לשיחה עם יועץ לימודים
1-800-300-032

martech

החוג לטכנולוגיות ימיות ע''ש האטר

ראש החוג: פרופ' מורל גרופר


חקר הים, ובפרט חקר הים העמוק, דומה במהותו לחקר החלל החיצון ונסמך על טכנולוגיות מתקדמות ולרוב לא מאוישות. מטרת החוג לטכנולוגיות ימיות היא פיתוח תשתית טכנולוגית לצרכי המחקר הימי; ומינוף של אתגרי המחקר הימי לחדשנות טכנולוגית ולהכשרה ייחודית של כוח אדם מוביל.

נושאי המחקר בתחום מדעי הים רבים וחובקים תחומי ידע מגוונים אך להם אתגר משותף; הם מחייבים שימוש באמצעים הנדסיים מתקדמים המפותחים במיוחד לסביבה הימית. סביבה זו, השונה מאוד מאשר ביבשה או באוויר מציבה אתגרים נוספים וקשים בדמות הלחץ ההידרוסטטי הגבוה המחייב שימוש בטכנולוגיה בניה מיוחדת, חוסר היכולת לקיים תקשורת וניווט המבוססים על גלים אלקטרומגנטיים, קושי בחקר ויזואלי עקב הפרעות אופטיות, הסביבה הקורוזיבית התוקפת סגסוגות רבות, הצורך במקורות אנרגיה שאינם מבוססים על שריפת דלק ועוד. בישראל, בתחום זה של מחקר הנדסי ופיתוח תשתית טכנולוגית לחקר הים העמוק קיים פער משמעותי הן בידע והן בכוח אדם. המטרה הראשית בהקמת החוג הנה לתת מענה לפער הקיים באמצעות מחקר של טכנולוגיות ימיות חדשניות והכשרת כוח אדם מקצועי שיתרמו לביסוס, קידום וחדשנות טכנולוגית של המחקר בתחומים השונים של מדעי הים. בוגרי התוכנית ישתלבו בתחומי המחקר והפיתוח במסגרות אקדמיות ובתעשייה המתפתחת בתחום זה בארץ. מטרה נוספת של החוג הנה לשמש תשתית מדעית טכנולוגית לאומית בידע וציוד לחקר הים העמוק. ההכשרה בחוג משלבת מומחיות בתחומי הנדסה, הטכנולוגיה ומדעי הים. המחקר יתמקד בפיתוח מענה לאתגרים שבחקר הים באמצעות פיתוח טכנולוגיות מתקדמות כגון: נושאים מקוריים ברכבים רובוטיים תת מימיים, חיישנים תת מימיים מתקדמים (אופטיים, אקוסטיים ועוד) ועיבוד המידע שלהם, תקשורת וניווט תת מימי.

תוכנית הלימוד ייחודית בכך שהיא משלבת בין לימודים בתחום מדעי הים ללימודים בתחומים טכנולוגיים מגוונים באוריינטציה ימית וביצוע מחקר המאחד בין תחומים אלו. ההכשרה כוללת לימודים עיוניים, מחקר עצמאי והפלגות בים לרכישת ניסיון מעשי בשימוש בטכנולוגיות ימיות מתקדמות בחקר הים העמוק כגון שימוש ברכבים רובוטיים תת מימיים, מצלמות, סונרים ועוד. הסטודנטים בחוג לומדים באופן נרחב את שיטות המחקר בחקר הים ורוכשים את הידע הטכנולוגי הנדרש ויכולת לפיתוח מכשור חדשני לחקר הים, בעבודה עצמאית וגם כחלק מקבוצת מחקר רב תחומית.

 

תשתיות המחקר וההוראה בחוג:

התשתית למחקר מעשי של החוג לטכנולוגיות ימיות ממוקם במתחם המכון לחקר ימים אגמים לישראל (חיא"ל) http://www.ocean.org.il. בשטח של כ- 500 מ"ר נבנו בהשקעה של כ- 7.5 מיליון ₪ מעבדות ומתקני החוג. המרכז שהוקם כולל את המעבדות והמתקנים הבאים:

מתקנים:

  • מעבדה לרכבים תת-מימיים (AUV, ROV, Gliders). במעבדה זו מאוחסנים הרכבים התת מימים של המרכז בתנאי סביבה מבוקרים, נעשית התאמה שלהם למשימות המחקריות על ידי אינטגרציה של סנסורים ומיכשור חדש ונעשות פעולות אחזקה ברכבים כנדרש. במעבדה זו ממוקם גם תא לחץ ייחודי יחידי בארץ המאפשר בבחינה ומחקר ניסויי של גופים תחת לחץ הידרוסטטי של עד 300 אטמוספירות.

  • בריכת מי-ים לבחינת הרכבים התת-מימים טרם הוצאתם למשימה וכן לביצוע ניסויים במכשור תת מימי המפותח במרכז. הבריכה באורך 9 מטר, רוחב 3 מטר ובעומק 2.5 מטר מותאמת במדויק לגודל הרכבים התת-מימיים ולצרכים המחקריים של החוג.

  • מעבדות מחקר והוראה:

  • מעבדה להנדסה תת-מימית בראשות פרופ' מורל גרופר. המעבדה עוסקת במחקר ניסויי במערכות הינע של רכבים תת מימיים, פיתוח יחידות דחף ואקטואטורים לשימוש בפלטפורמות תת מימיות, גופי לחץ, מיסבים בהם נוזל הסיכה הנו מי-ים ושיטות אטימה. כמו כן עוסקת המעבדה בהתנהגות פלטפורמות על מימיות בים גלי ומחקר בנושא מודלים דינמיים של רכבים תת מימים.

  • מעבדה לדימות תת-מימי בראשות דר' טלי טרייביץ. המעבדה עוסקת בפיתוח אלגוריתמים לראייה ממוחשבת מבוססת פיזיקה בדגש על סביבה של תווך מפזר, ופיתוח מערכות צילום חדשניות לחקר הים. תחומי ההתמחות כוללים שיפור ראות, שחזור צבע ותלת מימד, ומערכות צילום מיקרוסקופיות תת ימיות. הציוד במעבדה כולל מגוון מצלמות מתקדמות, שולחן אופטי עם רכיבים אופטו-מכניים, מארזים תת ימיים למצלמות ומגוון תאורות תת ימיות.

  • מעבדה לאקוסטיקה וניווט תת מימי בראשות דר' רועי דיאמנט. המעבדה משלבת מחקר תיאורטי עם מחקר ניסויי. המעבדה פעילה בתחומי מחקר הכוללים עיבוד אותות, תקשורת נתונים, למידה ממוחשבת, וניווט. ועוסקת בפרויקטים כגון: גילוי וסיווג אותות אקוסטיים, תקשורת אקוסטית תת-מימית, רשתות תקשורת תת-מימיות, גילוי ואיכון עצמים במים, וניווט אינרציאלי תת-מימי. למעבדה יכולות מידול ואמולציה מתקדמות לשילוב האלגוריתמים המפותחים עם מערכות חומרה קיימות. תשתיות המעבדה כוללות תא אקוסטי ומאפשרות ביצוע ניסויים אקוסטיים ע״י גישה ישירה לברכת הניסויים של המרכז, כמו גם גישה ישירה לחוף ים הכולל ריף מים רדודים. הציוד במעבדה כולל מודמי תקשורת אקוסטית, מתמרים אקוסטיים, תקשורת לפריסה מהירה דרך סירות גומי , קלטים אקוסטיים לביצועי ניסויים ארוכי טווח, ומדידים אינרציאליים לביצוע ניווט תת מימי.

  • המעבדה לחקר ימי יישומי בראשו ד"ר יצחק מקובסקי מתמקדת בחקר תהליכים רצנטיים וסיכונים גיאולוגיים בקרקעית הים ובפיתוח אמצעים ושיטות חדשניים לקידום מחקר כזה, כמו גם בשיטות מתקדמות להדמיית ואפיון תת הקרקע לצורך חיפושי גז ונפט וכו'. נושאי הפיתוח במעבדה כוללים למשל: הדמייה בהפרדה גבוהה של תת הקרקע ואפיון מטרות בשיטות סייסמיות עם פאזה מלאה ובשיטות אחרות. החלת שיטות המסתמכות על שדה הגלים האלסטיים לתחום האקוסטי; אמצעים לדיגום מורכב באמצעות רובוטים תת מימיים ועוד. בנוסף מקדמת המעבדה את הקשרים בין החוג ובין תעשיות חיפושי הנפט והפיתוח הימי. המעבדה מצוידת במערכת מחשוב מתקדם כולל תכנות מובילות בתעשיית הגז והנפט ואחראית ומפתחת את המטודולוגיות להפעלת הציוד הגיאופיסי המתקדם שנקנה על ידי החוג למדעים גיאו-ימיים.

  • בית מלאכה לעיבוד שבבי הכולל מכונות לעיבוד שבבי ידני (מחרטה, מקדחות ועוד) ולעיבוד שבבי מבוקר מחשב (כרסומת). מכונות אלו המופעלות על ידי מהנדס וטכנאי במרכז משמשות ליצור, תיקון וביצוע שינויים ברכיבים מכניים ומארזים המתוכננים במרכז.

  • בית הספר למדעי הים מספק תמיכה לוגיסטית בנושא צלילה.


פלטפורמות ימיות:

לחוג מספר רכבים תת-מימיים המשמשים כפלטפורמות מחקר ופיתוח של טכנולוגיות ימיות וכבסיס לשיתוף פעולה מחקרי עם החוגים האחרים של בית הספר בפרט ועם אוניברסיטאות אחרות בארץ ובחו"ל בכלל. הרכבים התת-מימיים כוללים:

  • רכב תת מימי מפוקד מרחוק (Remotely Operated Vehicle – ROV). מדובר על ROV בגודל בינוני וסיווג עבודה (work class ROV) המתוכנן לפעול עד לעומק של 3,000 מטר. הרכב מונע באמצעות 11 יחידות דחף חשמליות עצמאיות המקנות לו יכולת תמרון מצוינת. הרכב כולל זרוע מפוקדת בעלת 7 דרגות חופש, מצלמות, סונארים ו- Scientific skid ייעודי המאפשר איסוף דגימות ואחסון עמיד בלחץ וכן שילוב של סנסורים חדישים המפותחים במסגרת המחקר הנעשה בחוג. ה- ROV יוצר על ידי חברת SAAB Seaeye הבריטים ונרכש בעלות של כ- 1.1 מיליון ליש"ט.

  • רכב תת מימי אוטונומי (Autonomous Underwater Vehicle – AUV) בגודל בינוני (אורך 5.5 מטר, קוטר 0.5 מטר ומשקל 850 ק"ג) המיוצר בהתאם לאפיון שפותח בחוג. הרכב כולל סנסורים ייחודיים למיפוי עמודת המים, הקרקע ותת הקרקע כולל Synthetic Aperture Sonar – SAS, Sub Bottom Profiler (SBP), מערכת הימנעות ממכשולים ייחודית, מערכת ניווט מבוססת פלטפורמה אינרציאלית וסנסור DVL המאפשרת ניווט תת מימי מדויק. לרכב סקציה ייעודית המאפשרת התקנה ושילוב של מיכשור וסנסורים המפותחים במסגרת המחקר הנעשה בחוג. פרוטוקול ייעודי פותח במיוחד לאפשר לסנסורים ואלגוריתמים המפותחים בחוג להשפיע בזמן אמיתי על משימות הרכב. הרכב מפותח עבור החוג הרכב על ידי חברת ECA Robotics הצרפתית בעלות של כ- 2.5 מיליון אירו. צפוי להיקלט בחוג בחודש ינואר 2017.

  • רכב תת מימי אוטונומי (Autonomous Underwater Vehicle – AUV) מרחף (Hovering). הרכב על בסיס ה- Sparus II של אוניברסיטת ג'ירונה בספרד. הרכב הנו יחסית קטן (אורך 1.6 מטר ומשקל כ- 60 ק"ג) ומהווה פלטפורמה נוחה לפעילות מחקרית עצמאית ללא צורך בספינת תמיכה גדולה המשיטה עלות משמעותית.

  • אופנוע ים – אופנוע ים מתוצרת חברת Yamaha נרכש והוסב לשליטה מרחוק. משמש כפלטפורמה מחקרית לפיתוח מודלים ואלגוריתמים לתמרון כלי גלישה בים גלי.

 

מערך מצופי מחקר:

Texas Haifa Eastern Mediterranean Marine Observatory (THEMO)

"טימו" הנה מערכת ניטור ימי הכוללת שתי יחידות ניטור בעומקים של 125 מטר ו- 1500 מטר לאורך חופי צפון ישראל. המערכת היא פיתוח משולב של החוג עם אוניברסיטת Texas A&M כל יחידה הינה מערך סנסורים הנמתח מפני הים ועד הקרקעית ומספק נתונים ישירות למצוף על פני הים. הנתונים כוללים ריכוזי חמצן, טמפרטורה, דגימות סדימנטים, ויכולת שידור וקליטה של אותות אקוסטיים. בעזרת תקשורת רדיו, הנתונים מועברים בזמן אמת לתחנה חופית. הנתונים ניתנים לצפייה והורדה מאתר מעבדת טימו ופתוחים לכל הקהילייה המדעית בארץ ובעולם.

 


© 2017 Leon H. Charney School of Marine Sciences. All Rights Reserved.

Web Analytics