הצוללת האוטונומית שמפטרלת בכניסה לנמל, מזהה אות אקוסטי חשוד שעולה מהקרקעית. עליה להחליט במהירות האם מדובר בכריש, בדולפין, במוקש תת ימי או אולי בצוללן שמתכוון לבצע פיגוע. אסור לה לטעות כמובן. התראת שווא תקפיץ לחינם כוחות גדולים, וזה פספוס. אז איך היא תזהה במה המדובר?
קחו אוויר. לא מדובר בסצנה מתוך סרט מלחמה. הפיתוח של הטכנולוגיה המדוברת, הוא רק אחד מהפרויקטים החדשניים, החשובים והנפלאים שמתקיימים בימים אלה בחוג לטכנולוגיות ימיות ע"ש האטר, בבית הספר למדעי הים ע"ש צ'רני של אוניברסיטת חיפה. וזאת כחלק מפרויקט בינלאומי במימון נאט"ו.
- פרופסור מורל גרופר, מה מלמדים בחוג לטכנולוגיה ימית?
"החוג שאני עומד בראשו, משלב מומחיות בהנדסה ימית, עם הבנה ומחקר בתחומי מדעי הטבע האוקיאנו־גרפיים.
נושאי המחקר בתחום מדעי הים הם רבים וחובקים תחומי ידע מגוונים, אך יש להם אתגר משותף; הם מחייבים שימוש באמצעים הנדסיים מתקדמים המפותחים במיוחד לצורך זה. בישראל, בתחום זה של מחקר הנדסי ופיתוח תשתית טכנולוגית לחקר הים העמוק, יש פער משמעותי הן בידע והן בכוח אדם לעומת מדינות אחרות בעולם.
המטרה הראשית של החוג, היא לתת מענה לפער הקיים בשוק באמצעות מחקר של טכנולוגיות ימיות חדשניות, ועל ידי הכשרת כוח אדם מקצועי שיתרום לביסוס, לקידום ולחדשנות המחקר בתחומים השונים של מדעי הים.
ההכשרה בחוג שלנו משלבת מומחיות בתחומי ההנדסה, הטכנולוגיה ומדעי הים. ואילו המחקר בחוג מתמקד בפיתוח מענה לאתגרים שבחקר הים באמצעות פיתוח טכנולוגיות מתקדמות, כגון: נושאים חדשניים ברובוטים תת מימיים, חיישנים תת מימיים מתקדמים - אופטיים, אקוסטיים ועיבוד המידע שלהם, תקשורת וניווט תת ימי”.
- מי יכול להתקבל לחוג?
“קהל היעד של התוכנית הוא בוגרי תואר ראשון במדעים ובהנדסה: החל מהנדסת מכונות, חשמל, אלקטרואופטיקה, אווירונאוטיקה, מדעי המחשב ו/או במדעים הקשורים לתחומים אלה ממוסד מוכר להשכלה גבוהה בארץ או בחו"ל.
מדובר בחוג יוקרתי המיועד לסטודנטים אשר שואפים להתמחות בתחום הטכנולוגיות הימיות, לבסס את פעילותם האקדמית והמקצועית על ידע מעמיק המעוגן בראייה רחבה, ולקחת חלק בפרויקטים בתעשיות עתירות הידע עם השפעה כלכלית ואסטרטגית על מדינת ישראל. זה החוג האקדמי היחיד בישראל, המציע תואר שני Sc.M ושלישי D.Ph בטכנולוגיות ימיות”.
חיישנים אקוסטיים
מי שמוביל את הפרויקט בחוג לטכנולוגיות, הוא ד"ר רועי דיאמנט. מטרת הפרויקט, הוא מסביר לנו, "היא לפתח מערכת אוטונומית כמו מטוס ללא טייס, שתדע לנטר לבדה את מרחבי הים, ולהעביר בזמן אמת התראות מדויקות על סכנות”.
- מה מיוחד במערכת שאתם מפתחים?
“המערכת שמפתח הצוות כוללת מצוף קבוע, שיכול להיות מוצב בכניסה לנמל או בקרבה לאסדה. למצוף הזה מחוברים מערכות של חיישנים אקוסטיים אקטיביים, שמטרתם לאתר מטרות ניידות.
היכולת שפותחה אצלנו והוכחה במגוון רחב של ניסויי ים, מצליחה לסווג את המטרות בים בהתאם לאופיי התנועה שלהם. כך ניתן להבחין בין דגים, ליונקים ימיים, צבי ים וצוללנים. במקביל, במעמקי הים, פועלת הצוללת האוטונומית - AUV, אשר סורקת את השטח לאיתור מוקשים ימיים. היתרון הגדול שלה, הוא היכולת לנוע בתוואי שהוגדר לה מראש, אבל יחד עם זאת, גם לשנות בעצמה את תוואי המשימה בהתאם לגילויים בפועל”.
- ואיך המפעיל יודע אם היא יצאה מהתוואי שנקבע לה?
“במקרה כזה, בעזרת תקשורת אקוסטית תת מימית, מועברים בזמן אמת נתונים למצוף הניטור שעל פני המים, וממנו למרכז השליטה המאוייש. בחוג לטכנולוגיות ימיות ע"ש האטר, יש כיום סדנה ימית ואמצעים כמו AUV - היחיד מסוגו במזרח התיכון, המאפשר את הניטור של הסביבה הימית עד לעומקים של 3,000 מטר במגוון חיישנים”.
- הטכנולוגיה הזאת מיועדת רק לצורכי הצבא, או גם לתעשייה האזרחית?
“היא מיועדת לכל העוסקים בתחום הימי. נמלי הים, אסדות הקידוח והצינורות להובלה של נפט, או גז תת מימיים - חשופים להתקפות טרור על ידי צוללנים שיכולים להצמיד חומרי נפץ למתקנים, להציב מוקשים תת ימיים נייחים, או אפילו לצאת מהמים ולבצע פעולת טרור. כיום עיקר מאמצי הסיכול נסמכים על גורם אנושי - אולם לאור העובדה שיש צורך במעקב של 24 שעות ביממה והקושי באיתור מתחת לפני הים, בעיקר כאשר מדובר באסדות שנמצאות בלב ים, ישנם קשיים רבים בשיטות הקיימות".
ניווט וצילום תת ימי
סביבת העבודה הייחודית הזאת בנוף האקדמי בארץ, מאפשרת לד"ר דיאמנט ולסטודנטים שלו לפתח טכנולוגיות חדשניות בתחום של אקוסטיקה וניווט תת מימי. מלבד פתרונות בתחום ההגנה הימית, הטכנולוגיות שפותחו משמשות לדבריו, גם למחקר אקולוגי ימי. דוגמת איתור וניטור צבי ים, ומעקב על אוכלוסיות כרישים בים התיכון. ה־AUV היא לא הרובוט היחיד של החוג. לידו, במתחם הכלים התת ימיים, נמצא גם ROV שהוא רובוט תת ימי עם יכולת לרדת לעומק של 3,000 מטרים. הרובוט הזה מצויד במצלמות, פנסים עוצמתיים וזרועות מכניות ברמת דיוק כזאת, שמאפשרות לו לשלות אצה בודדת מקרקעית הים”.
אבל זה לא הדבר היחיד שמפתחים שם הסטודנטים. כשמו של החוג: הטכנולוגיות התת ימיות המתקדמות הן חלק בלתי נפרד מהלימודים והמחקר. הכלים היקרים והמתקדמים הללו משמשים פלטפורמות למחקרים, במטרה לפתח טכנולוגיות חדשות על ידי צוות החוקרים והסטודנטים. וכך מפותחים רובוטים וסנסורים נוספים במעבדות המחקר של החוג.
בעוד שבמעבדה להנדסה תת מימית בראשותו של פרופ' גרופר, מפותחות מערכות הנעה ותמרון אוטונומי של רובוטים הפועלים על פני הים ומתחת לפני הים, במעבדה לדימות תת ימי בראשות ד"ר טלי טרייביץ, מפתחים מערכות אופטיות לצילום תת מימי ולזיהוי אוטומטי של עצמים. בנוסף, במעבדה החדשה של ד"ר איציק קליין, עוסקים בבעיה המורכבת של ניווט מדויק בעומק הים, לא GPS ו־וויז.
כדי שה־AUV יזהה עצמים קטנים כמו מוקשים תת ימיים, יש צורך ביכולת לראות היטב בתוך המים – ומבחינת הצוללת, המטרה היא לצלם צילומים באיכות גבוהה. אולם מאחר והיכולת לראות בתוך המים היא קשה – בוודאי במים עמוקים, חשוכים ועכורים, כאן נכנסת לתמונה המעבדה לדימות ימי בראשותה של ד"ר טלי טרייביץ.
טכנולוגיות שפותחו במעבדה של ד"ר טרייביץ, מצליחות לדבריה "לנקות" את השפעות המים ולאפשר תמונות צבעוניות וחיות, כאילו הן צולמו על האדמה. לאחרונה הקימה ד"ר טרייביץ את החברה SeaErra בשיתוף החברה הכלכלית של אוניברסיטת חיפה "כרמל" על בסיס הטכנולוגיות האלה, והיא כבר זוכה להתעניינות של מספר חברות מסחריות.
"העבודה מתחת למים מעמידה אתגרים יוצאי דופן עבור המהנדסים", אומרת ד"ר טרייביץ ומפרטת: “איך מצלמים תמונות באיכות גבוהה; איך מעבירים מידע בזמן אמת מקרקעית הים; איך מעבירים צלילים. איך גורמים לכל הדברים הללו שנראים לעיתים פשוטים על האדמה לעבוד תחת הלחץ העצום של המים העמוקים".
דימות ימית
בפרויקט אחר במעבדה לדימות ימית, משתמשים הסטודנטים בטכנולוגיה החדשה ל"ניקוי" תמונות יחד עם שיטת צילום הנקראת פוטו־גרמטריה. מדובר בצילום של תמונות עוקבות, המאפשרות יצירת מודל תלת ממדי ברזולוציה גבוהה. התוצאות שמתקבלות הן ייחודיות: קרקעית הים "קמה לחיים" על מסך המחשב. בין אם זו ספינה טרופה, שוניות אלמוגים, או אפילו סלע בודד בקוטר של לא יותר ממטר. באמצעות הטכנולוגיה הזאת, החוקרים יכולים לסובב את התמונה ולצפות באוביקט מכל כיוון שרק ירצו, "להיכנס" לתוך השונית, או לתוך הספינה הטרופה, או לעקוב אחר השינויים הקטנים ביותר בתצורות של קרקעית הים.
זאת ועוד. מעבר לאפקט הוויזואלי המרשים, בעזרת סקרים חוזרים, יוכלו החוקרים לחקור את השינויים האקולוגיים בשוניות האלמוגים בצורה יעילה יותר. ניצול משאבי הים כמו מאגרי הגז מול חופי ישראל - יחד עם התלות הגדלה שלנו במי ים מותפלים כמי השתייה העיקריים שלנו, והמגמה העולמית הגדלה של ייצור מזון והפקת חומרי טבע מהים, רק מחדדים את חשיבות חקר הים לעתידה של ישראל – ולעולם כולו.
- היכן יוכלו בוגרי החוג להשתלב בתום הלימודים?
פרופ' אילנה ברמן־פרנק, ראש בית הספר ע"ש צ'רני למדעי הים באוניברסיטת חיפה, מסבירה: "יש ביקוש רב לבוגרי טכנולוגיות ימיות בשוק האנרגייה, בתעשיות הביטחוניות, בגופים ממשלתיים, בתעשיות הביו־טכנולוגיות הסביבתיות, ולמעשה בכל תחום שקשור לחקר הים - וכמובן באקדמיה ובמחקר הימי.
המחקר על קרקעית הים הוא לעיתים לא פחות - ואולי אף יותר - סבוך ממחקר החלל, ואנחנו מזמינים את האנשים הטובים ביותר, הסקרנים ביותר ואלה שרוצים לעמוד באתגרים המרתקים ביותר להצטרף לחוג ע”ש האטר לטכנולוגיות ימיות".
