טכניון

הטכניון שיפץ מעבדת ה-VLSI בסיוע אינטל, אפל ואנבידיה

פורסם בתאריך ע"י Techtime

בתמונה למעלה: סטודנטים במעבדה החדשהץ צילום: שרון צור, דוברות הטכניון

הטכניון בחיפה חנך את מעבדת ה-VLSI המחודשת בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים ע"ש ויטרבי. בשדרוג המעבדה הושקעו כמיליון דולרים שהגיעו מתרומה של החברות Apple, Intel ו-NVIDIA. בטקס חנוכת המעבדה המחודשת השתתפו מנהלים בכירים משלושת החברות, כולם בוגרי הטכניון: תמיר עזרזר, סגן נשיא בכיר לפיתוח שבבים באנבידיה תמיר עזרזר, מנכ"לית אינטל ישראל וסגנית נשיא אינטל העולמית, קרין אייבשיץ סגל ומנכ"ל אפל ישראל וסגן נשיא אל העולמית רוני פרידמן.

מעבדת ה-Very Large Scale Integration – VLSI מתמקדת בפיתוח ארכיטקטורות מחשוב מתקדמות ומערכות משולבות בקנה מידה נרחב. בהן: עיבוד נתונים בזיכרון (In-Memory Computing) האצת בינה מלאכותית בחומרה, אבטחת חומרה ומערכות עתירות יעילות אנרגטית. השותפות הזו בין האקדמיה לתעשייה נועדה להעניק לסטודנטים ידע מעשי בחזית הטכנולוגיה ולהבטיח לשנים הבאות את עתודת המהנדסים לפיתוח שבבים. מנהל המעבדה הוא פרופ' רן גינוסר, אשר ייסד לפני כ-13 שנה את חברת Ramon Space.

מעבדת ה-VLSI של הטכניון נפתחה לראשונה בשנת 1984. לצד הכשרה מעשית של סטודנטים, המעבדה עוסקת כיום בחקר סוגיות מרכזיות בתעשיית השבבים, בהם: ארכיטקטורות עיבוד חדשות, ארכיטקטורות עיבוד חסכוניות בהספק, חיישנים תרמיים מסוגים חדשים (TMOS Imager), שבבי RF דיגיטליים (mmWave ו-60GHz), אימות תכנוני VLSI, רכיבי אותות מעורבים (אנלוג/דיגיטל) ועוד.

בטכניון מפתחים תחליף לסיליקון עבור ייצור שבבים חדשים

פורסם בתאריך ע"י Techtime

בתמונה למעלה מימין לשמאל: לישי שהם, פרופ' ליאור קורנבלום וד"ר מריה בסקין במעבדה. צילום : ניצן זוהר, דוברות הטכניון

חוקרים בפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים בטכניון השיגו שליטה על חומר חדש שעשוי להערכתם להחליף בעתיד את הסיליקון כחומר היסוד בייצור רכיבים אלקטרוניים. מטרת המחקר היא למצוא חומרים המאפשרים להמשיך ולמזער את הרכיבים האלקטרוניים. במאמר שפורסם בכתב העת המדעי Advanced Functional Materials, הם הציג צוות חוקרים בראשות פרופ' ליאור קורנבלום, יכולת שליטה במבנה ובתכונות החשמליות של גביש מסוג Perovskite, אשר נוצר באמצעות תחמוצת של סטרונציום ונדייט (Strontium Vanadium Oxide – SrVO3).

פרופ' קורנבלום, הסביר: "בעקבות המזעור מיוצרים כיום טרנזיסטורים בגודל של כמה עשרות אטומים. במימדים אלו קשה להמשיך במזעור מבלי לפגוע בביצועי הטרנזיסטורים והשבבים המכילים אותם, מכיוון שבסדרי גודל ננומטריים מתנהגים הטרנזיסטורים בדרכים חדשות. למשל נוצרת בעיה קשה של דליפת זרם חשמלי כאשר הטרנזיסטור (המתג) אמור להיות כבוי. דליפה כזו לא רק פוגעת בביצועי הטרנזיסטור, אלא גם מובילה לבזבוז חשמל. בטלפון מודרני המכיל מיליארדי טרנזיסטורים, דליפות זעירות אלה יצטברו לאובדן אנרגיה משמעותי, והתוצאה היא התרוקנות מהירה של הסוללה והתחממות המכשיר. בסדר גודל של חוות שרתים, המשמעות היא צריכת אנרגיה עצומה ושחרור חום רב לאטמוספירה".

לכן קבוצת המחקר של פרופ' קורנבלום בוחנת תחמוצות שונות אשר יכולות להחליף את הסיליקון, ומתמקדים כעת ב-SrVO3 מכיוון שהיא מסוגלת לשנות את תכונותיה ממוליך חשמלי למבודד, ולהיפך. תכונה שניתן לנצל כדי לייצר מתגים מהירים. הדבר נעשה באמצעות שליטה מדויקת בחומר ובמבנהו האטומי. במאמר שהם פירסמו (הקליקו כאן) הציגו החוקרים שליטה בתכונות החשמליות של החומר באמצעות שליטה מדויקת במרחק שבין האטומים בגביש. מנהלת המעבדה, ד"ר מריה בסקין עושה זאת באמצעות מערכת ייחודית לגידול תחמוצות, באמצעות "הנחת" האטומים במעבדה, שכבה על-גבי שכבה. התהליך מעניק שליטה על המרחקים בין האטומים בכל שכבה ברמת דיוק של פיקומטר (אלפית ננומטר). לצורך השוואה, המרחק בין שני אטומים בסיליקון הוא כרבע ננומטר, שהם 250 פיקומטר.

המבנה האטומי של סטרונציום וונדייט - המחשה של המבנה האטומי של החומר תחת מאמצי מתיחה (ימין) ולחיצה (שמאל)
המבנה האטומי של סטרונציום וונדייט – המחשה של המבנה האטומי של החומר תחת מאמצי מתיחה (ימין) ולחיצה (שמאל)

הדוקטורנטית ליהי שהם חוקרת את תכונות החומר ומייצרת ממנו טרנזיסטור. במחקר הנוכחי היא הובילה צוות של עוד 12 חוקרים מ-8 מוסדות מחקר וחברות בשוויץ, יפן, צרפת וארה"ב. הצוות הראה שעל-ידי מתיחת החומר ברמה האטומית אפשר להאריך את הקשרים הכימיים שלו. כך למשל, מתיחה של פחות מ-2% באורך הקשר הכימי מצמצמת את הנטייה של האלקטרונים לדלג מאטום לאטום. שינויים זעירים אלה מאפשרים לשלוט במעבר בין מצב מוליך למצב מבודד בחומר זה. שהם: "בדקנו את השינויים במאיץ חלקיקים בשווייץ. אלה בדיוק הכלים שאנחנו צריכים לפתח כדי ליצור את הטרנזיסטורים העתידיים. כיום אני מיישמת את תוצאות המחקר על חומרים דומים אחרים, ומהם אני מפתחת טרנזיסטור מסוג חדש".

המחקר נערך במרכז שרה ומשה זיסאפל לננואלקטרוניקה במימון של הקרן הלאומית למדע, והוא נתמך על ידי מכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה ותוכנית האנרגיה ע"ש ננסי וסטיבן גרנד.

למאמר ב–Advanced Functional Materials לחצו כאן

חוקרים מהטכניון פיתחו סוללת טיטניום-אוויר

פורסם בתאריך ע"י Techtime

בתמונה למעלה: פרופ' יאיר עין-אלי לצד אילוסטרציה גרפית של תכונות סוללת הטיטניום-אוויר

חוקרים בטכניון ובמכון יוליך בגרמניה פיתחו סוללת טיטניום-אוויר חדשנית, ואימתו את יעילותה באופן ניסויי. הסוללה פותחה בשיתוף פעולה בין ד"ר יאסין אמרי דורמוס, ממכון יוליך למחקרי אנרגיה ואקלים, פרופ' רודיגר אייכל ופרופ' יאיר עין-אלי מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון. תוצאות המחקר פורסמו Chemical Engineering Journal. סוללות הן התקנים הממירים אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית באמצעות אלקטרוליט (חומר מוליך יונים) ושתי אלקטרודות הטבולות בתוכו. אחת האלקטרודות (זו שהמתח בה נמוך) מוסרת אלקטרונים במעגל החיצוני (המפעיל את הציוד החשמלי), והאלקטרודה השנייה מקבלת את האלקטרונים.

התהליך האלקטרוכימי מתרחש בתוך המדיום האלקרוליטי המכיל יונים, וכך נוצר הזרם החשמלי הכולל הדרוש להפעלת המיכשור האלקטרוני ולפריקת התא (הסוללה). סוללות מתכת-אוויר הן משפחה של סוללות שבהן אחת מהאלקטרודות עשויה ממתכת פעילה (בעלת מתח נמוך מאוד), והאלקטרודה האחרת היא ממברנה דקיקה המאפשרת כניסה ותגובה של אוויר, וליתר דיוק חמצן. מאחר שהחמצן מגיע מהאטמוספירה אין צורך לאגור אותו, ובכך נחסכים מקום (נפח) ומשקל יקרים בתוך הסוללה. מכאן שתכולת האנרגיה של סוללה מסוג זה אמורה להיות גבוהה יותר בהשוואה לסוללות אחרות.

יסוד נפוץ ועתיר אנרגיה

אם כן, מהי המתכת האופטימלית לסוללות מתכת-אוויר? עד היום נחקרו בעיקר ליתיום, אבץ, ברזל, אלומיניום וסיליקון. סוללות אבץ-אוויר, לדוגמה, כבר משמשות בהתקני בקרה, בחיישנים ובמכשירי שמיעה, אולם הן מאופיינות בצפיפות אנרגיה נמוכה, ולפיכך הן מספקות אנרגיה לזמן קצר יחסית. סוללות טיטניום-אוויר, שיעילותן הודגמה במחקר הנוכחי, מאופיינות בצפיפות אנרגיה גבוהה בהרבה, ולכן הן צפויות לספק תכולת אנרגיה למשך זמן כפול ויותר.

יש לציין שטיטניום הוא יסוד כימי נפוץ, ומדורג במקום התשיעי ברשימת החומרים הנפוצים בקרום כדור הארץ. טיטניום ידועה גם כמתכת חסינה, יציבה ועמידה ביותר, שאינה מגיבה עם הסביבה ואפילו לא עם מגיבים אגרסיביים ביותר, וזאת בשל העובדה שטיטניום מכוסה בשכבת הגנה תחמוצתית יעילה ועמידה מאוד. החוקרים הצליחו להסיר את שכבת ההגנה החזקה של הטיטניום בלבד, תוך שימוש באלקטרוליט ייחודי שהם פיתחו, ועל-ידי כך יכלו לרתום את הפוטנציאל הכימי של מתכת הטיטניום החשופה לצורכי המרה לאנרגיה חשמלית. בניסויים הם הדגימו תכולת אנרגיה חשמלית גבוהה במאות אחוזים מזו של סוללות אבץ-אוויר.

לקריאת המאמר: Breaking the passivity wall of metals

חוקרים מהטכניון פיתחו מהוד ננומטרי מסוג חדש

פורסם בתאריך ע"י Techtime

חוקרים מהטכניון פיתחו מהוד זעיר הבנוי משפופרות פחמן ננומטריות (Carbon Nanotube), אשר יכולות לשמש לייצור רכיבי אלקטרוניקה עתידיים דוגמת זכרונות, חיישנים, ויחידות קיוביט מכניות עבור מחשבים קוונטיים. המחקר בוצע על-ידי פרופ' יובל יעיש, ד"ר שרון רכניץ וד"ר טל טבצ'ניק מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים בטכניון, ופורסם בכתב העת Nature Communications.

מהוד (Resonator) הוא מתקן הכולא בתוכו גלים ומעצים אותם באמצעות החזרתם מדופן לדופן בתהליך הקרוי העצמה תהודתית. כיום יש בעולם מהודים מתוחכמים ומשוכללים מסוגים שונים, כמו למשל מהודים המשמשים לייצור קרינת לייזר, אך גם מהודים פשוטים ומוכרים, כמו למשל תיבת התהודה של כלי נגינה המעצימים את הצלילים המופקים על-ידי מיתרים או נשיפת הנגן. החוקרים ייצרו התקן המאפשר לכופף שפופרת CNT ומאפשר לה להתנודד בדרכים שונות.

הכיפוף הזה של שפופרות הפחמן מקנה להן תכונות חדשות ומאפשר שליטה גבוהה בתדר ומימוש תלת מימדי של אי-יציבות אוילר-ברנולי במעבר בין שני המצבים היציבים. כיווץ ממדי המהוד לרמה הננומטרית משפר את ביצועיו ומספק הצצה לתופעות קוונטיות שאינן זמינות בהתקני MEMS.

ההתקנים שייצרו חוקרי הטכניון מאששים תאוריה מ-2012, הדנה במנגנוני איבוד האנרגיה במערכות ננומטריות. המחקר מראה כי תנודות תרמיות של הצינורית ותגובה לא לינארית של המהוד מרחיבים את תדר התהודה ומקטינים את מקדם הטיב (Quality Factor) של המהוד. להערכת החוקרים,  יהיו לפיתוח הזה השלכות משמעותיות בפיתוח טכנולוגיות ננומטריות אלקטרומכניות ובהן טכנולוגיות חישה רגישות במיוחד, זיכרון משופר, קיוביטים מכניים ומחשוב קוונטי.

חוקרים מהטכניון פיתחו מצלמת פיקסל-יחיד

פורסם בתאריך ע"י Techtime

בתמונה למעלה: תולעת C. elegans באורך של 1 מ"מ אשר צולמה במצלמת הפיקסל היחיד שפותחה בטכניון

חוקרים מהטכניון פיתחו שיטת צילום חדשה ומהירה מאוד המבוססת על שימוש בחיישן אופטי בעל פיקסל יחיד (Single Pixel Imaging – SPI), שיש בה פוטנציאל שימוש ביישומים רבים דוגמת מערכות בדיקת ייצור שבבים, מערכות אולטרא סאונד, מיקרוסקופים חדשים או מערכות התראה ברכב אוטונומי. הרעיון הבסיסי אינו חדש: הוא מבוסס על הקרנת אור בתבנית אור ידועה מראש על האובייקט (דפוס אור מקודד), קליטת האור על-ידי חיישן (דיודה) וניתוח המידע באמצעות מחשב.

הבסיס התיאורטי לטכנולוגיה הוא שתכונות האור המקודד המוחזר מהאובייקט מספקות עליו מידע רב, וכאשר מבצעים מספר רב של מדידות כאלה, ניתן לשחזר את מראה האובייקט הנבדק. אלא שעד היום יושמה הטכנולוגיה הזאת באמצעות מראות (Digital Micromirror Devices) ולכן הייתה איטית מאוד ולא יכלה להתחרות מול טכנולוגיות צילום מקביליות כמו חיישן מרובה פיקסלים או טכניקות סריקה כפי שהן מקובלות בהדמאות מכ"ם או LiDAR. התוצאה: ניתן היה לקבל רק תמונות של אובייקטים סטטיים.

קבוצת החוקרים מהפקולטה להנדסת חשמל ומחשבים בטכניון כוללת את פרופ' אמיר רוזנטל, הדוקטורנט יבגני חכמוביץ' והמסטרנט שגיא מונין. הם יצרו תבניות קידוד מסוג חדש המותקנות על-גבי דיסקית מסתובבת הממוקמת בין מקור הקרינה לבין הגלאי, ופיתחו אלגוריתם שחזור יעיל. סיבוב מהיר של הדיסקית וניתוח כל האותות שהגיעו אל הגלאי, איפשרו להם להאיץ פי 100 את מהירות הרכשת התמונה. למעשה, מערכת ההדגמה שהם בנו הצליחה לבצע קידוד מרחבי בקצב של 2.4 מגה-הרץ (2.4 מיליון קידודים בשנייה), ולהפיק מהם סרטונים בקצב של 72 תמונות בשנייה.

מבנה עקרוני של מצלמת הפיקסל היחיד, בניסוי שבוצע בטכניון
מבנה עקרוני של מצלמת הפיקסל היחיד, בניסוי שבוצע בטכניון

הם הדגימו את ההצלחה באמצעות סרטון וידאו המתעד את התנועה המורכבת של תולעי C. elegans – יצורים זעירים באורך של 1 מ"מ אשר חיים בקרקע. בסיכום המאמר שהתפרסם בכתב העת המדעי Nature Communications, החוקרים כותבים שמדובר בטכנולוגיה גנרית אשר ניתן לממש אותה בתחומים רבים תוך ניצול מקורות קרינה שונים מאוד ובאורכי גל רבים מאוד.

למאמר המקורי הקליקו: Single pixel imaging at megahertz switching rates via cyclic Hadamard masks

טאואר-ג'אז והטכניון פיתחו רכיב ממריסטור לייצור שבבי בינה מלאכותית

פורסם בתאריך ע"י Techtime

פרופ' שחר קוטינסקי מהפקולטה להנדסת חשמל בטכניון (בתמונה למעלה), ביחד עם הדוקטורנט לואי דאניאל ועם חברת טאואר-ג'אז (TowerJazz), הצליחו לייצר ממריסטור זול מאוד ובטכנולוגיה מוכחת, המאפשר לבנות רשתות נוירוניות גדולות מאוד המבצעות עיבוד (לימוד והסקה) אנלוגי של המידע. החוקרים ייצרו התקן בעל שני הדקים (Two-terminal Floating-gate Transistor) באמצעות שינוי קל בתהליך של טאואר-ג'אז לייצור זכרונות פלאש בטכנולוגיית CMOS בגיאומטריה של 180 ננומטר.

התוצאה היא ממריסטור הזוכר 65 ערכי התנגדות שונים, בהתאם למתח המוטען עליו בשלב הכתיבה בהדק העליון, ומפיק בהדק התחתון 65 ערכי זרם שונים בשלב הקריאה. רעיון הממריסטור הועלה לראשונה בתחילת שנות ה-70 על-ידי פרופ' לאון צ'ואה היפני. במאמר תיאורטי שפירסם הוא טען שהמערכות האלקטרוניות הקיימות מבוססות על השילוש נגד-קבל-סליל. הוא הציע רכיב נוסף – נגד המסוגל לזכור מצבים – שהוא העניק לו את השם ממריסטור (Memory Resistor). כלומר, נגד שיכול לשנות את ההתנגדות שלו ולכן גם לשמש כבסיס לייצור זכרונות התנגדותיים בלתי-נדיפים.

הפלאש הפך למתג אנלוגי

מאז נעשו מאמצים רבים לייצר ממריסטורים וזכרונות התנגדותיים, אולם ברוב המקרים מדובר ברכיבים מעבדתיים או יקרים ובעלי מגבלות גודל. פריצת הדרך החשובה בפרוייקט של טאואר-גאז והטכניון היא ביכולת לייצר ממריסטור לומד בטכנולוגיה קיימת וזולה מאוד. במחקר תיאורטי של קוטינסקי שנערך בשנה שעברה, הוא הוכיח שרשתות לימוד עומק (Deep Learning) הבנויות על-פי העיקרון הזה, יכולות להיות מהירות פי 1,000 בהשוואה ליישום דיגיטלי שלהן המבוסס על שימוש במעבדי GPU.

התוצאה היא מעין מתג אנלוגי המתפקד כמו סינפסה ברשת נוירונית מהירה, אשר פועל במתחים נמוכים (בסביבות 1V). תהליך הלימוד (כתיבה) נעשה באמצעות שינויים במתח (דלתא) המאפשרים תהליך למידה עם כל מחזור, באמצעות תיקון של המשקל הקיים בכל מתג (המשקל הוא שווה ערך להתנגדות המתוקנת). תהליך ההסקה (קריאה) נעשה באמצעות מדידת הזרם המשותף של כל המתגים המצויים בעמודה מוגדרת (שווה ערך לכל המשקלים בשכבת עיבוד ברשת נוירונית).

חישוב מהיר המפיק תשובה במחזור שעון יחיד

בראיון ל-Techtime הסביר קוטינסקי שתהליך הייצור הוא זול מאוד וקל מאוד, מכיוון שהוא מבוסס על טכנולוגיה קיימת שהשינוי שבוצע בה אפילו לא דורש שינוי במסיכות. כלומר, הוא נעשה ללא תוספת עלות. "לקחנו טכנולוגיה קיימת של טאואר-ג'אז, ובאמצעות שינוי קל בהתקן שלהם קיבלנו ממריסטור שהוא בעל ביצועים טובים יותר מאשר הממריסטורים המעבדתיים הטהורים. זוהי גרסה של מחשב אנלוגי מהיר מאוד, מכיוון שקריאת המידע מכל עמודה נעשית במחזור שעון אחד בלבד". לרשת החדשה יש את כל התכונות של זיכרון בלתי נדיף אמין: חברת טאואר-ג'אז מתחייבת שהוא שומר את המידע לפחות 10 שנים.

במחקר השתתפו גם פרופ' יעקב רויזין וד"ר יבגני פיחאי מחברת טאואר-ג'אז ופרופ'-משנה ראמז דניאל מהפקולטה להנדסה ביו-רפואית בטכניון. לדברי רויזין, "הממריסטור יושב על הטרנזיסטורים הקיימים של טאואר-ג'אז, ומתממשק באופן מיידי עם כל ההתקנים שאיתם הם עובדים. הטכנולוגיה החדשה נבחנה בתנאי אמת והראתה כי אכן היא ניתנת להטמעה ברשתות עצביות בחומרה. בדומה למוח, המערכת המשופרת מצטיינת בשמירת מידע לטווח ארוך ובצריכת אנרגיה נמוכה מאוד".

הפרוייקט פורסם במאמר בכתב העת Natureelectronics. לקריאת המאמר הקליקו: כאן

סטודנטים מהטכניון פיתחו מערכת אוטונומית להנחתת מטוסים

פורסם בתאריך ע"י Techtime

בתמונה למעלה: ממשק הטייס האוטונומי בזמן הטיסה

חוקרים בטכניון הצליחו לסגור פער נוסף בדרך לפיתוחה של תעופה אוטומטית, כאשר הם הדגימו בהצלחה מערכת חירום מסוג חדש, אשר נכנסת לפעולה כאשר חלה השבתה במנועיו של מטוס. המערכת מזהה מצב של השבתת מנועים, מנתחת את מצב המטוס ומיקומו, מאתרת אתר נחיתה מתאים, ומנווטת את המטוס לביצוע אוטומטי של נחיתה בטוחה. בעקבות הפיתוח, חיזק הטכניון את מעמדו כאחד מהגופים האקדמיים המובילים היום בעולם בפיתוח מערכות תעופה אוטומטיות.

השוק משווע לפתרונות תעופה אוטומטית

הפעילות של התחום בטכניון מתחברת אל מגמה המקבלת תאוצה של הרחבת הפתרונות האוטומציה בתעופה. להערכת מחקר חדש של חברת המחקר Markets and Markets, שוק התעופה האוטונומית יצמח מהיקף של כ-3.6 מיליארד דולר בשנת 2018 להיקף של כ-23.7 מיליארד דולר בשנת 2030. מחשב בקרת הטיסה הוא מרכיב החומרה החשוב ביותר בטיסה האוטונומית, אולם הוא זקוק לאלגוריתמים המעניקים יכולת ניהוג אוטונומית. לכן החברה מעריכה שמרכיב התוכנה יהיה בעל הצמיחה המהירה ביותר בתחום.

כיום, ברוב כלי הטיס המסחריים הגדולים יש מרכיב של ניהוג אוטונומי פשוט, אולם רק כלי-טיס צבאיים בלתי מאויישים מצויידים ביכולת ניהוג אוטונומית מלאה. בתחום הזה החברה מציינת את אלביט הישראלית כאחת מהחברות המובילות בתחום הזה בעולם, לצד חברות כמו בואינג, לוקהיד מרטין, איירבאס, רוקוול קולינס ונורתרופ גרומן.

המאמץ המרכזי של התעשייה כיום הוא להגביר את רמת האוטומציה בתעופה המסחרית כדי להפחית את העומס המוטל על הטייסים. להערכת החברה, ביחד עם התפתחות האוטונומיה בתעופה, יופיעו פתרונות תחבורה חדשים, דוגמת רחפני מטען אוטונומיים, תחבורה עירונית אווירית אוטונומית, וסוגים חדשים של מטוסי מטען ונוסעים.

תלמידי הטכניון ו"הנס על ההדסון"

הבעייה עמה התמודדו הסטודנטים בטכניון אינה חדשה ואינה נדירה: להערכת רשות התעופה האמריקאית (FAA): השבתת מנועים בלתי צפויה היא אחד מהגורמים המרכזיים לתאונות טיסה. כך למשל, בינואר 2009 הושבתו מנועיו של מטוס איירבס A320 של חברת US Airways כתוצאה מפגיעת ציפורים לאחר שהמריא משדה התעופה לה-גרדיה בניו יורק. למרבה המזל הצליח הטייס להנחית את המטוס על נהר ההדסון, ולהציל את חייהם של 155 הנוסעים ואנשי הצוות. הבעיה חמורה במיוחד במטוסים קלים, מכיוון שהם אינם מצוידים במערכות בקרה וגיבוי מתוחכמות וטייסיהם אינם עוברים הכשרה מעמיקה.

צוות הסטודנטים שעבד על הפרויקט (. מימין לשמאל): חנה ודן שטראוסמן, אלון ירושינסקי ועמרי פרוינד
צוות הסטודנטים שעבד על הפרויקט (. מימין לשמאל): חנה ודן שטראוסמן, אלון ירושינסקי ועמרי פרוינד

בעשור האחרון נעשו מחקרים רבים בטכניון שנועדו לספק פתרון אופטימלי למצב שבו מנועיו של מטוס מושבתים והוא צריך לגלוש ולהגיע אל מנחת בטוח. הבסיס התיאורטי פותח בסדרת מחקרים של פרופ' יוסי בן-אשר, פרופ' נחום שימקין וד"ר אהרון בר-גיל, בשיתוף מפא"ת במשרד הביטחון. במסגרת זאת פותח אלגוריתם להתוויית המסלול האופטימלי בזמן אמת. היישום המעשי פותח על-ידי שני צוותי סטודנטים בהנחיית פרופ' שימקין וד"ר בר-גיל. עמרי פרוינד ואלון ירושינסקי מימשו את אלגוריתם התוויית המסלול, וחנה ודן שטראוסמן פיתחו מערכת תצוגה לטייס, ממשקי חיישנים ואינטגרציית תוכנה וחומרה לצורך ניסוי מוטס.

בסוף יולי 2019 נערך הניסוי: המערכת נבדקה בטיסה על-ידי הטייסים מייק דביר, יובל דביר ומהנדס הניסוי המוטס שלומי שוורץ. הטיסה בסביבות הר תבור דימתה מצב של השבתת מנוע מעל קרית טבעון, וכניסת המערכת הטכניונית לפעולה. האלגוריתם איתר מזרחית להר שני מנחתים אפשריים, חישב את המסלול אל היעד העדיף והציג לטייס סמן שהנחה אותו לדאייה אל המנחת המועדף. התוצאה: המטוס עקף את התבור בהצלחה, והטייס העיד בדיעבד כי ההנחיה הייתה מוצלחת וגם הנדסת האנוש של התווית הדרך לטייס יעילה ונוחה. בטכניון מעריכים שהאלגוריתם שפותח עשוי לשמש גם כמנגנון הנחתת חירום של כלי-טיס בלתי מאוישים.