פרדיגמה חדשה במחקר - מחקר מבוסס אתגרים

מחקר מבוסס אתגרים, הוא שמה של פרדיגמה חדשה ומתקדמת לעריכת מחקרים בעידן המודרני. גישה זו מעודדת שיתופי פעולה בין התחומים, תוך מיצוי אפשרויות המידע ושימוש בכל האנרגיות העומדות לרשות המחקר והתעשייה בישראל

 

פרופ' אריה צבן, סגן הנשיא למחקר ופיתוח בבר-אילן, שיזם ומקדם בימים אלה את גישת המחקר מבוסס האתגרים באוניברסיטה, אומר כי אתגרים מחקריים הם 'קריאת השכמה' המעוררת את האקדמיה, לכדי תנופה ומעשה.


 פרופ' צבן טוען כי ניהול מחקר מבוסס אתגרים יכול לחולל מהפכה באקדמיה באמצעות מיצוי אפשרויות המידע ושימוש בכל האנרגיות העומדות לרשות המחקר והתעשייה בישראל. בהתאם לכך, אחד הפרויקטים שהוא מקדם בימים אלה הוא 'מסד הנתונים האקדמי הגדול', גישה חדשה שפותחה לאחרונה בבר-אילן ואמורה לשנות את שיטת איתור המידע המחקרי. "אוניברסיטאות מייצרות כמויות אדירות של מידע, אבל 90 אחוזים מהתצפיות והנתונים נזרקים לפח, משום שהחוקרים מעוניינים לפרסם אך ורק נתונים התומכים בהשערות המחקר שלהם", הוא מסביר. "דמיינו שאפשר היה לאסוף את כל הנתונים האבודים הללו, ולאפשר לכל אחד שמעוניין בכל פינה בעולם, לחפור במאגר הזה ולחפש תשובות לשאלות שמעולם לא נשאלו עד כה. גישה זו יכולה להוות בסיס לרשת בין-לאומית חדשה ומהפכנית של מאגרי מידע מדעיים המיועדים למנף את כוחן של טכנולוגיות אנליטיות מתפתחות לקידום, חיפוש ואיתור נתונים".


הוא גם לוקח את רעיון מאגר המידע הכוללני צעד נוסף קדימה ומוסיף לו שיתוף פעולה בין מחלקתי ובין-פקולטטי ולהרחבת גבולות היצירתיות במחקר. "חופש אקדמי הוא אחד המניעים העיקריים של היצירתיות. אם נסטה במכוון מההיררכיה המסורתית של פקולטות ומחלקות ונעודד חוקרים לצאת ממסגרת התחומים הבלעדיים שבהם עסקו עד כה במחלקתם ולארגן בעצמם את מחקריהם סביב אתגרים שיש להם משותף עם מחלקות ופקולטות אחרות, התמונה תשתנה לחלוטין. נוכל ליצור ישויות בין-תחומיות חדשות לגמרי, בעלות מאגרי מידע שונים".

כדי להשיג את השינוי הדרוש לניהול המחקר מבוסס האתגרים, אומר פרופ' צבן, יש להגדיר תחילה את נושאי המחקר האתגריים. אלה ייבחנו על ידי צוותים רב תחומיים של חוקרים, בהתייעצות ובשיתוף עם גורמים ממשלתיים ותעשייתיים. בנוסף יש ליצור תשתית מחקרית אסטרטגית של מעבדות לאבי טיפוס, פיתוחי פארמה ועיצוב יישומים. כמו כן יש לאסוף את המידע הרב שנזנח בשל גישות מחקריות מסורתיות, ולהשתמש בו כבסיס למסגרת נתונים חדשה, ממוקדת תגליות.

בהתאם לכך הגדיר פרופ' צבן, סדרה דינמית של אתגרים מרכזיים השואבים השראה מקשת רחבה של תחומי מחקר, החל ממדעי הרוח, דרך מדעי החברה, מדעים מדויקים ועד מדעי היהדות.

 

"צוותי החוקרים יכולים ללמוד, למשל, את טבע האמונה וכיצד דתות ממוסדות התפתחו היסטורית ואישית. אתגר נוסף קורא לחוקרים מתחומי המשפט, פסיכולוגיה ומדעי המוח לבחון את המרכיבים הספציפיים המובילים לשחיתות מוסרית ולדעות קדומות. פרויקטים ממוקדי אתגר כגון זה מניעים את החוקרים להתקדם ולפתח רעיונות חדשים".


בתחום הקרוב יותר למומחיותו של פרופ' צבן, צוות מחקר אתגרי של בר-אילן בוחן כיום את העקרונות הבסיסיים שיאפשרו להחדיר שבבים ננו-אלקטרוניים לכל אובייקט. רעיון זה עשוי לחולל מהפכה בתחומי הרפואה, התקשורת, האנרגיה ועוד, ומעורבת בו גם החברה למחקר ופיתוחBIRAD  של בר-אילן. לדברי פרופ' צבן, שיתופם של מומחים מהתעשייה ומקבלי החלטות בממשלה בפרויקט, מסייע לחוקרים להגדיר אתגרים מחקריים ספציפיים שיש להם פוטנציאל השפעה משמעותי יותר על התעשייה, ובכך לפרוץ את המחסומים שהוצבו עד כה על ידי מגדל השן האקדמי. 

 

לדברי פרופ' צבן גישה ניהולית חדשנית זו עשויה לשנות את ההגדרות המסורתיות של מחקר בסיסי ומחקר יישומי בכל תחום מחקרי. בכדי לקדם אותה, הוא גם מכין בימים אלה את הקרקע לשלושה מתקנים חדשים המיועדים למימוש רעיונות מהפכניים ולהפכם למציאות.
 

"אנחנו מקימים מעבדת אבטיפוס שבה צוותים יבחנו את הפוטנציאל של רעיונות מסוימים. למשל, סוג חדש של חיישן ביולוגי או גישה חדשה בעבודה סוציאלית. מתקן פארמה חדש יכיל ציוד הנדרש לבדיקת גישות חדשות בננו רפואה ופיתוח תרופות. כמו כן, אנו מקימים מעבדת יישומים, שתחבר צוותים מבר אילן לקהילת מיקור המונים ההופכת טכנולוגיית סמארטפון למנוע חדשנות ברחבי כל העולם".

למצות את הפוטנציאל האקדמי
עם זאת, פרופ' צבן מדגיש כי עדיין אין לפסול את ההיררכיה האקדמית המסורתית. "המבנה האקדמי הוא חממה שבה רבים מהרעיונות החשובים בתולדות האנושות טופחו לפני שהשתרשו בחברה. המטרה שלנו אינה לבטל אותו, אלא לפתוח את הדלתות שלו לרווחה ולמצות עד תום את הפוטנציאל האקדמי. כל זאת באמצעות הענקת במה לחוקרים לשתף את רעיונותיהם ויצירת פרויקטים מבוססי אתגר המשתפים אנשים מכל פינה של האקדמיה. החלפה חופשית של רעיונות היא מרגשת מעצם הגדרתה וככל שהחוקרים יקבלו יותר חופש, כך בר-אילן תהפוך למקום מרגש ומאתגר יותר".

אחד הפרויקטים הבולטים המתקיימים בבר-אילן, שבו משלבים כוחות חוקרים מכמה תחומים, עוסק בעמידותן של רשתות מורכבות. פרופ' צבן: "מה המשותף לאיום ההכחדה של דבורים, מגפת האבולה והפסקות חשמל מאסיביות? לכאורה, לא הרבה אבל המסקנה הזו מטעה. כל שלוש התופעות נובעות משינויים דינמיים שבהתחלה ערערו רשת או מערכת קיימת, (מערכות אקולוגיות המפיקות מזון, מערכות המשפיעות על הבריאות העולמית, מערכות אנרגיה שמניעות את העולם), ואז פשו בה וחוללו תוצאות הרסניות. מעקב, חקירה והבנה של תופעות הדרגתיות אלה יאפשרו לנו לשלוט בהן. וזהו לב ליבו של מדע רשתי".  

 

פרופ' צבן מסביר כי מדע הרשתות מספק שפה מתמטית אוניברסלית לתיאור מערכות מגוונות אלה, המאפשרות לראשונה לפתח את הפיזיקה של התפשטות מגיפות, ביולוגיה תת-תאית, עמידות תשתיות ותפקוד המוח. "וזה מה שהופך אותן לאתגר העיקרי של הצוות בבר-אילן שעוסק בעמידות רשתות מורכבות".

 

במחקר זה משתתפים חוקרים בתחומי המתימטיקה, פיזיקה, מדע הרשתות, ודינמיקה לא-ליניארית, המפתחים כלים תיאורטיים שימדדו את הסיכונים לאובדן עמידות, ינבאו את תוצאותיהם, ויגיעו למסקנות מדעיות לגבי הדרכים למניעה או למזעור הנזקים.

 

לדבריו, גישה כזו ניתן יהיה ליישם על מגוון רשתות – במוח, בגנטיקה, בביולוגיה, בכלכלה, באקולוגיה, ואפילו במערכות טכנולוגיות, והיא תספק למקבלי ההחלטות אסטרטגיות מוכחות מדעית לשימור יציבותן של מערכות מורכבות, ולפעולה מידית ויעילה לשיקום רשתות כאלה. "העבודה פורצת הדרך של צוות זה תעזור לנו בסופו של דבר להגן על הרשתות החשובות ביותר שלנו כדי שהן ימשיכו לתפקד לטובת החברה האנושית כולה".

 

פרויקט בתחום אחר המתנהל בדרך דומה, פועל ליישום חזונו של פרופ' אלכסנדר פיש מהמחלקה לפיזיקה, ומייסד מעבדת המחקר למעגלים ומערכות אלקטרוניים בגדלי נאנו. במסגרת הפרויקט חונך כיום צוות החוקרים גישה הוליסטית לעיצוב מערכות שבבים (SOC) במטרה לייצר שימוש בטיחותי, חסכוני באנרגיה, אמין וזמין בשבבים לכל יישום ובכל מערכת.

 

החוקרים פועלים בשיתוף פעולה יומיומי עם שותפים בתעשייה וכבר צברו הישגים בתחומים כמו אבטחת ציוד, זיכרונות מעובדים, מעגלים אנלוגיים מתקדמים מערכות דיגיטליות חוסכות אנרגיה ועוד.

 

הטווח הרחב של ההתמחויות האקדמיות של חברי הקבוצה וכן יכולותיהם היישומיות מאפשרים לחברי צוות האתגר לבנות ולבחון פלטפורמות חדשות מיד עם היווצרן, ולהאיץ את המעבר מגילוי מדעי למערכת פעילה. עוד גורם שמקדם את יישום הרעיונות, הוא שיתוף הפעולה עם קונסוציום HIPER, קבוצה של חברות ישראליות שמונו על ידי משרד הכלכלה לקדם את תחום ה VSLI (very large scale integration)

 

קידום העיצוב השבבי, והתאמת שבבים ליישומים ספציפיים כדי שיהפכו למנוע שמאחורי רעיונות, מכשירים ומוצרים עתידיים, תלוי בהרחבת בסיסי המידע הקיימים. אם להסתמך על המספרים (הצוות פרסם יותר מ 50 מאמרי מגזין, הגיש הצעות פטנטים רבות, וגייס מיליוני דולרים במענקי מחקר מאז הקמת מעבדות ENICS  לפני כשלוש שנים), הצוות האתגרי בהחלט נמצא על המסלול הבטוח להצלחה.

לכתבות נוספות...