האדם יוצר מציאות: צפו בחידושים בעולם המדע והטכנולוגיה

כשהגבולות בין הטכנולוגיה לאדם מטשטשים, הם יכולים לעשות זאת בהמון דרכים שונות. זו המסקנה העיקרית לעוקבים אחרי אירוע FutureMed2013, שערכה האוניברסיטה לסינגולריות (Singularity University) בשבוע שעבר.

הסינגולריות היא קבוצה שמאמינה כי הממשק ההולך וגובר בין אדם לטכנולוגיה יוביל בסופו של דבר להאחדה ביניהם. אירוע FutureMed הוא קורס בן כשבוע, שבו נפגשים מנהלים ובכירים בעולם המדע והטכנולוגיה ללמוד מן המרצים המעניינים בתחום על הצפוי בעתיד. גם מי שמאמין שהגישה של הסינגולרים מוגזמת, או לפחות נמצאת הרחק מאוד בעתיד, לא יוכל להתעלם מכך שמגמה מסוימת של התממשקות כזו מתרחשת מול עינינו ותופסת תאוצה.

רובוטיקה שנהפכת להיות יותר-ויותר דמוית אדם היא דוגמה אחת לכך, אך בכנס הוצגו גם רובוטים המקבלים הוראות ישירות ממוחו של אדם, ומשמשים למעשה כשלוחות של גופו. הדפסה תלת-ממדית של רקמות מציעה עתיד שבו לא יהיה עוד צורך בצמחונות, ובו נוכל להשתיל בגופנו איברים מלאכותיים, אך הדפסה של DNA תאפשר התערבות אפילו בוטה יותר בהתנהלות גופנו.

האקינג של המכשור הרפואי שלנו הוא איום גדול וממשי כבר כיום, אבל האפשרות להאקינג של ה-DNA - למשל גניבה של מידע גנטי כדי ליצור תא זרע מלאכותי ולהוליד ילד לא ביולוגי אבל קשור גנטית לאדם כלשהו, בלי רשותו - זו כבר רמה חדשה של התמודדות.

כל ההתפתחויות הללו כבר נמצאות על מפתן דלתנו, או מחכות לנו ממש בעתיד הקרוב, טוענים הסינגולרים, או בעתיד הקצת יותר רחוק, כפי שטוענים חוקרים אחרים.

בחרנו כמה מן הסוגיות והפיתוחים המעניינים ביותר והקרובים ביותר להתממשות שהוצגו בכנס.

יד מעצבת יד

החוואי הסיני סון ג'י-פה איבד את שתי ידיו כאשר פצצה ביתית שהכין כדי לדוג, התפוצצה ביניהן. בסין, חלק הארי של האזרחים אינו מבוטח בביטוחי בריאות ממשלתיים, וגם המבוטחים לא זכאים לטיפולים רבים שאנו במערב רגילים להם. סון אינו יכול להרשות לעצמו לרכוש פרוטזה ביונית מתוחכמת, והחליט לעצב ולבנות אחת משלו.

התהליך נמשך שמונה שנים, שבמהלכן עיצב סון דגמים רבים לפני שבחר ביד שבסופו של דבר ייצר. כיום הוא שב לעבוד בחווה המשפחתית. "אני יכול כעת לעבוד, לאהוב כמו שצריך ולהאכיל את עצמי כמו כל אדם אחר", הוא מתגאה. "ייצרתי את הידיים ממתכת שנזרקה כפסולת, והן עלו לי כמעט כלום", אמר החוואי.

מכשור רפואי בשיטת "עשה זאת בעצמך" אינו נחלתם של מכונאים יחידי סגולה. בעולם שבו עניים רבים חשופים לקיומו של מכשור רפואי מתוחכם, אך לא יכולים להרשות אותו לעצמם או לא יכולים לחכות עד שיאושר לשימוש על ידי הרשויות, זו נהפכת להיות גישה נפוצה יותר-ויותר. פיתוח הזרועות הביוניות של סון היה משימה יוצאת דופן, אך סינים אחרים קיבלו על עצמם משימות עוד יותר לא סבירות - היו סווגן הצליח לאלתר מכשיר דיאליזה ביתי. משפחתו של פו קסופנג לא קיבלה את הדין שעליו למות כי אין לו כסף לאשפוז בבית חולים עם מכונת הנשמה. הם רכשו מכונת הנשמה ידנית משומשת, ותחילה סידרו תור ביניהם - מי יפמפם אותה ידנית. לאחר מכן, אחד הגיסים הצליח לחבר את המכונה הידנית למנוע של מכשיר חשמלי אחר.

כעת הבינה גם תעשיית המכשור הרפואי כי היא יכולה לרתום את המגמה לצרכיה ולטובת האנושות. סטודנטים באוניברסיטת MIT בארה"ב תכננו מכשיר שמאפשר חיטוי של מכשירים רפואיים (שבדרך כלל מבוצע במכשירים גדולים ויקרים) באמצעות כמה מראות, בקבוק מים משומש, סיר לחץ יומיומי ואור השמש. זאת, כדי לספק אפשרות לחיטוי מכשור רפואי גם למדינות עניות.

באותה אוניברסיטת MIT פותחה "ערכת ממציא", שתפקידה לעודד את הרופאים והאחיות במרפאות ברחבי העולם השלישי לבנות מוצרים רפואיים לבד או לתקן את הקיימים - בדרך כלל מוצרי יד שנייה שתרמו מרפאות עשירות יותר, אבל לא נועדו לעבוד בסביבה של העולם השלישי.

ערכות הממציא כוללות רכיבים מודולריים שניתן לחבר אחד לשני ולמכשירים קיימים על פי הצורך: מחטים, משאפים, קפיצים, מדחסים, חיישני כיוון, משאבות אופניים, סקוצ'ים, יריעות ניילון, צינורות בגדלים שונים - מתברר שהרופאים-הממציאים המקומיים מצאו בדיוק מה לעשות איתם. כבר שנים הם מאלתרים רפואה, ועכשיו העניין נהפך מעט קל יותר.

 מכשור רפואי בשיטת עשה זאת בעצמך / צילום: shutterstock

נוער טורף מדע

ג'ק אנדרקה, בן 15 ממרילנד, ארה"ב, היה עצוב וכעוס לאחר שגם דודו וגם אח של חברו מתו לאחר שחלו בסרטן הלבלב. למרות שלא היו לו שום כלים רשמיים לעשות זאת, הוא החליט למצוא פתרון למחלה.

אנדרקה, תלמיד מצטיין ומשתתף קבוע בתחרויות של המצאות מדעיות, החל לעבור על כל המאמרים הרפואיים החשובים בתחום - 8,000 במספר. לאחר שקרא 4,000 מהם, הבין שגילוי מוקדם, לפני הופעת תסמינים כלשהם, ישפר מאוד את סיכויי ההישרדות של המאובחנים. נוסף על כך, היה לו רעיון איך לעשות זאת.

הנער מספר כי הגה את הרעיון כשישב בכיתה והאזין בחצי אוזן למורה שדיברה על נוגדנים, אבל בד בבד קרא מאמר שהביא עמו על ננו-צינוריות פחמן, וחשב לחבר בין השניים בניסיון להשיג את מטרתו. ננו-צינוריות פחמן הן מבנים ננומטריים, אשר בהמצאתו של אנדרקה משמשות פיגום שעליו נקלטות כמויות קטנות של נוגדן לחומר בשם מסותלין. הימצאותו של חומר זה בדם או בשתן נחשבת סימן מחשיד לקיומו של סרטן הלבלב. בבדיקה מטפטפים מעט דם או שתן על פיסת נייר הכוללת את השילוב בין הנוגדנים לצינוריות. אם הנוגדנים מגיבים לחומר, הצינוריות נהפכות מלא-מוליכות למוליכות, ואז הנייר כולו נהפך מוליך.

מצויד ברעיון הזה, פנה הממציא הצעיר ל-200 חוקרים ורופאים בתחום. 199 סירבו לעבוד איתו: אחדים לא הקשיבו, ואחרים מצאו סיבות שונות להניח כי הרעיון לא יעבור. רק חוקר אחד, ד"ר אנירבן מיטרה מבית החולים ג'ון הופקינס, הסכים לנסות לפתח איתון את ההמצאה. כיום הם אוחזים באבטיפוס.

הבדיקה של אנדרקה מאפשרת לבצע את האבחון עם כמות קטנה יותר של החומר - 1/400 מכמות החומר בדם הנדרשת כדי לבצע את הבדיקות היום; כלומר ניתן לזהות את הסרטן בשלב מוקדם יותר. מעבר לכך, הבדיקה מהירה יותר (פי 168), מדויקת (90%, הרבה לבדיקות סרטן) והרבה יותר זולה - דרושים רק שלושה סנט לייצר בדיקה יחידה.

אנדרקה, שזכה גם בתחרות הממציאים הצעירים של אינטל, מקווה כי כעת ניתן יהיה לזהות הרבה יותר מקרים של סרטן הלבלב לפני שהוא נהפך גרורתי. במצבים כאלה, לעתים ניתן להסירו בניתוח. באותן שיטות הוא מקווה לבצע אבחון מוקדם גם של סרטן השד והשחלות.

הסיפור הזה מראה לא רק לאן יכול להגיע צעיר נחוש ומבריק, אלא מדגים גם את האופן שבו האינטרנט ונגישות המידע מאיצים את קצב החידושים הטכנולוגיים, ומאפשרים גם למי שאינו חבר ב"גילדה" של החוקרים והממציאים בתחום, להשיג מספיק מידע כדי להעלות רעיונות מעניינים, ואז ליצור את הקשרים הדרושים כדי להביא אותם לידי ביצוע.

 הדמייה של לבלב / צילום: shutterstock

להקת הנחיל

אחד הממשקים בין אדם למכונה הוא הרובוטיקה. ואולם בשנים האחרונות מעוניינים גורמים רפואיים וצבאיים לחקות באמצעות הרובוטים לאו דווקא בני אדם, אלא חרקים - ועדיף נחיל של חרקים.

נחיל של רובוטים הוא אוסף של רובוטים קטנים יחסית וזהים, שההתנהגות שלהם מתואמת ומתוזמרת. זוהי משימה מורכבת יותר מכפי שהיא נראית תחילה, אם מעוניינים שהרובוטים יגיבו בצורה מתואמת גם כשהם נתקלים בתנאי שדה שלא נחזו מראש. כך למשל בשימושים צבאיים, הרובוטים הללו עשויים להיכנס יחד למשימת תצפית באתר, אך אמורים לברוח בצורה מתואמת כאשר אחד מהם מזהה סכנה.

מדוע בכלל צריך נחיל רובוטים? גישה כזו מאפשרת להשיג עוצמה רבה של קבוצת הרובוטים - אם בתצפית, התקפה או עבודת כפיים - כאשר כל יחידת רובוטים דווקא עשויה להיות זולה ופשוטה להרכבה. אם רובוט אחד מותקף, האחרים יכולים לשמור על שפיות וכושר ולבוא לעזרתו. אם מאבדים יחידה אחת - לא נורא, לא איבדת את כל המשימה.

נחיל רובוטים יכול לנוע במרחבים צפופים או מסוכנים כשהוא פגיע פחות מאשר רובוט גדול אחד. גיום קיימים נחילי רובוטים שיכולים להיכנס לתוך בניין, למפות אותו, לצאת - ושוב להתאחד מחוץ לו. נחיל רובוטים יכול גם לשנות צורה בקלות, ולבנות מכמה יחידות בדידות מבנים גדולים יותר, ממש כמו רובוטריק.

כיום, מרבית נחילי הרובוטים נשלטים על ידי מחשב חיצוני להם. בעתיד, הכוונה היא כי חברי הנחיל יפתחו "אינטליגנציה" משל עצמם, כלומר יהוו מערכת לומדת שיכולה להתמצא ולתמרן בשטח ולבצע משימה מורכבת בתנאים משתנים, לאחר קבלת הנחיות ראשונות בלבד מהמחשב המרכזי.

החוקר, פרופ' מרקו דוריגו, לוקח את הרעיון הלאה ומפתח נחילי רובוטים שבהם לכל רובוט תפקיד שונה. כך למשל, אחד הנחילים שלו, ה-Swarmaniod (הנחיל האנושי) כולל גם רובוטי eye-bot שמצלמים וממפים את הסביבה, גם רובוטי Hand-bot שיכולים לבצע משימות פיזיות בשירות הנחיל, וגם רובוטי foot-bot הנעים במהירות ומוצלחים בהעברת חפצים ממקום למקום. ניתן רק לדמיין מה יקרה כשיחוברו יכולות הנחיל ליכולות הביוניות שכבר מתחילות להיווצר בתחום הפרוטזות. בעוד זמן לא רב, כך אנו מעריכים, אדם יוכל להניע נחיל כזה של ידיים ורגליים ועיניים רובוטיות באמצעות כוח המחשבה שלו בלבד, ויקבל מהם מידע חושי. הם ישמשו אז מעין המשך של גופו.

בינתיים, בכנס הודגם כיצד קבוצת רובוטים משתפת פעולה כדי לנגן על כלי נגינה אמיתיים את שיר הנושא מג'יימס בונד, בתיאום מושלם.

 רובוטים / צילום: shutterstock

מלכודות לווירוסים

בפרס הראשון בתחרות הטכנולוגיות החדשות של FutureMed2013, זכתה החברה הישראלית Vecoy, שפיתחה שיטה חדשה לגמרי לטיפול בווירוסים. "מגיל צעיר רציתי להיות מדען, מכיוון שהרגשתי שלמדענים יש תשובות שמאפשרות להתמודד עם הבעיות הכי גדולות של האנושות", אומר ארז ליבנה, בעבר ביולוג במכון ויצמן וכיום מייסד ומנכ"ל החברה. "כשהתחלתי לחקור את תחום הווירוסים, הגעתי למסקנה שזו לא רק בעיה גדולה, אלא אולי הכי גדולה המאיימת כרגע על האנושות - כזו שבגללה מפסיקים לישון בלילה".

ליבנה מסכם את קרב האנושות נגד הווירוסים כך: "העולם כיום הוא חממה לווירוסים. מעולם לא הייתה האנושות צפופה יותר, ומעולם לא נעו אנשים מרחקים ארוכים כל כך - שני גורמים קריטיים בהפצת מחלות זיהומיות. יש לנו כיום חיסונים רק לחלק קטן מן המחלות הוויראליות. בכל האחרות, רושמים רק מנוחה ומרק עוף.

"מגפת שפעת החזירים הראתה, כי כאשר העולם מאוים על ידי מגיפה, אין לו הרבה מה לעשות, מלבד להמתין שתעבור. שפעת יכולה להפוך בכל רגע נתון למגיפה קטלנית שהורגת עשרות מיליוני בני אדם, וממש לשנות את גורל האנושות. לא רק שזה אינו תרחיש דמיוני, זה אפילו קרה במגפת השפעת של 1918".

- ומה לגבי תרופות אנטי ויראליות?

ליבנה: "כדי להבין מדוע יעילותם מוגבלת, חשוב לדעת כיצד עובד הווירוס. כל עוד וירוס משוטט בגוף ועדיין לא חדר לתא, הוא לא באמת יצור חי, אין לו יכולת תנועה עצמאית, קבלת החלטות, שיתוף עם וירוסים אחרים - כלום".

כשהווירוס נכנס לתא חי, הוא "ניעור לחיים", ואז מבצע מניפולציה לתא - גורם לו להפוך לבית חרושת לווירוסים, שאחר כך בוקעים החוצה ושוב דוממים. "כל התרופות כיום פועלות על הווירוסים רק בשלב שבו הם נמצאים בתוך התא. זה מאוחר מדי. בינתיים הווירוסים שמחוץ לתא שורדים, ומדביקים תאים בריאים נוספים. הם גם מפתחים עמידות לתרופות - לוקח 15 שנה לפתח תרופה וכמה שבועות לווירוס לפתח עמידות. אנחנו מפסידים במאבק הזה בנוק-אאוט".

ומה עושה Vecoy? בונה בשיטות של ננו-טכנולוגיה חלקיקים שמדמים תאים. הווירוס נכנס אל הרכיב הנחזה לתא, אך שם מגלה כי הוא אינו יכול להשתכפל בתוכו ויתר על כן - הוא לכוד בו. בתוך המלכודת, הווירוס יפורק לידי גורמים ולבסוף יסולק על ידי הגוף.

המוצר כבר נבדק בחיית מודל - עכברים ואפילו ג'וקים. באלה שטופלו בתרופה, ירד העומס הוויראלי ב-97% לעומת קבוצת הביקורת. "אנחנו מאמינים כי נגיע ל-99.9%", אומר ליבנה. "ראינו במיקרוסקופ האלקטרוני את הווירוסים לכודים בתוך החלקיקים שלנו". נראה כי הווירוס לא יוכל לפתח עמידות למלכודת. ליבנה: "ברגע שהוא שינה את הרכיב שמאפשר לו להיכנס לתאים, הוא לא יכול להתרבות".

Vecoy - בת השנתיים וחצי, המעסיקה שישה אנשים - מתנהלת כיום בשיתוף ד"ר עידו בצלת ופרופ' שלמה מרגל מאוניברסיטת בר-אילן, ובמעבדתם החברה מייצרת חלק מן המלכודות שלה. ד"ר בצלת הוא חלוץ בתחום השימוש ב-DNA לא כמידע תורשתי, אלא כחומר גלם למבנים מיקרוסקופיים. חלק מן המלכודות בנויות ממבני DNA מורכבים. בצלת מציין, כי Vecoy היא "האפליקציה הכי נועזת של הכלים שלנו".

ההשקעה ב-Vecoy הגיעה עד עתה לכמה מיליוני דולרים ממשקיע פרטי בשם אורי שקורי, ממענקים של משרד התמ"ת ומהאוניברסיטה. כעת החברה בתהליך גיוס של 5 מיליון דולר נוספים. ליבנה רואה את הפוטנציאל של החברה עוד הרבה מעבר לתחום המחלות שמוכרות כיום כוויראליות. "ידוע כי חלק מסוגי הסרטן מתחילים בווירוס; האם ייתכן שעם טיפול אנטי-ויראלי כללי, נוכל לחסוך אותם? מה לגבי מחלות הנקראות היום אוטו-אימוניות? מסתמן כי חלקן הגדול מתחיל בזיהום חריף. מסתמן כיום אפילו קשר בין וירוסים לכמה מחלות פסיכיאטריות. זו המלחמה הגדולה של האנושות - ולנו יש פתרון חדש בעבורה, שונה לחלוטין מכל מה שנעשה עד היום".

 ארז ליבנה / צילום: רוני שיצר