Skip to main content
header

שמות הזוכים בתחרות מדענים צעירים בישראל - 2006

מקום ראשון


מערכת זיהוי תנועה, מעקב וחישוב מיקום תלת ממדי של פורץ


שם המתחרה: רפאל אוזן
שם ביה"ס: קרית נוער, ירושלים
מנחה ומורה מלווה: שמואל עוזיאל

בפרויקט זה נעשה ניסיון להתמודד עם האתגרים העומדים בפני מערכות אבטחה חדשניות, על ידי מערכת מונחית וידאו המגלה פורץ בתנועה ועוקבת אחריו בזמן אמת.
המערכת מורכבת משתי מצלמות אינטרנט מקבילות הנמצאות במרחק עיני אדם (כ-7 ס"מ) אחת מהשנייה. המערכת מאפשרת לזהות את מיקום הגוף בשלושה ממדים תוך שימוש באלגוריתמים המחקים את פעולת המוח. בנוסף, רובוט מכוון במדויק, בתאום עם המצלמות, מציין לייזר המצביע על הגוף החשוד ועוקב אחרי תנועותיו.
עם זיהוי פריצה, המערכת מתריעה ע"י שליחת תמונות לשרת אינטרנט מאובטח, דוא"ל לגורמים רלוונטיים, והודעות לטלפונים סלולאריים של שוטרים, עם תאור המיקום המדויק.

הפרויקט מהווה התקדמות בתחום הראייה ממוחשבת ומאפשר יישומים רבים כגון רובוטים יותר אוטונומיים, נשק מכוון אוטומטית, עקיבה ותיעוד תנועת מטרה בשדה הקרב ועוד.

מקום שני


אשליות תפיסתיות ככלי בחקר מחלת הסכיזופרניה



שם המתחרה: אסתר פוסטילניק
שם ביה"ס: התיכון למדעים ולאמנויות, ירושלים
המוסד בו התבצעה העבודה: מרכז לבריאות הנפש שער מנשה
מורה מלווה: חנה שרף
שם המנחה: ד"ר אורן שריקי

סכיזופרניה הינה מחלת נפש כרונית קשה המאופיינת בתסמינים רבים ביניהם שמיעת קולות מדומים, עיוותים תחושתיים ומחשבות שווא. המחקר שלי התמקד באפיון ההפרעות התפיסתיות של החולים באמצעות אשליות חזותיות.
ההשערה הייתה כי אצל חולי הסכיזופרניה עוצמת האשליות עשויה להיות גדולה יותר מאשר אצל אנשים בריאים עקב העיוותים התחושתיים המאפיינים את המחלה. למרבה ההפתעה, בניסויים, החולים פעמים רבות דווקא תפסו את הגירוי כפי שהוא "במציאות" בלי הטעויות התפיסתיות שמתרחשות אצל נבדקים בריאים.
מניתוח התוצאות עולה כי יש פגיעה במנגנוני האינטגרציה המרחבית של מידע ראייתי אצל חולי סכיזופרניה. ברמה העצבית - אצל חולי סכיזופרניה יש פגיעה בתפקוד הקשרים בין נוירונים באזורים האחראיים לעיבוד מידע ראייתי בקליפת המוח.
לתובנה זאת השלכות על הבנת אופי הפגיעה בתפקודי המוח ועל אבחון המחלה.

קליטת שתלי רקמת שחלה בגוף חי



שם המתחרה: נעמה למברג
שם ביה"ס: התיכון למדעים ולאמנויות, ירושלים
המוסד בו התבצעה העבודה: מכון ויצמן למדע, רחובות
מורה מלווה: חנה שרף
שם המנחה: ד"ר תומר ישראלי, ד"ר סמדר זידמן

טיפולים אנטי-סרטניים בנשים גורמים במקרים רבים לעקרות. זו מתבטאת באובדן תפקוד השחלה וחדלון וסת מוקדם עקב פגיעה במאגר הזקיקים בשחלות.
מטרת העל של המחקר: לפתח שיטה מהימנה, שתתן מענה לנשים שאיבדו את פוריותן בעקבות טיפולים במחלת הסרטן, ע"י השתלת רקמת שחלה.
בעבודתי, חקרתי מערכת מודל של עכברות שהושתלה בהן שחלת חולדה, כדי לבחון דרכים לייעל קליטת שתלים של רקמת שחלה. נבחנו שתי דרכים: השתלת הרקמה בתוך פצע מכוון העשיר בכלי דם, והוספת ויטמין E המשמש כנוגד חמצון, מספק הגנה לזקיקים שבשחלה, ומשפר את סיכוייהם לשרוד.
נמצא כי שתי השיטות אכן גרמו לשיפור ניכר בקליטת השחלה בגוף, ממצא המגביר את הסיכוי להורות בקרב נשים שחלו, טופלו והחלימו.

מקום שלישי

בחינת תרופה חדשה לסוכרת מסוג 2

 

שם המתחרה: ברוריה מונדרי ויונתן גוטל
שם ביה"ס: הגימנסיה העברית, תיכון הרטמן, ירושלים
המוסד בו התבצעה העבודה: בי"ח האוניברסיטאי הדסה עין כרם, ירושלים
מורה מלווה: דבורה איש שלום
שם המנחה: פרופ' אהוד זיו, ד"ר שרה צנגן

סוכרת היא קבוצת מחלות שהמאפיין אותה הוא רמות הסוכר הגבוהות בדם. סיבוכיה רבים וחמורים. בסוכרת הנפוצה מסוג 2, רמת הסוכר בדם עולה ויצור האינסולין המוגבר בלבלב מוביל, לאורך זמן, ל"התשתו".
בדקנו תרופה ניסיונית לסוכרת מסוג 2, מק"ג (מאיצה קליטת גלוקוז), הניתנת דרך הפה. בניגוד לתרופות הקיימות, מק"ג פועלת באמצעות הגברת קליטת הגלוקוז ברקמות ולא ע"י ייצור אינסולין מוגבר בלבלב ועשויה למנוע ירידה חריפה ברמת הסוכר בדם (היפוגליקמיה).
המחקר נערך בחולדות שפיתחו סוכרת מסוג 2 לאחר תזונה עשירת סוכרוז ועניית נחושת. נבחנה השפעת מק"ג על רמות הגלוקוז והאינסולין בדמן והוצגה ירידה משמעותית ברמת הגלוקוז, ללא שינוי ברמת האינסולין.
המחקר מראה כי התרופה מזרזת קליטת גלוקוז ברקמות ללא הגברת הפרשת אינסולין. התוצאות מבטיחות ויש להמשיך ולבדוק בחיות.

השלמת משפטים באמצעות אלגוריתם לומד



שם המתחרה: מתן פלד
שם ביה"ס: על"ה למדעים, לוד
מנחים ומורים מלווים: אלה מריאנובסקי, ברק רווה (מכון וייצמן)

מטרת הפרויקט היא ייעול תהליך הקלדת של מסמכים באמצעות שימוש במודל "שרשראות מארקוב באורך משתנה" וניסיון לנחש מהי המילה הבאה שהמשתמש יקליד.
התוכנה בונה מבנה נתונים דמוי עץ ומשתמשת בו. המבנה מכיל תדירות הופעת מילה, ההקשרים השונים שלה וכמה פעמים הופיעה בהם. זהו עץ של שרשראות מארקוב באורך משתנה.
עיקר התוכנית מתבטא בשלושה שלבי פעולה עיקריים: למידה, זיהוי, ויצירה.
המערכת תעזור למשתמש בלי להפריע לו לכתוב, ובכך עשוייה לייעל את תהליך ההקלדה.

קביעת גיל המים באקויפר



שם המתחרה: שיפאא מחמיד
שם ביה"ס: מקיף אום אל פאחם, אום אל פאחם.
המוסד בו התבצעה העבודה: מכון ויצמן למדע, רחובות
מורה מלווה: מוחמד יוסף גבארין - אבו סאמח
שם המנחה: ישראל כרמי

הרדיואקטיביות בטבע מספקת בסיס לשיטות תיארוך. אחת משיטות אלו מתבססת על פחמן 14 - 14C , זהו איזוטופ רדיואקטיבי של פחמן (רדיו-נוקלאיד) שנוצר בריאקציה גרעינית.
שימוש חשוב לשיטת תיארוך זו היא קביעת גיל המים באקויפר. בעזרתה ניתן להעריך את קצב הזרימה של מים באקויפר ולקבל מדד טוב לכמות המים שניתן לנצל. קביעת הגיל מחייבת הערכה מדויקת של הכמות ההתחלתית של הרדיו-נוקלאיד 14C. אנחנו חקרנו את הגורמים המשפיעים על הכמות ההתחלתית של 14C. ע"י חקירת השכבה הבלתי רוויה בקרקע.
מצאנו את ערכי ‰δ13C ו 14C ודבר זה מקטין את השגיאה בקביעת גיל המים באקויפר.

מה עומד מאחורי בעיית פואסון



שם המתחרה: דורון לוין
שם ביה"ס: מקיף אמי"ת, באר-שבע
המוסד בו התבצעה העבודה: אונ' בן גוריון, המועדון המתמטי
מורה מלווה: ד"ר ויקטור מלמוד
שם המנחה: ד"ר פטר סמובול

בעיית פואסון היא חידה לוגית ידועה במתמטיקה. הבעיה המקורית: "ישנם מספר כלים בעלי נפחים שונים. יש למדוד נפח מסוים של נוזל, תוך כדי מזיגתו מכלי לכלי, אבל רק כשמרוקנים לגמרי אחד מן הכלים, או מוזגים עד שהכלי המתמלא מלא, או מבצעים פעולות מיוחדות אחרות ביחד".
מטרת המחקר: לחקור את בעיית פואסון, לראות כיצד היא משתנה כשמשנים אחד או יותר מתנאיה הבסיסיים, ולבחון כיצד יכולה לסייע לפתרון בעיות מתמטיות שונות.
במחקר נעשו פעולות כגון שימוש בקואורדינטות תלת ליניאריות להצעת אלגוריתם כללי לפתרון, חקירת תיאוריית שעוני החול, מעבר למשוואות דיאופנטיות והוכחת קיום פתרון המתבסס על עקרונות המשוואה ועוד. נחקרו בעיות פואסון עם שינוי מהותי של תנאיה וכן משחקים ואי שיוויונים - כולם בתחום הבעיה.
בעיית פואסון מתגלה ככלי יעיל לפתרון בעיות מתמטיות לא שגרתיות.

צל"שים

מערכת בקרת הכוון ללווין זעיר - מתיאוריה לפרקטיקה

   

שמות המתחרים: טל פריצקר, דניאל גולן ולאוניד זכרין
שם ביה"ס: תיכון להנדסאים, הרצליה
מנחה ומורה מלווה: ד"ר אנה הלר

כמו בכל פיתוח טכנולוגי, גם בלוויינים מתרחשת מגמת מזעור, וכך אנו רואים לוויינים קטנים יותר ויותר. אחת הטכנולוגיות החדישות היא לווין CubeSat שנפחו 10 סמ"ק ומשקלו קטן מ-1 ק"ג.
מטרתנו: פיתוח מערכת בקרה והכוון ללוויין זה, שתאפשר צילום של לווין גדול ע"י הלווין הזעיר שלנו. לווין כזה ייצמד ללווין הגדול, ינטר את תפקודו, יאפשר זיהוי מוקדם של תקלות ויאריך באופן משמעותי את חייו . השליטה בלווין תושג ע"י שימוש במערכת GPS ובשדה המגנטי של כדה"א.
טכנולוגיה כזו תחסוך מיליוני דולרים לחברות ולמדינות. פרויקט כזה לא בוצע מעולם ע"י תלמידים, ואנו מקווים כי יועיל בעתיד.

מערכת מדידה ממוחשבת למעקב אחר התפתחות גופנית של נכים

   

שמות המתחרים: רועי ממן, אמיר ליפשיץ וטל עזר
שם ביה"ס: "קריית חינוך מעיין שחר" , עין החורש
מנחים ומורים מלווים: ראובן דינוביץ, אהרון רזנוב

בפרוייקט זה פיתחנו מערכת ממוחשבת למדידה ומעקב אחר התפתחות גופנית אצל ילדים נכים הסובלים משיתוק מוחין ופיגור שכלי עמוק, עבור ביה"ס "גלאור" בגבעת אולגה. המערכת משלבת מצלמה, מאזניים אלקטרוניים ותוכנה לקליטת הנתונים.
כיום מתבצעות הפעולות הבאות:
מדידת גובה- העמדת הילד ליד לקיר ויישורו ככל האפשר באמצעות מטפלים.
מדידת משקל- הושבת הילד על כסא גלגלים, הרמתו באמצעות מנוף, שקילתו, וקיזוז משקל הכסא.
פעולות אלו גורמות סבל ואי נוחות לילדים הנכים ועוגמת נפש למודדים.
המערכת שפיתחנו תאפשר חישוב גובה מתוך ניתוח צילום, ללא גרימת סבל, כשהילד שוכב במיטה, בתנוחה טבעית לו. המיטה תוצב על מאזניים, וכך נתוניו המשקליים יימדדו בו זמנית ויוזנו ישירות למחשב.
בנוסף, יתאפשר מעקב ממוחשב לאורך שנים והשוואת התוצאות עם טבלאות התפתחות (טבלאות BMI).

מערכת הנעה חדשנית למטוס ומעבורת חלל


שמות המתחרים: אריה כהן
שם ביה"ס: עמל1 הולץ
מנחה ומורה מלווה: מאיר ורובל

אחד התחומים החשובים בעולם הטכנולוגי המתפתח של ימינו הוא יצירה של תעופה חסכונית ויעילה. למרות שב-60 השנה האחרונות בלט והתפתח תחום תעופת החלל, עדיין הוא מציב אתגרים ומכשולים רבים.
המערכת המוצגת באה לענות על חלק ממכשולים אלה. היא מציעה, בין השאר, דרך קלה יותר ליציאה מהאטמוספרה וה"כניסה" לחלל ואפשרות לבצע נחיתה ממונעת בחזרה לכדור הארץ.
המערכת המוצגת משיגה מטרות אלו בכך שהיא מאפשרת שימוש בהנעה סילונית ורקטית לחילופין, בהתאם לשלב הטיסה.

תעשייה מרחפת

   

שמות המתחרים: לאון לויצקי, דני זסטנקר, פולינה קורצר
שם ביה"ס: מקיף אמי"ת, באר-שבע
המוסד בו התבצעה העבודה: אוניברסיטת בן-גוריון
מורה מלווה: ד"ר ויקטור מלמוד
שם המנחה: דר' ולדימיר סוקולובסקי

בתעשיית השבבים ומוצרים זעירים אחרים נדרשת סטריליות. אפילו חלקיק אבק עלול לגרום לפגמים במוצר ולנזק כלכלי. הפיתרון הנוכחי - סילוק הזיהום הקיים - אינו מספק.
נקודת המוצא שלנו הפוכה: במקום לסלק לכלוך - למנוע את היווצרותו. אנחנו משתמשים במוליכי-על ומגנטים. אפקט הלוויטציה של מוליכי-על בטמפרטורות גבוהות, מאפשר להעביר חפצים ללא מגע ישיר בין פס הייצור לבין המוצר. באפקט הלוויטציה הזרם בתוך מוליך העל מפעיל כוח דחייה על המגנט, מרחיק אותו, וגורם לו לרחף. כך ניתן למקם את פס הייצור מחוץ לחדר הסטרילי והלכלוך שהוא מייצר אינו פוגע במוצר. במהלך העבודה חקרנו את מוליכי-העל ואת אפקט הלוויטציה מבחינה תיאורטית ומעשית, במטרה לבדוק אם הפתרון ניתן ליישום. לדעתנו, השימוש בשיטה מעשי, ועשוי לגרום למהפכה בתעשייה הטכנולוגית.


תצפיות במשתנים קטקליזמיים


שם המתחרה: מתן פרידמן
שם ביה"ס: תיכון אלון, רמת השרון
המוסד בו התבצעה העבודה: בי"ס לפיזיקה ואסטרונומיה אונ' ת"א, מצפה הכוכבים ע"ש וייז מצפה רמון
מורה מלווה: רינה שנצר
שם המנחה: יפתח לפקין

אחד המראות המרהיבים שנצפים בשמי כדור הארץ הוא התפרצויות כוכביות הנקראות נובות. התפרצויות אלו נוצרות במערכת של כוכב כפול, שבה אחד הכוכבים הוא ננס לבן והכוכב השני הוא כוכב נורמלי. (משתנה קטקליזמי - Cataclysmic Variable ).
מחקר זה נועד לגלות את זמן המחזור של המשתנה הקטקליזמי V841 Oph (Nova 1848) שהנתונים עליו מעטים יחסית למערכות דומות. זמן המחזור הוא נתון בסיסי להבנתה של המערכת ולחישוב קבועים פיזיקליים כמו מרחק הכוכבים, רדיוס הכוכב המשני ומסתו.
לשם כך ערכתי תצפיות פוטומטריות במצפה הכוכבים על שם וייז שבמצפה רמון. הנתונים מתצפיותיי נועדו לעזור לקהילת האסטרונומים בחקר מערכות המשתנים הקטקליזמיים ובהבנתן.

משוואות פליה שם המתחרה: ריטה פברמן



שם ביה"ס: מקיף אמי"ת, באר-שבע
המוסד בו התבצעה העבודה: אונ' בן גוריון, המועדון המתמטי
מורה מלווה: ד"ר ויקטור מלמוד
שם המנחה: ד"ר פטר סמובול

משוואות פליה משתייכות למשוואות הדיאופנטיות ומוגדרות כך: x2-dy2=1 [המקדם d הוא מספר טבעי, שאינו ריבוע של מספר שלם].
בעבודת החקר שלי נחקרו ונוסחו תכונות רבות של המשוואות הללו, החל במקרים פרטיים כאשר משתנה, וכלה בהצגת נוסחאות כלליות למציאת פתרונות בתחום המספרים הטבעיים בשלל דרכים מעניינות. נעשה גם שימוש בשברים משולבים ובחזקות של מספרים אי-רציונאליים למציאת פתרונות למשוואות הללו.
המחקר מדגיש מציאת חוקיות לפתרונות המשוואה והצגת אלגוריתם לפתרון משוואות מסוגן של משוואות פליה. תוצאתה העיקרית של העבודה היא פיתוח דרך המשתמשת במשוואות פליה ופתרונותיהן למציאת ערך מקורב לשורש ריבועי, בעזרת מספרים טבעיים.
בעתיד, השיטות שפותחו בעבודתי עשויות להיות יעילות ושימושיות לפתרון בעיות מתחום תורת המספרים, ליצירת תוכנות חישוב מהירות ולשיפור רמת הדיוק.

נוצר בתאריך: 22/07/08
עודכן בתאריך: 28/08/14