בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
 

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לקרוא ללא הגבלה, רק עם מינוי דיגיטלי בהארץ  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

מחקר חדש יאפשר פיתוח מכשירי ניווט זעירים

בדרך לגלולת פלא שתשייט לבדה בגוף האדם

תגובות

לפני כארבע שנים, למדען ד"ר קובי שויער היתה פריצת דרך ביד: הוא פיתח חיישנים אופטיים קטנטנים הרגישים לסביבתם פי 100 מחיישנים אופטיים אחרים. זה היה הישג מרשים, וד"ר שויער חשב שישמש בעיקר לצורכי גילוי וזיהוי של חומרים או לצורכי תקשורת. רק לאחרונה הוא הבין שייתכן שפריצת הדרך שלו מובילה לפריצת דרך נוספת, שההשלכות האפשריות שלה, לדבריו, הן בגדר "שינוי פרדיגמה טוטלי". הוא גילה - "לגמרי במקרה, אני מודה" - שהחיישן שפיתח עשוי לפרוץ את הדרך לננו-ג'ירוסקופ אופטי: התקן זעיר שיאפשר למדוד תנועות קטנות בדיוק מרבי, וינווט מכשירים קטנים באופן עצמאי.

"אם זה יצליח, ייפתח עולם חדש של אפליקציות שמוגבל על ידי הדמיון בלבד", מסביר שויער. "לדוגמה, אני יכול לשים חיישנים כאלה על כפפה של מציאות מדומה, ואז יישב מנתח בארצות הברית, וינתח חולה באפריקה על ידי זה שהחיישנים ימדדו במדויק את תנועות הידיים שלו, שבתורן ישודרו לרובוט שיערוך את הניתוח". בעתיד הנראה יותר לעין, שויער מדמיין שחיישן כזה יותקן על גלולה חכמה שנעה למקומות מסוימים בגוף ומשחררת שם תרופה, כתחליף להתערבות כירורגית. "הטכנולוגיה הזו אפשרית גם כיום, אבל היא דורשת מקלט חיצוני", הוא מסביר. "גלולה שתכיל ננו-ג'ירוסקופים תוכל לנווט את עצמה בתוך הגוף מבלי להיעזר במכשירים חיצוניים".

ג'ירוסקופ הוא רכיב המשמש למדידת תנועה, הנמצא לרוב במערכות ניווט, ופועל בדומה לסביבון: סביבון המסתובב על גבי משטח לעולם לא ישנה את יציבתו. לכן, אם נוצר שינוי בזווית הנוצרת בחיבור שבין המשטח לסביבון, מקורו יהיה תמיד בתנודה שחלה במשטח, ולא מתנועת הסביבון. תכונת היציבות המיוחדת הזו מאפשרת לסביבון לשמש כלי מדידה מדויק למיקומו של החפץ עמו הוא במגע.

הג'ירוסקופ האופטי פועל באופן דומה: צורתו כצורת קופסה בינונית שבה מותקן סיב אופטי בצורת טבעת. דרך מוט הזכוכית שבסיב, נע אור בתדר מסוים. בעוד רובו הגדול של האור נותר כלוא בתוך הסיב, חלק קטן ממנו יוצא החוצה: זהו החלק שהופך את מתנד האור לחיישן. כשהוא בא במגע עם סביבתו, התדר (צבע האור) של הלייזר משתנה. במקרה של הג'ירוסקופ, בתוך הסיב האופטי מסתובב "סביבון אור" שמסוגל לחוש תנועה. הג'ירוסקופ אינו תלוי בשדר חיצוני כדי לנווט, ומותקן לפיכך בכלי שיט, במטוסים, בחלליות ואפילו במכוניות. גם אם אין קליטת לוויינים בכביש בו אתה נוסע, הג'ירוסקופ מאפשר לסמן את מיקומך נאמנה.

אלא שכדי לפעול ביעילות ובדיוק, הג'ירוסקופ האופטי זקוק לאורך נדיב של סיב, בדרך כלל כקילומטר. זאת מפני שכמו כל סיב אופטי אחר, גם זה המותקן בג'ירוסקופ לוקה בחיסרון גדול: רגישותו קטנה יחסית, משום שרגישותו נקבעת למעשה רק על ידי שטח גודלו. אמנם יש ג'ירוסקופים מכניים קטנים, אבל רמת הדיוק שלהם נמוכה מדי למטרות ניווט.

לפחות בינתיים: כאן נכנסת לתמונה המצאתו של שויער. הוא וצוותו התקינו מראות זעירות ומדויקות על גבי החיישן, ובכך איפשרו לראשונה לאור לעבור בתוך תווך ריק - מה שאיפשר לכמות גדולה בהרבה של אור לצאת החוצה ולחוש את סביבותיו. רגישותו של החיישן של שויער גדולה פי 100 מרגישותו של חיישן רגיל, מה שאיפשר לשויער לייצר מעבדת זיהוי שלמה לשלל חומרים על גבי מילימטרים ספורים. לפני זמן מה שאל את עצמו שויער, "מה יקרה אם אקח את החיישן האופטי הקטן הזה ואסובב אותו? יכול להיות שאפשר להשתמש בתכונות המיוחדות של החיישן הזה לא רק כדי להרגיש חומרים, אלא גם כדי להרגיש תנועה? ולא סתם תנועה אלא סיבוב?". שויער הגיע למסקנה שהרגישות הגבוהה של החיישן תאפשר לראשונה להקטין את הג'ירוסקופ לממדים זעירים מבלי לפגוע ברמת הדיוק שלו כלל.

נכון לעכשיו, שויער עורך ניסויים משותפים עם התעשיות הביטחוניות. "אנחנו בשלב שבו מבחינה אנליטית תיאורטית הראנו שהאפקט קיים", הסביר. "עכשיו אנחנו רוצים להדגים אותו ניסיונית. אני לא רואה שום סיבה עלי אדמות שזה לא יצליח, אבל כמו שאומרת הבדיחה, ההבדל בין התיאוריה לפרקטיקה הוא שבתאוריה אין הבדל - אבל בפרקטיקה יש".



ד''ר קובי שויער מאוניברסיטת תל אביב. ''שינוי פרדיגמה טוטלי''
 



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות
*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו