מדע לא בדיוני

מסדרת המדע הבדיוני "מסע בין כוכבים" זכור לכם אולי המכשיר Tricorder. היה זה הֶתקן נישא המסוגל לזהות עצמים, לנתח את הרכבם או מצבם ולהציג ולשמור מגוון נתונים.

זה לא מעט שנים עומדים לרשות המדע כלים המסוגלים לבצע לפחות חלק מן הדברים שה־Tricorder היה מסוגל לבצע, אבל ביצועם דרש מכשור מעבדתי גדול, מורכב לתפעול, ויקר. זוג יזמים ישראליים החליטו לנסות וליצור התקן קטן, קל לתפעול וזול שאותו אפשר לשאת לכל מקום ואשר יספק מגוון נתונים על חומרים ומוצרים שונים והרכבם באמצעות יישום פשוט לתפעול ולהבנה.

חברת Consumer Physics, שאותה הקימו היזמים, סיימה ביוני 2014 גיוס מוצלח במיוחד לגלאי הנישא שאותו פיתחו, המכונה SciO; הגיוס נעשה באתר קיקסטרטר. החברה זכתה גם לכמה השקעות חיצוניות מגורמים שונים, בהם גם מדוב מורן, המשקיע והיזם המוכר כאבי הדיסק־און־קי. בימים אלו מתחילה החברה לשווק לתומכים בפרויקט הקיקסטרטר את המכשירים הראשונים ובמקביל פועלת להמשיך ולפתח את הטכנולוגיה ולהיכנס לשווקים חדשים.

ראיינו את ירון דיציאן, סמנכ"ל המוצרים של חברת Consumer Physics, במטרה ללמוד יותר על הטכנולוגיה שמאחורי SCiO ועל תוכניותיה של החברה לעתיד.

כיצד עלה הרעיון לפתח את SCiO?

"הרעיון הגיע משני המייסדים – דרור שרון ודמיין גולדרינג, חברי ילדות שזיהו בראשית העשור את העובדה שהספקטרומטרים הקיימים כיום הם גדולים, מורכבים, יקרים ודורשים ידע טכני רב להפעלתם. למרות כל אלו, היכולות שמביאים איתם ספקטרומטרים רלוונטיות לא רק למדענים ולאנשי תעשייה, אלא לקהלים רחבים מאוד, ולכן החלו השניים בפיתוח ספקטרומטר זעיר בעלות נמוכה, שיהיה פשוט לתפעול ועם זאת יספק מידע שימושי שגם אלה שאינם מומחים יוכלו לפענח ולעשות בו שימוש.

"לפני כשנה יצאה Consumer Physics, לפרויקט קיקסטרטר שגייס יותר מ־2.7 מיליון דולר מקרוב ל־13 אלף גולשים ברחבי העולם והפך להיות אחד מ־20 הפרויקטים הרווחיים בכל הזמנים באתר".

כיצד פועל ה־SCiO?

"ה־SCiO מורכב משלושה רכיבים: ספקטרומטר, אפליקציה סלולרית ומערכת אלגוריתמיקה שלמה המצויה ב'ענן' ומבצעת את ניתוח הנתונים. ספקטרומטר מסוגל לבצע שתי פעולות בסיסיות: הראשונה היא פעולה של קטלוג/זיהוי – בהינתן חומר כלשהו מתוך קבוצת חומרים נתונים (שהספקטרום של כל אחד מהם ידוע מראש), אפשר לזהות את החומר באמצעות הספקטרום הייחודי לו. הפעולה השנייה היא זיהוי תערובת של חומרים, כאשר הספקטרומטר יודע לזהות את היחסים השונים בין החומרים.

"הספקטרומטר שבו אנו משתמשים הוא ספקטרומטר אינפרה אדום (ישנם גם סוגים אחרים של ספקטרומטרים הנמצאים בשימוש במחקר ובתעשייה). הקרינה שהספקטרומטר פולט משודרת בתחום האינפרה אדום וחודרת לעומק כמה מ"מ אל תוך החומר הנבדק (בהתאם להרכב החומר הספציפי). הקרינה מגיבה עם מולקולות החומר, כך שהספקטרום החוזר מן החומר שונה מהספקטרום שהגיע אליו. את הספקטרום המוחזר אנו בוחנים בענן ומנסים לזהות באמצעות אלגוריתמיקה המבוססת על הידע המוכּר מתחום הכימומטריה – התחום המדעי העוסק בניתוח ובהפקת מידע מבדיקות כימיות.

"בשלב האחרון, הידע אשר נאסף על ידי הספקטרומטר ונותח בענן של Consumer Physics, מוחזר לאפליקציה ומוצג באופן בהיר למשתמש (לדוגמה, כמות החומר הפעיל במריחואנה רפואית)".

איזה מידע מספק ה־SCiO למשתמש?

"התוצאות המוצגות למשתמש תלויות בחומר הספציפי ובשאלה אם הוא נמצא במאגר הנתונים של החברה. כדי להרחיב את מאגר הידע אנו בוחנים כמה דוגמאות של אותו החומר והמערכת לומדת על החומר החדש. התוצר הוא אלגוריתם שיודע לזהות את החומר הנתון בסף גילוי של בין חצי אחוז לאחוז מסך כל החומר בדגימה.

"בשלב הראשוני יש צורך לספק מידע וסוג של הֶקשר לחומר הנסרק (לדוגמה, הדגימה הנסרקת שייכת לקטגוריה של פירות וירקות) ובמובן זה אנחנו עדיין לא מסוגלים לספק זיהוי עיוור של חומרים בדומה למה שהֶתקן ה־Tricorder מ'מסע בין כוכבים' היה מסוגל לכאורה לבצע. עם זאת אנו שוקלים בעתיד השקה של אפליקציה שתיקרא What is it, שתדע לזהות אוטומטית את קטגוריית החומרים.

"בשלב זה אנו מתמקדים בלספק למשתמשים אפשרות לסרוק ולסווג בעצמם חומרים. כך למשל מפעל המקבל 100 סוגי חומרים על בסיס יומי לעבודתו, יכול לסרוק אותם וכך גם פועל הייצור הפשוט יוכל בקלות לפתוח מכל, לסרוק את החומר ולדעת בדיוק באיזה חומר מדובר.

"האפליקציה יודעת לספק פרטים בהתאם לסוג החומר – בחומרים מסוימים המידע עשוי להסתכם בזיהוי בלבד ואילו בחומרים אחרים יכולים להתקבל פרטים רבים (למשל סריקה של בננה יכולה לספק מידע על החלבונים, השומנים הפחמימות וכו' וכן את הסך הקלורי של הפרי)".

המוצר נועד להיות בעל היבט "חברתי־שיתופי" – כיצד הדבר צפוי לעבוד ואילו יתרונות הוא מקנה?

"המשתמש יוכל לסרוק חומר ולהעלות את הסריקות לענן, כך שגם משתמשים אחרים יוכלו ליהנות מן התוצאות. בשלב הראשון אנו מתכננים לשחרר אתגרים לסריקה של חומרים שונים, אנו נבחן את התוצאות, נסנן אותן כדי למנוע אי דיוקים, וכך נגדיל את מאגר החומרים בצורה מהירה יותר. במקביל אנו מתכננים גם להגדיל את המאגר בצורה עצמאית במסגרת הבדיקות שאנו עושים במעבדות שלנו.

"נוסף על כך אנו מתכננים להשיק בקרוב חבילת פיתוח שתאפשר ליזמים ולחברות ליצור בעצמם אפליקציות לסריקה של – ולזיהוי של – חומרים וזאת באמצעות SCiO. אפליקציות אלו יוכלו להימכר ללקוחות עסקיים במגזרי המזון, התרופות, התעשייה ועוד ויהוו בסיס למודל עסקי שלם".

מוצרים ועצמים שונים יכולים להיות בעלי הרכב פני שטח שונה מזה שמתחתיו (קליפת תפוח יכולה להכיל חומרים אחרים מהתפוח עצמו). האם ה־ SCiO יוכל לבצע מדידה לעומק?

"בהחלט. כאשר אנו בודקים תרופה, למשל גלולה, אנו מסוגלים לחדור כמה מ"מ פנימה ולזהות גם את החלק החיצוני וגם את החומר הפנימי, כנ"ל בפרי כמו תפוח שבו אנו יכולים למדוד את הקליפה ואת החלק הפנימי של התפוח.

"יש הבדלים בין חומרים. לדוגמה, במשקאות אלכוהוליים עומק החדירה הוא כה גדול, עד שאנו צריכים לחסום את הקרן באמצעות התקן קטן מן הצד השני. יש חומרים שבהם עומק החדירה קטן יותר".

מה רמת הדיוק של SCiO בהשוואה לספקטרומטרים מעבדתיים?

"אנו מסוגלים לספק רמת דיוק שהיא מעט נמוכה יותר מספקטרומטרים אינפרה אדומים מעבדתיים, אך הפער אינו גדול, וההתקן הוא כמובן קטן וזול באופן משמעותי. נוסף על כך אנו מספקים את מערך הניתוח שלנו שמנגיש את המידע גם למי שאינו חוקר ובעל רקע מדעי".

מלבד נושאים הקשורים למזון ולתרופות – אילו עוד שימושים אתם רואים למוצר – מאילו תחומים קיבלתם את ההתעניינות הגדולה ביותר?

"בתחום הייצור התעשייתי קיבלנו פניות רבות, נוסף על כך גם בתחומים שונים של בריאות אנו רואים התעניינות (למשל בחינה של דגימות שתן או אפילו בדיקה של שומן בגוף). מריחואנה גם הוא נושא שחזר פעמים רבות (יש עניין עצום בנושא בארצות הברית בעקבות הלגליזציה של הקנביס)".

אתם רואים בהמשך אפשרות להקטין את הטכנולוגיה שמאחורי SCiO כך שהיא תיכנס לתוך מכשירים סלולריים?

"חד משמעית כן. אנו מאמינים שבטווח של שנתיים לערך נוכל לשלב את המוצר שלנו בתוך מכשיר סלולרי, דבר שאנו מאמינים שינגיש את הטכנולוגיה לקהלים רחבים הרבה יותר".

האם יש סוגי חומרים שה־SCiO לא יכול לבדוק באופן עקרוני?

"כן. בחומרים שבהם הקרינה האינפרה אדומה מוחזרת היישר מפני השטח אין לנו יכולות לזהות – למשל מתכות".

מתי המוצר צפוי להגיע לשוק, היכן הוא יימכר ומה יהיה מחירו?

"אפשר לרכוש את המוצר כבר כעת באתר האינטרנט של Consumer Physics ומחירו 250 דולרים. האספקה עשויה לקחת עוד זמן משום שאנו מחויבים ל־13 אלף יחידות שהוזמנו בפרויקט הקיקסטרטר, ובימים אלו אנו מספקים את היחידות למזמינים הראשונים. מדובר בתהליך אטי יחסית, מכיוון שבשלב זה אנו מייצרים את ה־SCiO כאן בישראל ומרחיבים כל העת את יכולת הייצור שלנו".