ממשפחת msp430, bq27350להרצת קוד ההפעלה ,ולניטור משתני הסביבה. המוצר שלנו הוא זול ,קטן וקל משקל .למאפיינים אלה חשיבות רבה בשילובו בפלטפורמה מוגבלת כמזל"ט. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 14 טכנולוגיה ומדעי המחשב לינדה אחדות ,עוז רחמני אנאל אלוש ,זוהר דנן ,מורן יוסף תיכון עיוני-דתי שש שנתי למדע וטכנולוגיה ,שפירא ,נתניה ביה"ס: מר איציק גוילי מורה מלווה: אוניברסיטת תל-אביב מוסד אקדמי: פרופ' משה רוזנפלד ,מר עופר לוינגר ,אוניברסיטת תל -אביב מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר בן אוחנה תיכון עיוני-דתי שש שנתי למדע וטכנולוגיה ,שפירא ,נתניה ביה"ס: מר איציק גוילי מורה מלווה: מר עופר לוינגר ,אוניברסיטת תל אביב, מנחים: ד"ר יונתן נתן ,אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר בן אוחנה משאבת אימפדנס מחבר אוניברסאלי לכיפה גאודזית אי-ספיקת לב היא מצב שבו הלב אינו מזרים דם במידה מספקת לצורכי הגוף בשל תפקוד לקוי של שריר הלב .אמצעי מלאכותי לפתרון בעיה זו מחייב משאבה ללא שסתומים וללא רוטור על מנת לשמור על סטריליות המערכת ולצמצם הרס תאי הדםֶ .התקן העונה על צרכים אלו הוא משאבת אימפדנס. זוהי משאבה בעלת מבנה פשוט הכולל צינור אלסטי המחובר בקצותיו לצינורות קשיחים .מצבט לוחץ במחזוריות על הצינור האלסטי ויוצר זרימה של נוזל המועבר דרכו .כדי ליצור ספיקה משמעותית נדרשים עצמת לחיצות גבוהה ושימוש במצבט רחב ,אולם אלו עלולים לגרום להרס תאי הדם. במיזם זה עסקנו בשילוב מספר מצבטים המאפשר ספיקה גבוהה על-ידי לחיצות מתונות על הצינור. השתמשנו בסימולציות של זרימה ובנינו מערכת ניסוי חדשנית של משאבת אימפדנס המאפשרת שליטה במיקום המצבטים ובתזמונם. אסונות טבע מותירים אנשים רבים ללא קורת גג .פתרונות המגורים הניתנים במצבים אלו מאפשרים הקמת מחסה בעזרת סיוע חיצוני רב .מטרת המיזם למצוא מענה לבעיה זו ולאפשר בניית מבנים עמידים מחומרי גלם זמינים ללא צורך באנשי מקצוע או בכלי עבודה. מבנה העונה לדרישה זו הוא כיפה גיאודזית – מבנה דמוי חצי כדור המורכב ממספר רב של מוטות ויציב .הקושי בהקמת קצרים .מבנה גיאומטרי זה מאפשר שימוש במוטות חלשים יחסית לבנייתמבנה חזק מבנה זה נעוץ באופן חיבור המוטות .המיזם מתמקד בפיתוח ַמ ְח ָּבר חדשני הפותר את בעית החיבור ומאפשר שימוש גם בחומרי גלם מאולתרים ,בזוויות חיבור לא שגרתיות ובמוטות שונים בעוביים. בעבודתנו המחשנו כי בעת הצורך ניתן לבנות בקלות כיפה העומדת באנליזות חוזק. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 15 טכנולוגיה ומדעי המחשב עומר גרנק ,עידן שרון רון שגב ,קובי בלוטשטיין ,שחף רותם בית הספר המשותף חוף הכרמל ,מעגן מיכאל ביה"ס: מנחים ומורים מלווים :מר אהרון רזנוב ,מר זאב ניסים מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר עמירם ג'יבלי קריית חינוך מעיין שחר ,עין החורש ביה"ס: מר ראובן דינוביץ' מורה מלווה: מר ראובן דינוביץ' ,מר אהרון רזנוב מנחים: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר איתמר שרוני מערכת בקרת איזון ציפה אוטומטית - ABCS: Automatic Buoyancy Control System תקשורת אל חושית בשדה הקרב צולל מכשירים ( )Scuba Diverחייב לרכוש את מיומנות איזון הציפה ,הכוללת ריקון וניפוח ידני של מיכל אוויר .איזון הציפה נחוץ לתנועה חופשית במים .טעויות בביצוע איזון הציפה מסכנות את חיי הצולל ועלולות לגרום לתאונות קטלניות .המערכת שפיתחנו מבקרת אוטומטית את ציפתו של הצולל .תחילה נמדד הלחץ בסביבת הצולל ומחושב העומק בו נמצא הצולל וקצב שינוי העומק .המערכת מעריכה את מצב הצולל: האם הוא מרדיד ,מעמיק או מתאזן .בהתאם להערכה זו מופק אות בקרה הנשלח לברזי ניפוח או ריקון. אות הבקרה משתמש בפונקצית ) PID (Proportional-Integral-Differentialהמתבססת על הפרמטרים הפיסיקליים של הצולל והמערכת .מערכת הבקרה מסתמכת על הגדרה מתמטית ייחודית לכל מצב בהתאם לערכים הנמדדים בכפוף למגבלות בטיחות הצלילה .בשל מבנה זה מרחב הפעולה של המערכת רחב ,דבר שאינו קיים במערכות בקרה רגילות .עלות המערכת מזערית ,גודלה קטן והיא מורכבת בקלות על ציוד הצלילה. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 שיטות תקשורת המקובלות היום גם בפעילויות חשאיות דורשות הפעלת קול או קשר עין ,דבר היכול להעמיד את החיילים בסכנת היחשפות על ידי האויב .פיתחנו מערכת תקשורת בה התקשורת היא באמצעות המחשבה בלבד וללא צורך בדיבור או באיתות .המערכת שלנו מקטינה את אפשרות החשיפה על ידי האויב ומגבירה את התיאום בין חיילי הצוות. מערכת התקשורת מבוססת על קליטת אותות חשמליים הנוצרים מפעולת מחשבה יזומה באמצעות חיישני רישום גלי מוח מיוחדים המחוברים לכמה נקודות בראש .פיתחנו פרוטוקול תקשורת לפיו המערכת מתרגמת את האותות המתקבלים מהחיישן למילים ומשפטים .במחקר שלנו בנינו אלגוריתם שיבדיל בין מצמוץ רצוני ומצמוץ לא רצוני בכל עין .פרוטוקול התקשורת מבוסס על קוד בינארי המורכב מקריצות בכל עין כאשר קריצה בעין שמאל מסמלת 0וקריצה בעין ימין מסמלת .1המידע יתורגם למסר קולי שהחיילים אחרים ישמעו אותו באמצעות אוזניות .Bluetooth 16 טכנולוגיה ומדעי המחשב גיא אביב דנה רימון ,עומר מורי ,אופיר חמו התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות ,ירושלים ביה"ס: גברת חנה שרף מורה מלווה: מר מאיר פנחס מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר אורון רמתי קריית חינוך מעיין-שחר ,עין החורש ביה"ס: מנחה ומורה מלווה :מר ראובן דינוביץ' מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר עידו כנען פיתוח קלסתרון לאיתור חשודים בשיטה אבולוציונית מערכת סימולטנית המתרגמת קול לשפת סימנים כיום ,כאשר נוצר צורך להרכיב קלסתרון של אדם ,עבריין למשל ,נעזרים בעד .העד בוחר מאפייני פנים בדידים – ביניהם פה ,אף ,מצח וכד' – לצורך הרכבת הקלסתרון השלם .זהו תהליך מורכב כיוון שבני אדם תופסים פנים בצורה כוללנית ולא באמצעות הרכבה של חלקי פנים .כמו כן ,שילוב פרטים גרפיים המתוארים מילולית ע"י העד מערימים קושי נוסף בהרכבת הקלסתרון .התוכנה המוצעת על ידי מיועדת לייעל תהליך זה. בניגוד לשיטות הקודמות ,תוכנה זו פועלת בשיטה הוליסטית :העד בוחר פנים שלמות מלכתחילה .ראשית, העד בוחר ,מתוך קבוצת קלסתרונים תמונת פנים המזכירה לו את פני העבריין .לאחר מכן ,מוצגות לו פנים לפני העבריין. נוספות המבוססות על הבחירות הקודמות שלו ,וגם מהן הוא בוחר את הפנים הדומות ביותר ּ בתום התהליך מתקבל הקלסתרון המבוקש .שיטה זו מהירה יותר ,זולה יותר ומדויקת יותר בהשוואה לשיטות המקובלות כיום. המערכת אשר פיתחנו מתרגמת קול לשפת הסימנים ובכך תורמת להגדלת עצמאותם של האנשים החירשים ומקלה על השתלבותם בחברה השומעת. אדם אחד מתוך אלף איש בעולם הוא חירש .האנשים החרשים מצויים לרוב בקהילות נפרדות ,מתקשרים בשפת הסימנים ומגלים קושי בהשתלבות בחברה השומעת מבחינת תעסוקה ,חינוך ועוד. במערכת שלנו האדם מדבר לתוך מיקרופון ,תוכנת Dragon naturally speakingממירה את המילים לטקסט כתוב .המשפט מפורק ,בתוכנה שנכתבה ב #C -למילים בודדות .מילים אלו ממומרות במילון ממוחשב לשמות סרטונים המציגים כול מילה בשפת הסימנים .בתום התהליך המשפט מוצג כרצף של סרטונים שהם תרגום סימולטני מהשפה המדוברת לשפת הסימנים .כך למשל ,ניתן להמיר הרצאה אוניברסיטאית לשפת הסימנים. המערכת שלנו ייחודית ומקורית ,לא ידוע לנו על מוצר דומה בארץ או בעולם. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 17 טכנולוגיה ומדעי המחשב נויה בן יקר זיו בוגוסלבסקי ,בר היקרי ,עידן דינוביצקי תיכון הנדסאים הרצליה ליד אוניברסיטת תל-אביב ,הרצליה ביה"ס: גברת לילך מוזיקנט ,מר עדי לק מורים מלווים: המעבדה לניתוח ביו-מכני ,המכללה האקדמית בוינגייט מוסד אקדמי: שיט – מר דן דר ,עמותת דולפין יוצאי שיטת הצוללות מנחים: ביומכניקה – פרופסור משה איילון /מר יאיר תלמון ,המכללה האקדמאית בוינגייט הנדסה מכונות – מר איל ישראלי מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר איתמר שרוני תיכון עירוני ע"ש משה שרת ,נתניה ביה"ס: מנחה ומורה מלווה :מר ראובן דינוביץ מנחה מטעם תחרות מדענים צעירים :מר טל תמיר שיפור העצמאות התפקודית של משותק באמצעות תקשורת אל-חושית סימולאטור לאופטימיזציה ואימון בתנועת פמפום מפרש גלשן רוח תנועת "פמפום" בגלשני רוח היא הנעת מפרש הגלשן ע"י הגולש במטרה ליצור כוח נוסף להנעת הגלשן. התנועה היא כעין תנועת חתירת המפרש באוויר .היא דרושה בעיקר בעוצמת רוח נמוכה .כיוון המפרש, תנועת הפמפום ,והיכולת הפיסית של הגולש הם גורמים חשובים בתחרות גלשני רוח .הסימולטור שבניתי מיועד לסייע במציאת כיוון תנועת הפמפום שתוצאתו היא יצירת כוח מקסימאלי להנעת הגלשן לכיוון ולמגמה הרצויים .במקביל מסייע הסימולאטור בפיתוח יכולתו הפיסית של הגולש. הסימולאטור שבניתי כולל שני חלקים :הראשון -מדמה מפרש גלשן המדמה -מהירויות רוח ,זווית הפלגה ביחס לרוח ,ומבנה מפרש הגלשן .השני -מתקן למדידת הכוח המניע את הגלשן והצגתו לגולש ולמאמן במהלך האימון ואחריו. הסימולאטור נבחן בניסוי במעבדה לניתוח ביו-מכני במכללה האקדמית בוינגייט .במהלך הניסוי נערך ניתוח ביו-מכני של תנועות הגולש וכוח הדחף של הגלשן בזמן אמתי .זאת לצורך כיוון מפרש ותנועת "פמפום" אופטימאלית כמו גם ניתוח תנועת הגולש והתאמת תכנית אמונים ייעודית לקבוצות שרירים שונות לשיפור היכולת הפיסית של הגולש. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 קהל היעד של הפרויקט שלנו הוא אוכלוסיית האנשים המשותקים בכל חלקי גופם בין אם בעלי יכולת לדבר בין אם לאו .זוהי אוכלוסייה התלויה במטפל צמוד לפעולות חיים בסיסיות. המערכת שלנו מאפשרת לאדם המשותק לתקשר עם סביבתו והיא מבוססת על חיישן ( BCIחיישן הקורא אותות חשמליים מהמוח) המונח על ראש המשתמש .החיישן קולט אותות חשמליים מהאונה המצחית, הקשור לרצון האדם למצמץ .פרוטוקול התקשורת אותו פיתחנו מבוסס על האותות אפס/אחד המתקבלים מהחיישן (מצמוץ ,אין מצמוץ) .רצף המצמוצים שיוזם המשתמש מתורגם לפקודות הפעלה כמו דיבור ממוחשב ,שליחת מייל ,מסרון או שליטה על הטלוויזיה .כלכלית ,המערכת שלנו זולה ,עלותה החומרית היא 150דולר בלבד בהשוואה ל 5000-דולר עלות מערכות ידועות כמוThe Wadsworth Center . .Brain-Computer Interface System 18 טכנולוגיה ומדעי המחשב אליה כהן ,פנינה קינגסברג ,עדי שלזינגר תום ורבין ,עדי קריספיל-לו אולפנת חורב ,ירושלים שם ביה"ס: ד"ר שרה גנוט מורה מלווה: מר ברק כהן ,חברת BRK מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר טל תמיר אליאנס ,תל אביב-יפו ,ליידי דייויס ,תל אביב-יפו ביה"ס: מרכז חמד"ע ,תל אביב-יפו מוסד אקדמי : מנחה ומורה מלווה :ד"ר איל כהן ,מרכז חמד"ע ,תל אביב-יפו מנחה מטעם תחרות מדענים צעירים :מר בן אוחנה בקרה על ברז מים זיהוי שפה הכתובה בכתב פונטי הפרויקט שלנו הוא ברז בטיחותי חכם המווסת זרימת מים משני ברזי מים :ברז מים חמים וברז מים קרים. המים היוצאים מהברז החכם הם בטמפרטורה קבועה וזאת ע"י בקרת עוצמת זרם מים בכל אחד מן הברזים. בברז החכם ישנה מערכת חימום מיידית המעניקה לו מספר יתרונות :טמפרטורת המים קבועה ,מדויקת ולא משתנה ,דבר המונע חוסר נעימות למשתמש שאינו צריך להמתין להתחממות המים .תחילה המערכת פותחת את ברז המים הקרים ורק לאחר מכן את המים החמים .בנוסף ,ישנה טפמרטורה מקסימלית ()42 למים מה שמונע סכנת כווית (למשל במקלחות לילדים) .הברז נוח לשימוש גם לאנשים נכים באיזור הידיים, משום שאין צורך לכוון את הטמפ' ע"י ידית ,אלא ע"י לחיצת כפתור . בפרוייקט זה השתמשנו בטכנולוגיית רכיבים מתוכנתים שהיא טכנולוגייה חדישה אשר מאפשרת ייצור בקרים בעלות נמוכה. כתב פונטי משתמש בסימנים שונים לייצוג כל צליל כך שלכל אות בכתב זה ישנה דרך הגייה יחידה. בפרוייקט פיתחנו תוכנה המאפשרת זיהוי והבחנה בין שפות שונות הכתובות בכתב פונטי .השפות שבחרנו: איטלקית ,לטינית וגרמנית .רשתות נוירונים מלאכותיות שימשו אותנו לעיבוד הנתונים .רשתות נוירונים מלאכותיות מהוות שיטה לעיבוד נתונים המתבססת על עקרונות החישוב העצבי במוח .הן בנויות ממערכת המדמה מספר גדול של מעבדים פשוטים אשר פועלים במקביל ומקיימים קשרים ביניהם .רשתות נוירונים אלו אפשרו לנו לבצע תהליך למידה מלאכותית של מאגר מידע רחב שכלל 7991מילים מספר בראשית בהצגתן הפונטית בשלוש השפות .התוכנה הצליחה לזהות משפטים מחוץ למאגר הנתונים שלה באחוזי הצלחה של כ 94.67%-בממוצע .בכך למעשה התוכנה הוכיחה את עצמה גם עבור שפות הנחשבות לדומות האחת לשניה כאיטלקית ולטינית. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 19 טכנולוגיה ומדעי המחשב אסף אפלבום ,אוהד לב אביב רבינוביץ' ,ניקולס חבייר מרונה ישיבה תיכונית תורה ומדע שליד מכון לב ,ירושלים ביה"ס: מכון לב ,ירושלים מוסד אקדמי: מנחה ומורה מלווה :מר דוד גלמן ,מר ישראל אלישביץ ,מכון לב ,ירושלים מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר עמירם ג'יבלי מבואות הנגב ,קיבוץ שובל ,אורט הנרי רונסון ,אשקלון ביה"ס: מר גיא טמיר ,חברת אינטל חיפה מורה מלווה: מר אופיר בן-ארי קצב ,חברת אינטל ,פתח תקווה מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :גברת נועה קרניאל recycooler חיזוי מוקדם של רעידות אדמה על ידי ניטור ריכוז האלקטרונים ביונוספרה בישראל ,כמו במקומות רבים בעולם ,ישנו משבר מים חמור .מבדיקה שערכנו על נתוני צריכת המים בישראל עולה כי המים הקרים היוצאים בתחילת הפעלת המקלחת הם אחד המקומות העיקריים בהם מתבזבזים מים לריק .מטרת המחקר הינה מציאת שימוש יעיל למים אלו שיעודד אנשים לנצלם .הריסייקולר ( –)recycoolerמערכת פשוטה וזולה המורכבת בפתח יציאת המים למקלחת ,שולחת את המים הקרים למחזור ע"י צינור המחובר למיכל אגירה .מיכל האגירה מחובר אל מיכל הדחת האסלה -הניאגרה ,והמים במיכל מוזרמים לניאגרה בעת הדחת האסלה .המערכת מנצלת את כוח הכבידה בלבד ולכן היא זולה, קומפקטית ,נוחה להתקנה ולתפעול בלא שהמשתמש יהיה מודע לנוכחותה .בנוסף ,בכוחה למנוע כוויות ממים חמים מידי .להערכתנו המערכת יכולה לחסוך עד כחצי מיליארד ₪בשנה בישראל. רעידות אדמה גורמות לנזקים רבים לסביבה ולתשתיות ,אך יותר מכל הן עלולות לגרום לאובדן חיי אדם רבים ,שיכלו להינצל אם רק היו מקבלים התראה מוקדמת ,ולו של דקות ספורות .חוקרים חושדים כי פעילויות סיסמיות המתרחשות לפני רעידות אדמה משפיעות על ריכוז האלקטרונים (TEC–Total )Electron Contentבשכבת היונוספרה מעל מוקד הרעש .האותות המשודרים על ידי לוויני GPS חוצים את שכבת היונוספרה ומושפעים מהרכבה החשמלי .בעזרת מעקב אחר אותות לוויניים ,ניתן לחשב את ה TEC-בכל רגע נתון .במחקר זה פיתחנו אלגוריתם המזהה אנומליות ב TEC-המעידות על רעידת אדמה מתקרבת .ניתן לזהות אנומליות אילו כ 40-דקות לפני התרחשות רעידת האדמה עצמה .המערכת המוצעת תזהה בזמן אמת את האנומאליות המעידות על רעידת אדמה ותוכל לשדר התראה ישירות למכשיר הפלאפון הנייד של האנשים באזור .בניתוח של אותות GPSהיסטוריים מתחנות ברחבי העולם, הראינו כי המערכת שלנו יכלה לזהות רעידות אדמה גדולות שהתרחשו בעבר ,כדוגמת רעידת האדמה האחרונה שהתרחשה בקוסטה -ריקה (.)2012 תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 20 טכנולוגיה ומדעי המחשב נדב רובינשטיין נועם אריה נשיא ,יערי ויגדר תיכון אורט טכניקום ,גבעתיים ביה"ס: מר דני פרץ ,מר גיא טמיר ,חברת אינטל חיפה מורים מלווים: מר רונן סוירי ,חברת אינטל פתח תקווה מנחה : מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :גברת נועה קרניאל מקיף עירוני ד' ע"ש רבין ,אשקלון ביה"ס: מר גיא טמיר ,חברת אינטל חיפה מנחים: ד"ר ויקטור אלחנתי ,מכון וולקני מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :גברת נועה קרניאל "הקשב!" – מערכת למיקוד תלמידים בעלי הפרעות קשב השקיה ירוקה הפרעת קשב וריכוז ( )ADHDנחשבת היום לאחת ההפרעות השכיחות ( 5%-10%מהילדים בגילאי בית הספר) בתחום הנוירולוגיה והפסיכיאטריה .ללוקים בה חווים קושי בוויסות ריכוז ומיקוד .הם מתקשים לתפקד בכיתה רגילה .הטיפול המקובל הינו תרופתי (לדוגמא בריטלין). בפרויקט זה אני מציע מענה לבעיית הקשב בכיתה על ידי מערכת אוטומטית המזהה ירידה בריכוז התלמיד ומתקנת זאת על ידי מתן משוב לתלמיד והתראה למורה .אב הטיפוס שנבנה כולל שתי מצלמות עומק ( ,)3Dהאחת מחוברת למחשב המורה ומכוונת לעברו ,והשנייה מחוברת למחשב התלמיד ומכוונת אל פניו של התלמיד. מצלמת המורה מזהה את מיקומו של המורה ,מצלמת התלמיד מזהה את קו הראייה של התלמיד ,מחשב המורה ומחשב התלמיד מתקשרים תוך עיבוד המידע וקבלת החלטה לגבי רמת הריכוז התלמיד .עם ירידת מיקוד התלמיד מתחת לסף מוגדר נשלחת התראה למחשב המורה ונדלק מסך המערכת (בליווי צפצוף חלש) .מערכת זו נבנתה כך שניתן יהיה להרחיבה למספר תלמידים. תפוקת שדה חקלאי תלויה בין השאר בהשקיה מדויקת .במדינות בעלות אמצעים נעזרים החקלאים באמצעי חישה מרחוק היכולים על סמך צילומים ממטוסים לזהות חוסר במים ומחלות שונות בגידולים. שיטה זו יקרה וכרוכה בשימוש במצלמות וגיחות טיסה בעלות גבוהה. חקלאים במדינות העולם השלישי מתקשים להתאים את רמת ההשקיה לשדה דבר הפוגע בתפוקתו בהשוואה לפוטנציאל שלו .בפרויקט זה בנינו אב טיפוס של מערכת זולה ,זמינה וקלה לתפעול שבכוחה לזהות תוך דקות מצבים של חוסר/עודף מים ומחלות שונות .המערכת מבוססת על פלאפון .מסוק קטן (או אלטרנטיבות זולות יותר) עליו מורכב הפלאפון המחובר למצלמה ייעודית זולה ועליה פילטרים מיוחדים, יטוס לאורך השדה ויצלם אותו מלמעלה .נתוניו הפיזיים של השדה יוזנו לפלאפון ותיבנה תמונה פנוראמית של השדה מתוך אוסף תמונות שצולמו .הפלאפון מעבד את תמונת השדה הספקטראלית ומנתח אינדקסים שונים המזהים מחלות בתבואה או מחסור/עודף במים .תוצאות העיבוד מוצגות על מסך הפלאפון בצורה נוחה וברורה לחקלאי. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 21 טכנולוגיה ומדעי המחשב אסף אקרמן אלישיב ליפא הורוויץ ,יעקב יהודה ולך ישיבה תיכונית תורה ומדע ליד מכון לב ,ירושלים ביה"ס: מר גיא טמיר ,חברת אינטל חיפה מורה מלווה: ד"ר גדעון רייספלד ,חברת אינטל חיפה מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :גברת נועה קרניאל ישיבה תיכונית תורה ומדע ליד מכון לב ,ירושלים ביה"ס: מר גיא טמיר ,חברת אינטל חיפה מורה מלווה: ד"ר דוד ארבל ,חברת אינטל מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :גברת נועה קרניאל מערכת לזיהוי מצבי מצוקה בשנים האחרונות נאספות כמויות מידע עצומות שאינן ניתנות לעיבוד אנושי בשל ריבוי מצלמות ומיקרופונים במקומות רבים .עודף מידע זה מקשה על זיהוי מצבי מצוקה .עיבוד נתונים אילו באופן יעיל בכוחו להציל חיים ע"י הקדמת תגובה למאורעות חריגים .עבודה זו מתמקדת בניתוח מאורע ירי מאקדח פיקות .העבודה מתמקדת ביעילות הזיהוי המתבטאת במספר משערכים קטן .המחקר השתמש בשני משערכים קיימים ובשלושה משערכים שפותחו באופן ייחודי במהלך המחקר .תהליך הקביעה של הירי מתבסס על בחירה ראשונית של ערכים בתחום הרב ממדי של המשערכים ,כמו כן על מרחק אוקלידי של וקטור המשערכים מהממוצע שלהם .האלגוריתם מתבסס על בחינה מדוקדקת של פונקציות הקול .אחוזי הצלחת הזיהוי של המערכת שלנו הם ,97%זאת בהתבסס על מסד נתונים הכולל 80הקלטות ובחינת האלגוריתם על 60הקלטות .הסיכומים מבוצעים במערכת בזמן אמת ב matlab-ומוצגים כתוצאות ושיקולי אלגוריתם. מערכת הפיתוח זולה בכוח העיבוד יחסית לפתרונות הקיימים ,מאפשרת זיהוי מצבי מצוקה ברמה אמינה ויכולה להביא להצלת חיים. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 מחשב אופטי היכולת החישובית העומדת לרשותו של האדם ,כיום ,נובעת בעיקר מרכיבים הנקראים טרנזיסטורים המרכיבים את המחשבים המוכרים לנו .טרנזיסטורים אלו מיוצרים מפיסות סיליקון ומתכות שונות ומוליכות זרם חשמלי .הטרנזיסטורים עוברים שיפור אחר שיפור אך הם מתקרבים לקצה גבול היכולת מכמה בחינות וכבר החלו חיפושים אחר הרכיב שיחליף אותם .בפרויקט זה אנו מציעים אבני בניין אופטיות שיחליפו את הטרנזיסטור .החישוב בהצעתנו יתבצע ע"י אור ,מה שיעניק לו מספר יתרונות שאין לטרנזיסטורים הקיימים .לאחר בחינת אפשרויות רבות בחרנו להשתמש במוליכי גל ומגברים אופטיים שונים על מנת לנצל תופעות של התאבכות ולבצע את הפעולות השונות על גלי האור .באמצעים אלו אנו מסוגלים לממש כל שער לוגי .מימוש האריתמטיקה עצמה מחקה את המימוש הקיים ומאפשר לבנות רכיב אופטי בתכנון זהה למקבילו החשמלי וביעילות אנרגטית משופרת. 22 טכנולוגיה ומדעי המחשב יואב דניאלי אנדריי איסופוב אורט טכניקום ,גבעתיים ביה"ס: מר גיא טמיר ,חברת אינטל חיפה מורה מלווה: גברת מיה גיספין ,חברת אינטל חיפה מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :גברת נועה קרניאל מקיף הר וגיא ,קיבוץ דפנה ביה"ס: מר גיא טמיר ,חברת אינטל חיפה מורה מלווה: מר אליזיו כהן ,חברת אינטל חיפה מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :גברת נועה קרניאל טאבלט ארכאולוגי זיהוי צפיפות אובייקט באמצעות גלי קול ארכיאולוגיה הוא תחום בו שילוב הטכנולוגיה בשטח נמוך .אמנם בעבודה המתרחשת במשרד ישנם מחשבים וציוד מתאים לניתוח המידע שנאסף ,אבל בעבודת השטח השימוש הוא בכלים ידניים ופשוטים כמו סרטי מדידה ,חבלים וניירות .מטרת הפרויקט שלי היא להביא בפעם הראשונה טכנולוגיה אל שטח החפירות בארכיאולוגיה. טאבלט המצויד בחיישנים ישמש כעוזר האישי של הארכיאולוג .התוכנה הייחודית שפיתחתי ,מאפשרת סריקה של שטח החפירה בזמנים שונים ותיעוד מסודר של כל הממצאים בשטח וסידורם בשכבות ליצירת מערכת מידע מסודרת וקלה לתחזוקה והפעלה ).GIS (Geographic information system המערכת מאפשרת גישה נוחה לכל מידע הקשור לחפירה בצורה ויזואלית ואינטואטיבית וביצוע שאילתות שונות. חוש ההתמצאות של העטלפים במרחב מתבסס על הפקת גלי קול בתדרים גבוהים .העטלף מפענח את גלי הקול החוזרים מעצמים וכך קובע את מיקומם ומרחקם. יכולת זו מאפשרת לעטלפים לזהות בין השאר סוגי צמחים שונים ולמצוא מזון( ,למשל לזהות אם גזע עץ הוא חלול מבפנים). מטרת המחקר היא לבחון האם ישנם תדרים בטווח התדרים שהעטלפים מפיקים ,אשר יכולים לשמש לזיהוי צפיפות חומר בעצם נתון באמצעות גלי קול בלבד .נושא זה נחקר בעבר אולם זו הפעם הראשונה שנבחן תחום תדרים זה ,בתווך חופשי .יכולת זו לזהות חומר יכולה לשמש אותנו במגוון תחומים ,כגון שימוש בטחוני להבדיל בין נוזלים ,וזיהוי מתכות .תוצאות המחקר מראות כי תמונת התדר משתנה בעקבות מספר רבשל מאפיינים .אנו התמקדנו בצפיפות החומר .ניתחנו את הד האות המשודר ,והצלחנו לזהות הבדלים בין צפיפויות חומרים שונים הממלאים את העצם .יצרנו פונקצית ייחוס ע"י אוטו קורלציה של התמרת הפורייה של אות ייחוס ראשוני אותו מדדנו במעבדה אקוסטית ,וע"י הצלבת מתאמים בין האות הנמדד לאות הייחוס. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 23 מדעי הטבע ומתמטיקה דניאל לינג רון קופלבצקי מקיף דתי עירוני אמי"ת ,באר שבע ביה"ס: פרופ' ויקטור מלמוד מורה מלווה: אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מוסד אקדמי: ד"ר פיטר סמובול ,אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר רומינה זיגדון מקיף דתי עירוני אמי"ת ,באר שבע ביה"ס: פרופ' ויקטור מלמוד מורה מלווה: אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מוסד אקדמי: ד"ר פיטר סמובול ,אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר רומינה זיגדון אופטימיזצית בעיות צביעה תעלומות מתמטיות -חותם שלמה בעיות צביעה הן בעיות מהסוג הבא :משולש שווה צלעות בעל אורך צלע nמחולק ,על ידי ישרים המקבילים לצלעותיו ,למשולשים שווי צלעות חופפים ,שאורך צלעם הוא .1כל צלעות המשולשים צבועות בשחור .בכל מהלך ,נבחר קודקוד אחד וצבע צלעות הקודקוד משתנות לצבע ההופכי (שחור ללבן או לבן לשחור) . השאלות הנשאלות הן( :א) מהו המספר המרבי של צלעות המשולשים הקטנים ,שניתן לצבוע לאחר מספר מוגדר של מהלכים? (ב) מהו המספר המינימאלי של קודקודים ,אליהם צריך להגיע כדי לקבל את התוצאה מסעיף א'? בעבודתי הוכחנו כי השיטה שאנו מציעים היא היעילה ביותר מבין הקיימות ובזה חידושה .בעבודתי דנתי ביעילותן של שיטות אחרות וגם בשיטה שהצעתי בעבודתי "צופן דה וינצ'י" ,אשר השתתפה אף היא בתחרות מדענים ומפתחים צעירים .2011 בעיה :מהו מספר המשולשים שווי הצלעות הנוצרים בסריג המתקבל כאשר משולש שווה צלעות בעל צלע באורך nנחתך ע"י ישרים מקבילים לצלעותיו? צלעות המשולשים הנוצרים מקבילות לצלעות הסריג וקודקודיהם נמצאים על נקודות הסריג. בהינתן אותו סריג ,מהו מספר המשולשים שווי הצלעות הנוצרים ,כאשר צלעות המשולשים יכולות להיות לא מקבילות לצלעות הסריג אך קודקודיהם נמצאים על נקודות הסריג .בעיות אילו חקרתי בעבודתי. השתמשנו בשיטות לא שגרתיות ובכלים מתחומים שונים במתמטיקה כגון :סיכום טורים בדרכים שונות ,המרת אבל ,מספרים צורתיים ופונקציית אוילר .בעזרתם פתחנו נוסחה חדשה לפתרון בעיות אלו. בנוסף הרחבנו את השאלה ע"י שינוי הדרישות מהמשולשים המתקבלים בסריג .לדוגמא מציאת מספר המשולשים שאינם שווי צלעות המתקבלים בסריג משולש בעל אורך צלע כאשר קודקודיהם נמצאים על נקודות הסריג. הבעיות בהן עסקנו לא נחקרו בעבר ,הפתרונות אליהן הגענו חדשים ולא ידועים .מבחינה זו עבודתנו חדשנית ומקורית ומכאן חשיבותה. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 24 מדעי הטבע ומתמטיקה אופיר שורר אלכסנדר מוצקין התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות ,ירושלים ביה"ס: גברת חנה שרף מורה מלווה: האוניברסיטה העברית בירושלים מוסד אקדמי : מר נחום פרידמן ,האוניברסיטה העברית בירושלים מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר רומינה זיגדון יישום טרנספורם אבל לחקירת טורי פורייה שורר אופיר הנשיא ביה"ס :אשל הנשיא ,כפר אשל מוסד אקדמי :אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע אשל הנשיא ,כפר אשל הנשיא ביה"ס: מנחה :ד"ר פיטר סמובול ,אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע בנגב ,באר שבע אוניברסיטת בן גוריון מוסד אקדמי: פיטרזיגדון רומינה מנחה מטעם מדענים ומפתחים סמובול ,אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע צעירים :ד"ר ד"ר מנחה : מנחה מטעם מדענים ומפתחים צעירים :ד"ר רומינה זיגדון מינימום הסכום וסכום המינימומים מינימום הסכום וסכום המינימומים במהלך מחקר זה פיתחנו שיטה ייחודית לפתרון אי-שוויונים קלאסיים ומורכבים המתבססת במהלך מחקר זה פיתחנו שיטה ייחודית לפתרון אי-שוויונים קלאסיים ומורכבים המתבססת על המשפט בעבודתי חקרתי טורי פורייה וטרנספורם אבל .אפיינתי את המצב בו הטור λ2 + ∑ λ ⋅ cos kxמתכנס לפונקציה משפט לפיו מינימום הסכום של פונקציות תמיד יהיה גדול או שווה לסכום המינימומים על ה לפיו מינימום הסכום של פונקציות תמיד יהיה גדול או שווה לסכום המינימומים של אותן פונקציות ,כלומר: וגם הינו הטור פורייה של אותה פונקציה. ) ( ) ( כלומר( )) : פונקציות, תורת טורי פורייה נולדה באמצע המאה ה ,19-ומתמטיקאים רבים עסקו של ) ( ( הינו טור אותן פורייה בה .טור באמצעות השיטה שפיתחנו ,הצלחנו להוכיח בנקל את נכונותם של אי-שוויונים קלאסיים ומורכבים .בחנו טריגונומטרי ,כלומר סכום של פונקציות טריגונומטריות (קוסינוסים וסינוסים). קלאסיים שיטות הפתרון המקובלות הכוללות ליעילותן של יעילותה השוואת תוך שפיתחנו, השיטה מהימנות את טור התכנסות את המבטיחים חקרתי את התכנסות טור פורייה לפונקציה נתונה .קיימים משפטים שונים באמצעות השיטה שפיתחנו ,הצלחנו להוכיח בנקל את נכונותם של אי-שוויונים שימוש בטכניקות אלגבריות אלמנטאריות. לפונקציה בהינתן תנאים מסוימים .טרנספורם אבל הינו טרנספורם עבור סכום של כפל סדרות,) S = ∑ a (⋅ b ליעילותן השוואת שיטות שבין מקסימום הסכום ובין סכום שלמהקשר הנובע יעילותה דומה לפתח משפט תוך ניתן שפיתחנו ,האם השיטהניסינו לבחון ומורכבים .בחנו את מהימנותבהמשך, וניתן להרחיבו גם עבור טורים. נוספת לפתרון אי-שוויונים קלאסיים. גישה שיאפשר פונקציות, של המקסימומים שלו? פורייה טור ומהווה לפונקציה מתכנס טריגונומטרי טור שאלת המחקר הייתה :מתי הפתרון המקובלות הכוללות שימוש בטכניקות אלגבריות אלמנטאריות. כלי המחקר בהם השתמשתי היו :טרנספורם אבל ,משפטים שהוכחתי בעזרתו ,תכונותיהם של סדרות קמורות יחד עם שיטות קלאסיות לחקר של טורי פורייה. בהמשך ,ניסינו לבחון האם ניתן לפתח משפט דומה הנובע מהקשר שבין מקסימום הסכום ∞ k 0 k =1 m i i i =1 ובין סכום המקסימומים של פונקציות ,שיאפשר גישה נוספת לפתרון אי-שוויונים קלאסיים. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 25 מדעי הטבע ומתמטיקה ספאא אבו סריחאן דולין אלעביד התיכון הרב תחומי עהד למצוינות במדעים ,חורה ביה"ס: פרופ' ויקטור מלמוד ,אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מורה מלווה: אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מוסד אקדמי: פרופ' נתן כליאורין ,אוניברסיטת בן-גוריון בנגב ,באר שבע מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר בועז קרני התיכון הרב תחומי עהד למצוינות במדעים ,חורה ביה"ס: פרופ' ויקטור מלמוד מורה מלווה: אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מוסד אקדמי: פרופ' נתן כליאורין ,אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מנחה : מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר בועז קרני דינמו טורבולנטי (תורת הגרנציה) של מערבולות בסקאלות גדולות מחקר תאורטי של יצירת מערבולות בסקאלות גדולות מטרת העבודה זו היא לחקור תכונות של מערבולות בסקאלות גדולות במטרה להבין תופעות אילו (כמו הוריקו וטורנדו) הקיימות באטמוספרת כדור הארץ .תצפיות באטמוספרת מראות כי בנוסף למערבולות בסקאלות גדולות קיימות מערבולות כאוטיות בסקאלות קטנות ,מערבולות אלו הן תופעות טורבולנטית . במחקרינו בקשנו לברר אם התיאוריה של גנרציה מבורגיות בסקאלות גדולות יכולה להסביר תכונות של טורנדו כמו :טווח זמן מאפיין לגידול אי יציבות ותנודות זמן מאפיינות למחזוריות טורנדו .מצאנו מאפיינים לשכבות באטמוספרת כדור הארץ וקצב גידול אי יציבות (בין 10ל 30-דקות) .תוצאות אילו דומות לממצאים בתצפיות .זמן מחזור אופייני שחושב על ידינו הוא אחת ל 6-חודשים ,תוצאה שאינה תואמת את התצפיות בטבע מה שרומז למנגנון אחר. מתצפיות על טורבולנציה (תנועה מערבולית) באטמוספרת כדור הארץ נלמד כי ריבוד תרמי (שכבתיות בטמפרטורה) גורם להקטנת גודלן ומהירותן של מערבלות טורבולנטיות .עד לאחרונה ,גרסו כי כאשר מספר רידצ'רדסון (ריבוע היחס בין תדירות רובנט וויסלה לגזירה) גדול מ ,1-הריבוד משכך טורבולנציה. תצפיות באטמוספרה סותרות סברה זו .מערכת הניסוי – - Cavity Chamberמאפשרת ליצור תנועה טורבולנטית בתוך תא הניסוי בנוכחות גזירה וריבוד תרמי .מצאנו כי גם במערבולות קטנות יחסית ,בסדר גודל של תא הניסוי נצפית הקטנה במערבולת .כאשר הפרש טמפרטורה בין כדור הארץ והאטמוספרה גדול יחסית (בניסוי הפרש של כ 50C° -בין הקיר העליון והתחתון) ,המערבולת קטנה לחצי הגובה תא הניסוי למרות שמספר רידצ'רדסון קטן מ .1-מכאן כי מספר רידצ'רדסון והפרשי הטמפרטורה שניהם מהווים גורם שיכוך מערבולות טורבולנטיות. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 26 מדעי הטבע ומתמטיקה יובל ארבל רם אברהם פרידמן בית ספר על יסודי משגב ,משגב ביה"ס: הטכניון -מכון טכנולוגי לישראל ,חיפה מוסד אקדמי: מר ישראל בן-דור מורה מלווה פרופ' יורם רוזן ,הטכניון-מכון טכנולוגי לישראל ,חיפה מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר בועז קרני התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות ,ירושלים ביה"ס: גברת חנה שרף מורה מלווה: ד"ר עובד דהרי מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים צעירים :מר בועז קרני בדיקת היתכנות לסיכוי הדעיכה של מזונים B→φבגלאי "אטלס" על הבדלים בין קוואזרים הפולטים קרינת רדיו לאלו שאינם פולטים קרינת רדיו במאיץ החלקיקים הגדול בעולם ) LHC (Large Hadron Colliderאשר במעבדת CERNשבג'נבה מואצות שתי אלומות פרוטונים במהירויות הקרובות למהירות האור .האלומות מתנגשות במרכז הגלאי "אטלס" (גלאי שפותח ע"י עשרות אוניברסיטאות ומכוני מחקר ,מתוכם גם מוסדות מחקר ישראליים) תוך היווצרות חלקיקים כבדים ולא יציבים (ע"פ נוסחת אינשטיין .)E=mc2אחד החלקיקים הכבדים שנוצרים הוא מזון ) ,B (B mesonהכבד בערך פי חמש וחצי מפרוטון .עקב חוסר יציבותו ,מתפרק מזון B לחלקיקים רבים אחרים .אחת ההתפרקויות האפשריות מייצרת חלקיק מסוג ) ,Phi (φאשר קל ממזון B בערך פי .5בעבודה זו בדקנו את היתכנות מדידת סיכוי הדעיכה של מזון Bלחלקיק ,φבמערכת ברמת אנרגיה גבוהה מאוד (כמו שיש בגלאי ה"אטלס") .בדקנו זאת בעזרת סימולציות וחישובי הסתברות והראנו כי ניתן למדוד סיכוי דעיכה של . 0.002 ± 0.022מחקר מסוג זה טרם נעשה עבור אנרגיות גבוהות ,ובזה חידושו. הדעה המקובלת בקהילה המדעית היא שבמרכזן של רוב הגלקסיות קיים חור שחור .החורים השחורים מושכים אליהם ובולעים לתוכם גזים הנמצאים בקרבתם .כל עוד החור השחור צעיר ,הגזים שסובבים אותו מתגבשים לענן צפוף .גזים אלו נעים במהירויות הקרובות למהירויות האור ומתנגשים ביניהם לעתים קרובות מאוד .בהתנגשויותיהם פולטים הגזים אנרגיה כה רבה עד שהם מוגדרים כמקורות האנרגיה המרוחקים והחזקים ביותר ביקום .מקורות אלו נקראים "קוואזרים" .עבודתי כוללת סקירת התיאוריה המסבירה את קיום הקוואזרים ,חקר הדמיון והשוני בין קוואזרים הפולטים קרינת רדיו לאלו שלא פולטים אותה ופרשנות להבדלים אלו .חשיבות העבודה היא בהצגת מחקר חדש ומקורי ,המאשש את התיאוריה המקובלת כיום ,אך מזווית ראייה שונה. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 27 מדעי הטבע ומתמטיקה למא אבו טאחון עמר שריג תיכון מקיף שגב-שלום ,שגב-שלום ביה"ס: פרופ' ויקטור מלמוד מורה מלווה: אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מוסד אקדמי : פרופ' ויקטור קגלובסקי ,המכללה האקדמית להנדסה סמי שמעון מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר בועז קרני התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות ,ירושלים ביה"ס: האוניברסיטה העברית בירושלים מוסד אקדמי: גברת חנה שרף מורה מלווה: ד"ר דוויד שבא ,האוניברסיטה העברית בירושלים מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר בועז קרני מוליכי-על לא שגרתיים ואפקט הול הקוונטי סינון תדרים מרחביים באמצעות אופטיקת פורייה המחשבים ממלאים תפקיד מרכזי בחיים המודרניים ומהווים אחד מהכלים הבסיסיים בהתפתחות הטכנולוגיה. מטרת העבודה הזו היא לחשב את אורך הלוקליזציה (מיקום) של אפקט הול הקוונטי של הספין ,שהוא למעשה המומנט המכני והמומנט המגנטי של החלקיק כלומר הסיבוב של החלקיק סביב עצמו בכיוון מסוים ,מעלה › או מטה ‹. אפקט הול הקוונטי :בתנאים מסוימים ,טנסור המוליכות יהיה אפקטיבי במערכת אלקטרונים דו-ממדית, המצויה בתוך שדה מגנטי עוצמתי ובטמפרטורה השואפת לאפס .במצב כזה האלקטרון ינוע לאורך קווים של אנרגיה קבועה ,ועל פי מכניקת הקוונטים הוא צובר פאזה אקראית -זהו עקרון מודל הרשת. במחקר הנוכחי ,הראינו כי על ידי שינויים מסוימים במערכת הרשת ,ניתן להשתמש בה גם לצרכים של אפקט הול הקוונטי של ספין .מצב זה יכול לתמוך בפיתוח המחשב הקוונטי העתידי ,אליו חותרים כמחשב בעל יעילות גבוהה בהשוואה למחשבים הקלאסיים הקיימים. בעולם בו אנו חיים מרבית המידע עובר אל האדם באמצעים חזותיים .תמונות המצולמות לרוב מעובדות באמצעות מחשב .במחקר זה ניסינו לבצע חלק מעיבוד זה באמצעים פיסיים ,לא ממוחשבים .כאשר מקרינים תמונה על עדשה מרכזת התמונה מתפרקת לפי תדרים ,וכך ניתן לבחור ,לסנן ולחתוך מהתמונה תדרים מוגדרים באמצעות צמצם המונח על העדשה .בעבודה זו בחנו את יעילות עיבוד זה ,אשר נמצא יעיל וקל לשימוש .גדלים שונים של צמצם מאפשרים לסנן את התדרים הרצויים .המסקנה ממחקרינו היא כי השיטה שבה השתמשנו יעילה ומומלצת לשימוש בחלק מהמקרים במטרה לבצע סינון ללא מחשב. שיטה זו מאפשרת חיסכון בזיכרון ובעבודת המחשב וצמצום בכוח האדם הנדרש לצורך ניתוח תמונה. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 28 מדעי הטבע ומתמטיקה ויקטור איסרוב נועם אוטולנגי ש"י עגנון ,נתניה ביה"ס: גברת ליאורה רודיך מורה מלווה: אוניברסיטת תל אביב מוסד אקדמי: מר חגי לנדה ,אוניברסיטת תל אביב מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר אדם פאוסט תיכון יח"ד ,מודיעין ביה"ס: מכון ויצמן למדע ,רחובות מוסד אקדמאי: מר דן רפאל מורה מלווה: מר אוהד סילברט ,מכון ויצמן למדע ,רחובות מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר אדם פאוסט תנודות הרמוניות של יונים במלכודות מולטיפוליות מודל חישובי למציאת ההיגס מלכודת יונים מולטיפולית היא דרך ללכוד יונים במקום מוגדר במרחב לפרקי זמן ארוכים על ידי שדות חשמליים מתנדנדים .לכליאת יונים יישומים רבים כגון ספקטרוסקופיית מסות יעילה וחקירת תכונות קוונטיות של היונים .בעתיד יתכן ותשולב בתחום המחשוב הקוונטי. במחקרי ערכתי ניסויים ממוחשבים ,בעזרת תוכנה לסימולציות של מלכודות יונים שכתבתי בשפת ,matlab אפיינתי מלכודות יונים וחקרתי ,בין היתר ,כיצד מתיישבים היונים במלכודת כתלות בחוזק הכליאה ,מציאת התדירויות העצמיות של היונים ,כיוון תנועתם ,חיפוש אחר דפקטים ספציפיים בקונפיגורציות המינימום של היונים ואפיון הדפקטים על ידי רמות האנרגיה שלהם .על בסיס התנאים והתדירויות שנתגלו במחקר זה ניתן לתכנן היווצרות דפקטים במלכודות היונים ולהיערך לביצוע ניסויים בקלות יחסית. אחת השאלות הבוערות בפיסיקה כיום היא שאלת מקור המסה של החלקיקים בטבע .המודל המקובל, המודל הסטנדרטי ,קובע שהחלקיק היגס ,שלאחרונה נמצאו עדויות לקיומו ,אחראי על קיום המסה .פרויקט זה התמקד במציאת דרך התמודדות עם אחד הקשיים הגדולים בחקירת חלקיקי היגס שהוא התפרקותו המהירה לחלקיקים קטנים יותר .בפרויקט פיתחנו מודל חישובי ,המתמקד בדעיכת היגס לשני חלקיקי טאו ,ומשערך את מסת החלקיק המקורי לפי תוצרי הדעיכה ,באופן מהיר ומדויק יותר מהמודלים הקיימים. שערוך המסה נעשה על ידי מציאת המקסימום של פונקציית ההסתברות של מסת החלקיק המקורי ביחס לתוצרים .המודל נבחן על אוסף דעיכות של חלקיקים שדועכים בצורה דומה להיגס ,והתקבלו באמצעותו תוצאות מדויקות .הצלחתו של מודל זה תעזור לבסס הוכחה לקיומו של היגס ,דבר שיחזק את המודל הסטנדרטי ,ויקדם אותנו לעבר הבנת העולם בו אנו חיים. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 29 מדעי הטבע ומתמטיקה מיכל בראונשטיין גיא חפשי בית ספר השש שנתי עמי אסף ,בית ברל ביה"ס: גברת הניה גיא מורה מלווה: אוניברסיטת תל אביב מוסד אקדמי: ד"ר שחר ריכטר ,אוניברסיטת תל אביב מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר אדם פאוסט מרכז חינוך ליאו באק ,חיפה ביה"ס: הטכניון -מכון טכנולוגי לישראל ,חיפה מוסד אקדמי: גברת רותי אש מורה מלווה: פרופ' אפרת ליפשיץ ,הטכניון -מכון טכנולוגי לישראל ,חיפה המנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר אדם פאוסט יצירת פלסטיק מתכלה חכם מחומרים טבעיים סינתזה קולואידית של מוליכים למחצה ננומטריים פלסטיק הוא אחד החומרים הנפוצים בחברה המודרנית .עקב היותו חומר בלתי מתכלה ,גדל הצורך במציאת תחליפים המבוססים על חומרים ביולוגיים מתכלים ,שיהיו ידידותיים לסביבה .בעבודתי פיתחתי תהליך ,המשתמש בחלבון מוציני המופק מחזיר וביוני כסף ,להכנת פולימר מרוכב המכיל בתוכו ננו חלקיקי כסף .חלבון מוציני הינו חומר מחזר ,בעל אזור הידרופילי גדול ,המאפשר את מסיסות החלבון במים שהופך אותו לחומר מתכלה .כסף הוא מתכת קלה ,לא רעילה ובעלת תכונות אנטיבקטרליות .אפיון מכני של הפולימר המרוכב המתקבל ,הראה כי לפולימר תכונות של חומר פלסטי ,כגון אלסטיות ,ועמידות בפני ניקוב .בדיקות ספקטרוסקופיות ומיקרוסקופית-אלקטרונים מראות הימצאות של ננו חלקיקי כסף מסודרים בתוך פולימר המוצין. תוצאות מחקרי מהוות אינדיקציה לכך ,שבעתיד ניתן יהיה ליצר מגוון חדש של חומרים פלסטיים ממקורות מתחדשים ,אשר יובילו ליצירת חומרים ידידותיים לסביבה. מזה עשור ,מוליכים למחצה ננומטרים הם מהנושאים הנחקרים ביותר בעולם המדעי .האפשרות לשלוט בתכונותיהם ע"י מניפולציות בתהליך גידולם פתחה עולם מחקרי חדש והביאה לפריצת דרך בתעשייה. בעבודתי חקרתי סינתזה קולואידית של ננו גבישים מסוג .CdSeמוליכים אילו נמצאים בקדמת הבמה המחקרית מזה שנים ,אך טרם נבחנו באופן שיטתי תנאי הגידול המיטביים לקבלתם .במסגרת עבודתי בדקתי את השפעת זמן הסינתזה ,ריכוז המגיבים וטמפרטורת הגדילה על איכות הננו-חלקיקים המתקבלים .אפיון האיכות האופטית והעמידות לחמצן של התוצרים נעשה בשיטות ספקטרוסקופיות ומיקרוסקופיה אלקטרונית .תוצאות המחקר מצביעות על כך ,שדרוש ריכוז גבוה של המגיבים כדי ליצור חלקיקים ננומטריים עמידים ,וכי פעילות אופטית אופטימלית מתקבלת כאשר הסינתזה נעצרת לאחר דקה אחת .לתוצאות אלה חשיבות מחקרית רבה ובכוחן להוות אבן דרך בשילוב ננו חלקיקים ביישומים טכנולוגיים מגוונים. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 30 מדעי הטבע ומתמטיקה חנאן אלסאנע התיכון הרב תחומי עהד למצוינות במדעים ,חורה ביה"ס: פרופ' ויקטור מלמוד מורה מלווה: אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מוסד אקדמי: פרופ' נתן כליאורין ,אוניברסיטת בן גוריון בנגב ,באר שבע מנחה: מנחה מטעם תחרות מדענים ומפתחים צעירים :מר בועז קרני היווצרות של עדשות קרח ” "frost heaveבתהליך הקפאת הסביבות נקבוביות בחבלי ארץ כמו קנדה ,ארצות הברית וצפון-מזרח אסיה יש להתחשב בהשפעת האקלים על הבנייה .בקרקעות דקות-הגרעין בזמן התפשטות החזית משתנה מצב הצבירה של המים -מים במצב נוזלי עוברים לכיוון החזית ובמהלך המעבר הם קופאים וגורמים להצטברות קרח .במצב זה מופיעות עדשות קרח אשר מביאות להרמת פני הקרקע ולתהליך של .frost heaveהבנת תופעה זו ,פיתוח מודלים לחיזויה עוד בשלבי תכנון הבנייה מאפשרים למנוע את השפעת תופעת ה frost heaveעל מבנים .מודלים הקיימים בספרות מתבססים על החוק הכללי של קלאפיירון, המתחשב בירידת הטמפרטורה הראשונית בתהליך קפיאת המים בסביבה נקבובית ,מבלי להתייחס להתפלגות הטמפרטורה ב .frozen fringe-במחקרינו פתחנו מודל ופתרון כללי לאפיון נדידת הרטיבות ושינויי הפאזה, ובדקנו את השפעת תהליכים אלה על תופעת ה .frost heave -המודל שלנו מציע קריטריון בו שני המודלים הקיימים (גילפין ומילר) נותנים את אותן התוצאות .בנינו על בסיס חישובים היסטוגרמה ,שמתארת את דינמיקת היווצרות עדשות קרח .השוואת תוצאות החישוב עם תוצאות הניסוי (השגיאה היחסית לא עלתה על )3.9%ואנליזה של התהליך כולו מראה כי הרעיונות התיאורטיים והפתרונות שהעלינו במחקרינו חוזים בדיוק גבוה את תהליכי ההקפאה. תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 31 פרסים והזדמנויות למשתתפים בתחרות בפני הזוכים והמשתתפים בתחרות "מדענים ומפתחים צעירים בישראל" נפתחות אפשרויות חדשות והזדמנויות מגוונות :מלגות ללימודים גבוהים ולרכישת ספרים ,ייצוג ישראל בתחרויות בינלאומיות, השתתפות במחנות מחקר בארץ ובחו"ל ומפגשים עם אנשי מדע ותעשייה מהשורה הראשונה. מלגות לימודים במוסדות להשכלה גבוהה לזוכים במקומות הראשונים בתחרות מוענקות מלגות לימודים במוסדות להשכלה גבוהה בישראל .לזוכים בציון לשבח מוענקת מלגה לרכישת ספרים. כל המלגות הן מתנת חברת אינטל. ייצוג ישראל בתחרויות בינלאומיות בחו”ל מדי שנה נשלחים נציגים מהתחרות הישראלית לתחרויות בינלאומיות חשובות .הנציגים הישראלים נבחרים עפ"י תחומי עבודתם והתאמתם האישית: תחרות האיחוד האירופי למדענים צעירים The European Union Contest for Young Scientists תחרות האיחוד האירופי מתקיימת מדי שנה באחת ממדינות אירופה ומשתתפים בה נציגים מלמעלה מ 30 -מדינות .בשנה שעברה השתתפו בתחרות ,שהתקיימה בברטיסלבה ,סלובקיה ,שלושה זוכים בתחרות הארצית: עמית שפרן מהתיכון הישראלי למדעים ולאמניות ,ירושלים עם עבודתה בהיסטוריה "קמיע מאגי מגניזת קהיר" אלפארוק אבו אלחסן מהתיכון הרב תחומי עהד למצוינות במדעים ,חורה עם עבודתו "קינטיקה של התגבשות המים בסביבות נקבוביות" רואי טליוסף מתיכון שש-שנתי ע"ש פנחס איילון ,חולון עם עבודתו "חישת פרמטרים רפואיים ממרחק באמצעות לייזר" אלפארוק אבו אלחסן זכה בפרס מיוחד :ביקור של שבוע במכון למחקר קרני Xלייזר בהמבורג ,גרמניה בספטמבר 2013תתקיים התחרות בפראג ,צכיה. אתר תחרות האיחוד האירופיhttp://ec.europa.eu/research/youngscientists : תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 משלחת ישראלית בתחרות האיחוד האירופי ,2011הלסינקי ,פינלנד: גל אורן ,נריה שטרו ,הילית אורני ,רומן צ'יז'בסקי 30 32 גל אורן ונריה שטרו זכו במקום השלישי בקטיגורית ניהול סביבה ובפרס כספי של 500דולר .במהלך התחרות השתתפו הנציגים בסדנאות ,הרצאות ופגשו חתני פרס נובל ,ביניהם פרופסור עדה יונת עמה נפגשו מאוחר יותר ,הציגו בפניה את עבודותיהם וזכו למחמאות רבות. במאי 2013התחרות תתקיים בפניקס ,אריזונה. אתר התחרותhttp://www.sciserv.org/isef : ביקור במוסדות מחקר בחו”ל ,בהזמנת משרד המדע הגרמני The German Federal Ministry of Education and Research מזה עשר שנים מזמין משרד המדע הגרמני זוכים מהתחרות הישראלית לביקור בן שלושה שבועות בגרמניה .על ההזמנה הודיעה שרת המדע הגרמנייה בעת ביקורה במוזיאון המדע בירושלים ב .2001 -בשנה שעברה נסעו לגרמניה שלושה מדענים ומפתחים צעירים :עדו סלומון ורועי שביט ממרכז חמד"ע בתל אביב ,ויניב פרי בבי"ס האזורי במעלה שחרות .השלושה היו אורחי האוניברסיטה המקומית ,ביקרו במעבדות ובמוסדות מחקר ,השתתפו באירועים רשמיים וטיילו בגרמניה. המשלחת הישראלית בתחרות אינטל אייסף ,2011לוס אנג'לס ,קליפורניה תחרות אינטל הבינלאומית Intel - ISEF )(International Science and Engineering Fair בתחרות אינטל הבינלאומית בארה"ב משתתפים מדי שנה למעלה מ1,500 - מתחרים מכ 50-מדינות ברחבי העולם .בתחרות שהתקיימה במאי 2012 בפיטסבורג ,פנסילבניה השתתפו שלושה נציגים ישראליים: אבישי קטקו ומאיה בראון מתיכון ע"ש משה שרת ,נתניה עם עבודתם בתחום הטכנולוגיה" -חיטוי מים באמצעות קרינת השמש" עמית כהנא מהתיכון הישראלי למדעים ולאמנויות ,ירושלים עם עבודתו בתחום מדעי החברה" -הסינמטוגרפיה הפסיכוסכמטית של בחירה חופשית" אור שגיא מקריית החינוך ע"ש דוד בן גוריון ,עמק חפר עם עבודה בתחום מדעי החיים " -שימוש בחיידקים מגנטיים לזיכרון דיגיטלי משתכפל מאליו" אבישי קטקו ומאיה בראון ,זכו בפרס כספי של 3000דולר מחברת alcoaלפרויקטים שעסקו במים וסביבה. אור שגיא זכה בפרס כספי של 3000דולר מטעם האגודה הסינית למדעים וטכנולוגיה, תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 מועדון הבוגרים המשתתפים והזוכים בתחרויות "מדענים ומפתחים צעירים בישראל" שומרים על קשר עם מוזיאון המדע בירושלים ,עוזרים מדי שנה בהכנת המתחרים החדשים ואף משמשים שגרירים ונציגים של התחרות והמוזיאון באירועים רשמיים שונים. אנו מקיימים מדי שנה שני מפגשים של מועדון הבוגרים ושואפים להמשיך ולהרחיב את פעילותו. מועדון הבוגרים במפגש עם ד"ר אמיר בן שלום 30 32 33 המתחרים שהגיעו לשלב הגמר בתחרות 2013בסיור באינטל ירושלים תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 34 משתתפים בתחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 אולפנת חורב ,ירושלים /פנינה קניגסברג ,אליה כהן ,עדי לבנה שלזינגר ליידי דייויס ,תל אביב-יפו /עדי קרספיל לו אורט הנרי רונסון ,אשקלון /ניקולס מרונה מבואות הנגב ,קיבוץ שובל /אביב רבינוביץ אורט טכניקום ,גבעתיים /נדב רובינשטיין ,יואב דניאלי מקיף דתי עירוני אמי"ת ,באר שבע /רון קופלבצקי ,דניאל לינג תיכון אורתודוקסי ,רמלה /מוחמד חיג'זי מקיף עירוני ד' ע"ש רבין ,אשקלון /יערי ויגדר ,נעם נשיא אליאנס ,תל אביב-יפו /תום ורבין מקיף תיכון שגב -שלום ,שגב -שלום /למא אבו טאחון כפר הנוער אשל הנשיא ,אשל הנשיא /אופיר שורר מרכז חינוך ליאו באק ,חיפה /גיא חפשי בית הספר המשותף חוף הכרמל ,מעגן מיכאל /עידן שרון ,עומר גרנק סולם צור ,גשר הזיו /ענבל וייצמן בית הספר התורני-ניסויי הרטמן לבנים ע"ש צוריאל סמית ,ירושלים /נעם קורב קריית חינוך מעיין-שחר ,עין החורש /אופיר חמו ,עומר מורי ,דנה רימון ,קובי בלוטשטיין, רון שגב ,שחף רותם בית ספר השש שנתי עמי אסף ,בית ברל /מיכל בראונשטיין בית ספר על יסודי משגב ,משגב /יובל ארבל הגימנסיה הריאלית ע"ש קרירי ,ראשון לציון /אליזבט וייסבורד הר וגיא ,דפנה /אנדריי איסופוב התיכון הישראלי למדעים ולאמנויות /רם פרידמן ,אלכסנדר מוצקין ,לי אלטמן ,צור ווסט, שקד בן אליה ,דמיטרי אזרוחי ,גיא אביב ,סער בן ציון ,עמר שריג קריית חינוך ע"ש דוד בן -גוריון ,עמק חפר /אור שגיא ש"י עגנון ,נתניה /ויקטור איסרוב תיכון הנדסאים הרצליה ליד אוניברסיטת תל-אביב ,הרצליה /נויה בן יקר תיכון יח"ד מודיעין /נועם אוטולנגי תיכון עיוני-דתי שש שנתי למדע וטכנולוגיה ,שפירא ,נתניה /אתי סלמה ,לינדה אחדות ,מורן יוסף, רון נעים ,אביב שער ,איידה מוטאי ,הודיה פרג'ון ,זוהר דנן ,עוז רחמני ,שגיב תירם ,אנאל אלוש התיכון הרב תחומי עהד למצוינות במדעים ,חורה /דולין אלעביד ,חנאן אלסאנע, ספאא אבו סריחאן תיכון עירוני ד' ע"ש אהרון קציר ,תל אביב /אסף טלגם ,דניאל ירום התיכון לאומנויות רעות ,חיפה /שקד שורץ תיכון עירוני ע"ש משה שרת ,נתניה /עידן דינוביצקי ,בר היקרי ,זיו בוגוסלבסקי ישיבה תיכונית תורה ומדע שליד מכון לב ,ירושלים /אוהד לב ,אלישיב הורוויץ ,יעקב ולך, אסף אפלבום ,אסף אקרמן תחרות מדענים ומפתחים צעירים בישראל תשע"ג 2013 35
© Copyright 2024