STEM Israel

הרצאה ביום שני 26.06 בשעה 21:00 במסגרת פתח תקווה קון. קישור בתגובות

לכבוד יציאת הסרט בקיץ (משימה בלתי אפשרית)

בקטנה: נתמקד בסרט משנת 2018 – משימה בלתי אפשרית Mission: Impossible - Fallout, שנחשב על ידי רבים לטוב ביותר בסדרה. טום קרוז קופץ ממטוס מגובה רב, כ-7.6 ק"מ, אך פותח את המצנח בגובה נמוך מאוד, ממש מעל הקרקע. עד כמה זה מציאותי? למה זה נחוץ? מה הסיכונים? למה כל כך קר למעלה? ומה הקשר לריצה, צלילה והחלפת פרצופים?

מאת מיכאל לוי
עיצוב: אלמוג נדיר

לקריאה נוחה, בצירוף קישורים למקורות והרחבות – עברו לאתר מדע גדול, בקטנה.

ראשית, ניזכר בסצינה בסרט. טום קרוז והנרי קאוויל צריכים להגיע לאירוע בפריז. הם קופצים ממטוס בגובה רב, אך פותחים את המצנח בגובה נמוך מעל הקרקע. אחר כך צריך להחליף פרצוף ו… טוב, נעזוב את העלילה, אף אחד לא צופה בסרטי ״משימה בלתי אפשרית״ בשביל הסיפור. לינק לסצינה מופיע באתר.

אז מה כל כך מיוחד בקפיצה בסרט? ראשית נבין מהי צניחה חופשית רגילה. צניחה זו היא צניחה המתבצעת בגבהים של 6,000–15,000 רגל (2–5 קילומטרים). לאחר נפילה חופשית של 30–60 שניות, הצנחן פותח את המצנח, מאט את נפילתו ונוחת בבטחה על הקרקע. (זוכרים שהסברנו איך מצניחים ג'יפ? [1])

בסרט, לעומת זאת, נחשפנו לסוג קפיצה אחר, קפיצה מגובה גבוה ופתיחה בגובה נמוך, הקרויה High attitude low opening או HALO (אין קשר לשיר של ביונסה). בטכניקה זאת נעשה שימוש צבאי בעיקר, והיא משמשת להצנחת אספקה, ציוד או כוח אדם מגובה רב. היתרון המרכזי של הטכניקה הוא שהיא מקשה על הגילוי של הצנחן/הציוד מהקרקע. לך תגלה עצם קטן שנופל מהשמיים במהירות גבוהה והמצנח שלו פתוח לזמן קצר. ובנוגע למטוסים, אלה טסים בגובה רב, וכך מקטינים את הסיכוי להיפגע מטילי קרקע–אוויר.

חשוב לציין באותה הזדמנות שטיסה בגובה רב חושפת עם זאת את המטוס לגילוי באמצעות מכ"ם, ולכן לרוב בצניחה מבצעית נבחר להצניח את הכוחות מגובה נמוך ככל האפשר, ותוך שימוש במנגנון שבו המצנח נפתח מעצמו בעת הקפיצה מהמטוס. הפתיחה האוטומטית נעשית גם כדי לאפשר לכמות גדולה של צנחנים להגיע בקבוצה מצומצמת (דבוקה) ומהר ככל האפשר לקרקע ולנקודה שאליה התכוונו להגיע.

מה בעצם מתרחש בצניחת HALO? הצנחן קופץ מהמטוס בגובה רב, 20,000–25,000 רגל, וכשהוא מתקרב לקרקע הוא פותח את המצנח בגובה נמוך של כ-4,000–5,000 רגל. למה לא נמוך יותר? פתיחה נמוכה יותר עלולה להכניס את הצנחן לטווח גבהים מסוכן שבו מתרחשת הפעלה אוטומטית של מכשיר הפתיחה הברומטרי הפותח את המצנח הרזרבי. נוסף לכך, לרוב נחוצה פתיחת חופה (הבד של המצנח) גדולה, שנדרש לה זמן רב להיפתח. כמה גדולה החופה? 28 מ"ר ויותר (בערך 2 חדרי שינה).

כל צניחה טומנת בחובה סיכונים רבים, אבל קפיצת HALO נחשבת לצניחה מסוכנת הרבה יותר מאחרות. הסיבות העיקריות: טמפרטורות נמוכות, מחסור בחמצן ואי-סלחנות לתקלות.
בשכבה הנמוכה של האטמוספירה (Troposphere), ככל שאנחנו עולים ‏גבוה יותר הטמפרטורות נמוכות יותר. (יש מחשבונים שמאפשרים לחשב את הטמפרטורה כתלות בגובה, לדוגמה [2]). כלומר, אם נסתכל בסצינה בסרט – אם הטמפרטורה בגובה פני הים הייתה ℃20 (20 מעלות צלזיוס), בגובה של הקפיצה היא הייתה צפויה להיות כ־℃30- (מינוס 30 מעלות צלזיוס). נפילה במהירות גבוהה בטמפרטורות נמוכות כל כך עלולה לגרום כוויות קור. הפתרון די פשוט, להתלבש חם ומבודד. או, לפי ההיגיון של הסרט, ללבוש חליפת צניחה מתאימה וחליפת טוקסידו מתחת, דבר שמקל גם על המשך המשימה.

נעבור לנושא הנשימה: בגובה גבוה הלחץ של האוויר נמוך יותר, ולכן כמות החמצן פר נשימה יורדת משמעותית (הלחץ החלקי של החמצן יורד). אפילו טום קרוז צריך לנשום, ולהיזהר ממצב הנקרא היפוקסיה, שהוא מצב של מחסור באספקת חמצן לתאי הגוף. מצב כזה יכול להוביל לבלבול ולחוסר קואורדינציה מוטורית, ובמקרים קשים אף למוות.

איך מתמודדים עם מצב זה ונמנעים ממנו? דואגים להרבה חמצן. לפני הקפיצה הצנחן נושם חמצן טהור במשך כחצי שעה על מנת לשטוף את החנקן ממחזור הדם ולהעלות את שיעור החמצן בדם. נוסף לכך, במהלך הקפיצה הוא נושם ממכל חמצן. כמובן שאם יש בעיות במכל החמצן או בצינורות ההזנה, הדבר עלול להגביר את הסיכוי להיפוקסיה. כתוצאה, האדם עלול לאבד את ההכרה ולכן לא יוכל לפתוח את המצנח שלו – בדיוק כפי שמוצג בסרט, שם התנתק צינור ההזנה של הצנחן השני, ולכן זה איבד את ההכרה.

אי-סלחנות לתקלות. בגלל שפתיחת המצנח מבוצעת בגובה נמוך, אם יש תקלה כלשהי – יש פחות זמן להתמודד איתה. לפירוט התקלות האפשרויות ראו באתר. ומה עם המהירות? אם אני נופל מגובה רב יותר, אז המהירות תהיה גבוהה יותר, לא?! מתברר שלמעשה הצנחן יגיע למהירות שתישאר קבועה ללא תלות בגובה (פחות או יותר) אלא למנח הגוף בנפילה. על כך אפשר לקרוא בהרחבה בפוסט הבא [4].

מלבד כל הסכנות האלו, עדיף שהאדם יהיה "סאחי" (אין אנו מעודדים או לא מעודדים "סאחיות"). בשל התנאים הקיצוניים, למצב הרפואי של הצנחן יש השפעה מכרעת: עישון סיגריות, שימוש באלכוהול וסמים, עייפות או חרדה יגדילו את הסיכוי להיפוקסיה. ‏במקרה שלנו, בגלל שאנחנו יודעים שטום קרוז מסוגל לכול – להכין קוקטיילים, לחזור בזמן, להטיס מטוסי קרב ולרוץ ספרינט של חמישה קילומטר בממוצע בכל סרט – אז זו לא בעיה.

לסיכום, ציון מדעי. זה קל במיוחד, מכיוון שטום קרוז ביצע בעצמו (!) את הפעלול המצולם. הוא צנח יותר מ-100 פעמים על מנת לקבל את הסצינה המוצגת בסרט. הקפיצה בוצעה מגובה 25,000 רגל, וההבדל היחיד הוא הקסדה. צוות ההפקה תכנן וייצר קסדה שונה מזו שבה משתמשים במציאות. נוסף לתפקידה הבטיחותי, בזמן התכנון התחשבו באספקט הקולנועי – שפני השחקן ייראו באופן המיטבי [5].

ציון מדעי: 10/10.

הפוסט ישמיד את עצמו בתוך 10 שניות.

תודה לסא״ל אלעד גרוסמן, מפקד יחידת צניחה והטסה, ולרס״ן משה אבו, רמ''ד אמצעי הטסה, על הסיוע.

מיכאל לוי הוא בעל תואר ראשון בהנדסת מכונות ותואר שני בהנדסת מערכות (שניהם בטכניון) ומנהל ניו-מדיה בעמותת "מדע גדול, בקטנה".
עריכה: יהונתן הופמן

קהילת "מדע גדול, בקטנה" מברכת על ההחלטה להעניק את פרס ישראל בתחום חקר הכימיה והנדסה כימית לשנת תשפ"ג לפרופ' עמנואל פלד, מדען בעל שם עולמי בתחום תאי דלק, מצברים וסוללות [1].

פרופ' פלד הוא מדען פורץ דרך בחקר סוללות וידוע בתור הממציא והמפתח של מודל פאזת האלקטרוליט המוצק (Solid Electrolyte Interphase - SEI). מודל זה מסביר את מנגנון הפעולה של סוללת ליתיום, אשר אפשר לפתח סוללות בטוחות, יציבות, שלהן הספק גבוה ועלות נמוכה, המשמשות היום הן כרכיבים חשמליים והן לאגירת אנרגיה [2]. בשנת 2019 ציינה ועדת פרס נובל לכימיה את מאמרו הראשון של פלד בנושא כאחד מהמאמרים המשפיעים ביותר על פיתוח סוללת הליתיום-יון [3]. כמו כן, פלד הוביל את פיתוחן של כמה מערכות אלקטרוכימיות: סוללות סידן [4], סוללת ליתיום-גופרית [5], תא דלק מבוסס מתנול [6], וכן זרזים לתאי דלק המבוססים על ננו-חלקיקי פלטינה [7].

להרחבה על אודות מהי סוללה ומהו האתגר בפיתוח סוללות חדשות - מוזמנים לקרוא פוסט שכתבנו בנושא סוללות סיליקון נטענות [8].

בתעשייה, פרופ' פלד היה מייסדן המשותף של שלוש חברות סטארטאפ בתחום האנרגיה, המבוססות על טכנולוגיות שפותחו במעבדתו: Chemtronics, EnStorage, ו-Honeycomb. חברה נוספת, Silib, מבוססת אף היא על עבודותיו [9], [10], [11]. חשוב לציין כי רבים ממחקריו, שפורסמו בלמעלה מ-140 מאמרים, נערכו בשיתוף עם פרופ' דיאנה גולודניצקי מאוניברסיטת תל אביב [12].

פרופ' עמנואל פלד זכה במהלך חייו בעשרות פרסים, ביניהם פרס לנדאו למדעים ומחקר מטעם מפעל הפיס (1986), פרס המדען המצטיין מטעם החברה הישראלית לכימיה (2016) ומדליית האגודה הבין־לאומית לסוללות (2022). בשנת 2011 פרש לגמלאות אך עדיין ממשיך לעמוד בראשה של קבוצת מחקר בבית הספר לכימיה באוניברסיטת תל אביב.

מאת שיר טבק, סטודנטית לדוקטורט בפקולטה לכימיה בטכניון
עריכה: גליה הלוי שדה
לקריאה נוחה בצירוף קישורים למאמרים – עברו לאתר מדע גדול, בקטנה.

מעניין מאוד

בקטנה: כדי להתנהל בסביבה לא מוכרת, רובוטים נדרשים לעיתים לזהות את מקומם תוך כדי מיפוי של אותה הסביבה. התהליך של מיקום ומיפוי באופן סימולטני (Simultaneous Localization And Mapping, או בקיצור SLAM) הוא תהליך מאתגר, אבל חיוני.

מאת צבר דולב ואלעד דננברג
לקריאה נוחה, בצירוף קישורים למקורות והרחבות – עברו לאתר מדע גדול, בקטנה.

המדען המטורף דיאדולוס יצר רובוט ושם אותו במבוך. הרובוט שלנו מעוניין לצאת מהמבוך. נניח שלרובוט יש חיישנים (נקרא להם "עיניים"), שבעזרתם הוא יכול לזהות קירות וחפצים מסביבו. אילו הייתה לרובוט מפה, הוא היה יכול להסתכל סביב, להשוות את הקירות ואת החפצים למתואר במפה ולקבוע מהו מקומו במרחב לפי המפה. הוא אפילו לא צריך לדעת בדיוק לאיזה כיוון הוא מסתכל – הוא יכול להסיק זאת לפי הדברים שהוא רואה. מכאן הדרך לתכנון היציאה די פשוטה, בעזרת אלגוריתמים שיודעים לתכנן מסלולים [3-1].

אם לרובוט יש חיישן מיקום והוא יודע איפה הוא נמצא, איך הוא מסתובב ומהו הכיוון שאליו הוא מסתכל (כמו החץ הכחול במפות של גוגל), הוא יכול להסתכל סביב וליצור מפה. הוא ידע בדיוק איפה למקם חפצים וקירות במפה כי הוא ידע בדיוק איפה הם נמצאים, יש לו GPS שעוזר לו לקבוע היכן הוא נמצא, וכך הוא יכול לקבוע היכן נמצאים דברים שמסביבו. אבל מה קורה אם לרובוט אין מפה וגם לא GPS, ואין לו דרך לדעת מהו הכיוון שאליו הוא מסתכל? באמצעות עיניו בלבד הוא צריך ליצור מפה של העולם שמסביבו, ובו-זמנית וגם להסיק ממפה זו היכן הוא נמצא ולאן הוא מסתכל. כלומר, כדי להתמצא הוא צריך לאתר את עצמו ולצייר את המפה שבה הוא מאתר את עצמו – במקביל. דוגמה נפוצה לרובוט שמבצע מיפוי ומיקום בו-זמנית היא שואב אבק רובוטי. הוא צריך למפות את החדר שהוא מנקה, ותוך כדי המיפוי עליו להבין איפה הוא נמצא בתוך החדר ולאן הוא מתקדם.

ישנן גישות רבות ושונות לביצוע סימולטני של מיפוי וקביעת מיקום, רובן כוללות שימוש בנתוני חיישנים (כגון לידאר [4], מצלמה או חיישנים אחרים). בדרך כלל נעשה שילוב של נתונים המתקבלים מן החיישן לאורך זמן, כדי לבנות מודל של הסביבה ותנועתו של הרובוט בה.

אחד האתגרים המרכזיים של SLAM הוא להעריך במדויק ובאופן עקבי את מנח הרובוט (כלומר מיקומו וכיוון ההתקדמות שלו) בסביבה. אתגר זה דורש נתוני חיישן מדויקים ואלגוריתמים חזקים להערכת תנועת הרובוט ולעדכון נתוני החיישן במפה. מסנן קלמן, שעליו כתבנו לאחרונה [5] הוא דוגמה לאלגוריתם שימושי לצורך זה.

גישה נפוצה ל-SLAM היא מיקום בעזרת שיטת מונטה קרלו (Monte Carlo Localization), הכוללת יצירת מפת עזר המתארת את הסיכוי (ההסתברות) להימצאות הרובוט בכל מקום ובכל מנח (לאן הרובוט פונה ולאן הוא מסתכל). הרובוט יכול להשתמש במפה זו כדי לקבוע מהו המנח שבו הוא נמצא בהסתברות הגבוהה ביותר, ולעדכן את מפת המרחב בהתאם.

גישה נוספת היא שימוש ב-SLAM מבוסס גרף [1, 6]. חשוב לציין שמדובר בגרף מתורת הגרפים, ולא בגרף כמו זה שאנחנו מכירים, המציג נתונים ופונקציות. על פי גישה זאת, בונים גרף המייצג את מנחי הרובוט (מיקומים וכיוונים) ואת היחסים ביניהם (תכף נסביר למה הכוונה). הרובוט יכול להשתמש בגרף זה כדי להבין את המנח הנוכחי שלו, ולעדכן את המפה תוך כדי תנועה ואיסוף נתוני חיישן חדשים.

באופן כללי, גרף מורכב מצמתים (נקודות) וקשתות (צלעות) שמחברות ביניהם (או בין חלקם). גרפים יכולים לשמש לייצוג מערכות שונות ומגוונות, כגון מפות כבישים (שבהן צמתים בגרף הם הצמתים במפה והקשתות הן הכבישים הקיימים), או קשרים בין פרופילים ברשתות חברתיות (כל פרופיל הוא צומת בגרף וקשתות מחברות בין "חברים" באותה רשת). במקרה של הרובוט, הצמתים מייצגים את המנחים השונים שהרובוט שהה בהם, ואם רובוט עבר בין צומת (מנח) א' לצומת ב', נחבר אותן בקשת, שאליה יוצמדו הנתונים שהחיישנים קלטו במהלך המעבר.

נתאר את התהליך בעזרת דוגמה: רובוט מתחיל תנועה במקום וכיוון מסוימים, ותוך כדי תנועתו הוא אוסף נתונים מהחיישנים. הרובוט מוסיף צומת חדש לגרף עבור כל מנח חדש, שהוא מגדיר על סמך נתוני החיישנים ומודל התנועה שלו (למשל פנייה לכיוון חדש). הרובוט גם מוסיף לגרף קשתות בין הצמתים, כדי לייצג את הפעולות שמשנות את המנחים והמיקומים. קשתות אלו יכולות לייצג את המרחק שעבר הרובוט בין המנחים, שינוי כיוון התנועה או שינויים אחרים. כאשר הרובוט מסתובב ואוסף נתונים נוספים, הוא יכול להשתמש בגרף כדי לשפר את דיוק ההערכה לגבי המנח הנוכחי שלו, ולעדכן את מפת הסביבה.

ישנם כמה גורמים מרכזיים שיכולים להשפיע על הביצועים והדיוק של מערכות SLAM. אלו כוללים:
- דיוק חיישן: האיכות והדיוק של נתוני החיישן חיוניים לדיוק מערכת SLAM. חיישן לא מדויק יוסיף אי-ודאות למערכת, יפחית מדיוק מפת המרחב ויקשה על הרובוט להתמצא בסביבתו.
- מודל תנועה: מודל התנועה מתאר כיצד הרובוט יכול וצפוי לנוע. מודל תנועה מדויק נחוץ למערכת SLAM כדי לקבוע במדויק את מנח הרובוט.
- סגירת לולאה: סגירת לולאה מתרחשת כאשר הרובוט מבקר שוב במקום שבו ביקר בעבר. ביקור חוזר כזה יכול לשמש לשיפור הדיוק של מערכת SLAM, על ידי תיקון כל שגיאה מצטברת בשערוך המנח של הרובוט.

כולנו מכירים מוצרים רבים בסביבתנו היום-יומית אשר משתמשים ב-SLAM לשם התמצאות במרחב – שואב האבק שלנו, הרובוט שבחר לנו את המוצר שהזמנו מאמזון, משחקי מציאות מדומה ועוד. ודיוק האלגוריתמים של SLAM חיוני לביצועים של מערכות אלו, ותחום זה נמצא במחקר ופיתוח מתמידים, הן באקדמיה והן בתעשייה.

צבר הוא אלגוריתמאי וחוקר ראייה ממוחשבת וגיאומטריה חישובית, עוסק בפיתוח אלגוריתמים לעיבוד תמונה.
אלעד הוא דוקטור למערכות אוטונומיות ורובוטיקה, חוקר בינה מלאכותית ואופטימיזציה, מרצה במחלקה להנדסת מכונות, המכללה האקדמאית להנדסה אורט בראודה בכרמיאל.
עריכה: סמדר רבן

איזה יופי!

השבוע חגגנו את יום הפאי הבינלאומי, המצוין בתאריך 14/03. זהו גם יום המדע הבינלאומי, יום הולדתו של איינשטיין ויום מותו של סטיבן הוקינג. מדוע מציינים את יום הפאי דווקא בתאריך זה? פאי, היחס הקבוע בין היקף מעגל לקוטרו, הוא מספר שערכו בקירוב 3.14, וכך גם נכתב התאריך 14 במרץ בצורת הכתיבה האמריקאית. המהדרין חוגגים גם ב-22/07, מכיוון שאם נחלק את המספר 22 ב-7, נקבל את ערכו של פאי בקירוב טוב יותר מ-3.14 [1]. בעמותה החלטנו לציין את היום המיוחד בערב הרצאות חינמי, ששודר בזום. אתם מוזמנים לצפות בהרצאות במגוון הפלטפורמות שלנו.
אז מה היה לנו?

יוני אשל הסביר בקצרה מהו תיאום מפתחות קוונטי, ולמה צריך את זה. הוא הביא דוגמה פשוטה לדרך הפעולה של תהליך ההצפנה הא-סימטרי שנמצא בבסיס האבטחה של האינטרנט, הציג הסבר אינטואיטיבי (כמעט) איך עקרון הסופרפוזיציה יכול לבוא לידי ביטוי בהיבטי הצפנה, וכן סקר מעט את הנעשה בעולם ובישראל בתחום התקשורת הקוונטית [2].

נעה זילברמן ניצלה את יום הולדתו ה-144 של איינשטיין כדי לספר על המהפכות שחולל בכוח דמיונו העשיר. שמענו על עקרונות תורת היחסות הפרטית והכללית, שכל אחת מהן הייתה מהפכה של ממש בהבנת מושגי היסוד שבבסיס המציאות שלנו. לאחר מכן קפצנו יחד עם איינשטיין למעלית דמיונית והכרנו את עקרון השקילות, שנובע מניסוי מחשבתי פשוט. לסיום, יישמנו את עקרון השקילות כדי לפתור כמה חידות – מדוע אסטרונאוטים נראים מרחפים בתחנת החלל? מה תהיה צורתה של להבה במעלית נופלת? ומה הקשר למתנה שקיבל איינשטיין ליום הולדתו האחרון? [3]

קרינה סמבליאן הציגה את הגאומטריה ההיפרבולית, גאומטריה משונה שבה הקווים אינם נראים ישרים, וסכום הזוויות במשולש אינו 180 מעלות. לגאומטריה זו שימושים בפיזיקה יישומית ובתורת היחסות, והיא אף מתגלה לנו בטבע, למשל בצורותיהן של חסה ושוניות אלמוגים. קרינה דווקא לא סיפרה על השימושים ועל חסה, אלא הציגה את הבסיס המתמטי והדגימה בעזרת הדפס עץ מוכר ונפלא של אֶשֶׁר [4].

דניאל רבייב דיבר על המלון של הילברט, אשר מדגים באופן אינטואיטיבי את המושג אינסוף, והסביר איך אינסוף יכול ״לבלוע״ גדלים קטנים או שווים לו. הוא גם הציג את שיטת האלכסון של קנטור, אשר ממחישה את העובדה הלא-אינטואיטיבית שיש גדלים שונים של אינסוף [5].

לקריאה נוחה בצירוף קישורים למקורות – עברו לאתר מדע גדול, בקטנה.

רחפן קטלניים?
יש פתרון
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=2416527131839405&id=144317442393730

בקטנה: לאחרונה אנו נתקלים יותר ויותר בצילומים של מאבטחי אישים הנושאים נשק מוזר בעל מראה עתידני. בפוסט זה נסביר מהו הנשק, כיצד הוא עובד, ומדוע מגישי גלגלצ צריכים לדאוג.

מאת צבר דולב ומיכאל לוי
לקריאה נוחה, בצירוף סרטון וקישורים למקורות והרחבות – עברו לאתר מדע גדול, בקטנה

בשנים האחרונות הפך השימוש בכלי טיס בלתי מאוישים לנפוץ – לא רק בידי מפעילים גדולים כמו ארגונים ממשלתיים וחברות מסחריות רחבות-פעילות, אלא גם בידי אנשים פרטיים [1].

לצד התועלת הרבה שברחפנים (לדוגמה בחקלאות, כפי שכתבנו בפוסט על חקלאות 4.0 [2]), הם מהווים סכנה בהיבטים ביטחוניים, פליליים ובטיחותיים, מכיוון שהם מקנים יכולת אווירית באופן פשוט, זול ונגיש. לדוגמה, גורמים עוינים יכולים לצלם בקלות מהאוויר אזורים רגישים מבחינה ביטחונית. הרחפנים יכולים גם לפגוע באופן פיזי – להוות איום על תנועת מטוסים, לפגוע באישי ציבור ועוד. דוגמה לכך היא פגיעה בעזרת נחיל רחפנים מתפוצצים [3], כפי שמוצג בסרט "המטרה: שומר הראש" (Angel Has Fallen).

אז כיצד ניתן לפתור את הבעיה? אחד מהפתרונות נגד איום זה הוא רובה ייעודי, נישא על ידי חייל. רובים נגד רחפנים הם כלי נשק מיוחדים, שנועדו לנטרל רחפנים באמצעות שיבוש מערכות התקשורת שלהם או השמדתם הפיזית. בפוסט זה נתייחס למערכות אלו, הנותנות מענה לאיומים מעופפים שונים בגדלים קטנים עד בינוניים (אנחנו פחות בקטע של מל"טים עם מוטת כנפיים של עשרות מטרים).

בשוק קיימים כמה סוגים של רובים נגד רחפנים, לכל אחד מהם מערך יכולות ומגבלות אופייני משלו. ניתן לחלק אותם לשני סוגים, על פי עקרון הפעולה שלהם: שיבוש מערכות תקשורת, או השמדה פיזית. נתאר כאן כמה מן הסוגים הנפוצים.

שיבוש אלקטרוני:

משבשי לייזר הם מכשירים אשר גורמים לרחפן לאבד שליטה ולהתרסק, באמצעות קרן לייזר בעלת עוצמה גבוהה. קרן הלייזר משבשת את חיישני הגובה, או מסנוורת את המצלמות ושאר חיישני הראייה של הרחפן. משבשי הלייזר יקרים יחסית ודורשים שימוש זהיר, בשל הסכנה של פגיעת קרני לייזר בעיניים. עם זאת, הם מדויקים ביותר ויכולים לפגוע ברחפן גם ממרחק של קילומטר. הם גם סופר-מגניבים, כי לייזר.
משבשים נוספים הם משבשי מיקום או תקשורת. משבשי מיקום פועלים באחד משני אופנים: חסימת אות ה-GPS או זיוף מיקום (spoofing-attack). חסימת האות גורמת לרחפן לחוש אבוד ולא לדעת את מיקומו, ולכן הוא מחפש קוא'צר או מצטרף לקבוצת ריצה.
אפשרות מעניינת יותר היא זיוף מיקום [4]: שיגור של אותות מזויפים גורם למקלט של רחפן לשגות בהערכת המיקום שלו, או לקבוע באופן שגוי את הזמן שבו הוא נמצא במיקום הנדרש. איך זה מתבצע? בדרך כלל משדרים אותות מזויפים למקלט של הרחפן, או מעבירים שידור חוזר של אותות אמיתיים (אותות שנלכדו במקום או בזמן אחר). צורה נפוצה של התקפת זיוף, שנהוג לקרוא לה 'התקפת משיכה', מתחילה בשידור אותות המסונכרנים עם האותות האמיתיים שמקלט המטרה קיבל. עוצמתם של האותות המזויפים עולה בהדרגה, עד שהיא גוברת על האותות האמיתיים. ככל הנראה, לכידת המזל"ט Lockheed RQ-170 בצפון-מזרח איראן בדצמבר 2011 הייתה תוצאה של מתקפה כזו [5].

ככל שהרחפן מקצועי יותר (ופחות צעצוע לפנאי), ובפרט כאשר מדובר ברחפן צבאי, מערכות התקשורת והניווט שלו (GPS) מוצפנות טוב יותר, והן בעלות יתירות (כוללות כמה מערכות מקבילות), כדי להגן על הרחפן ולהקשות על שיבושים אלו.

נעבור למשבש תקשורת. שלא במפתיע, הוא משבש את התקשורת של הרחפן. איך זה מתבצע? משבשים אלה מבוססים על משדרי רדיו אשר פועלים בטכנולוגיה המאפשרת פליטת אות תדר רדיו (RF) בעוצמה גבוהה, המשבש את התקשורת בין הרחפן לאמצעי הבקרה שלו [6]. שיבוש התקשורת גורם לרחפן לאבד שליטה ולעבור למצב אוטומטי של נחיתה או חזרה הביתה. משבש תקשורת יכול אף "לחטוף" את הרחפן על ידי שידור פקודות מזויפות. משבשי תדר רדיו הם קלים יחסית וניידים, מה שמאפשר נשיאה ופריסה בשטח למתן מענה למגוון איומים. נציין כי חבלנים משתמשים בטכנולוגיה דומה כדי למנוע הפעלה מרחוק של מטענים בעזרת משדרי רדיו [7]. תופעת לוואי של השימוש במשבש היא הפרעה לקליטת שידורי רדיו, שלא תאפשר לכם להאזין להדר מרקס ובני כבודי מעדכנים על פקקים באזור מחלף גהה. מאבטחי אישים משתמשים על פי רוב ברובים מסוג זה, כדי למנוע פגיעה באנשים מסביב [8, 9].

השמדה פיזית:

רובי רשת הם מכשירים אשר יורים לעבר הרחפן רשת הנפרשת באוויר, לוכדת אותו וגורמת להתרסקותו על הקרקע. רובי רשת פשוטים יחסית לתפעול, והם יעילים ליירוט של רחפנים קרובים יחסית (עשרות מטרים). בנוסף לטווח הפעולה המוגבל שלהם, רובי רשת אולי לא יתאימו לשימוש נגד רחפנים גדולים או מתקדמים יותר. טכנולוגיה מובילה בתחום (פיתוח ישראלי! [10]) היא רחפנים שיכולים להילחם זה בזה באוויר וליירט או ללכוד רחפנים עוינים. רחפנים אלו יעילים ביותר, והם מסוגלים לשאת מגוון מערכות. בקטגוריה זו נכלול גם רחפנים "מתאבדים", אשר כל תכליתם היא להתנגש ברחפנים עוינים ולהפילם על הקרקע – ממש כמו טיל, אך בעלויות נמוכות יחסית.

חברות מסוימות פיתחו רובי ציד אשר נועדו באופן ספציפי להפיל רחפנים (לא מפתיע, בהתחשב בעובדה שאמריקאים אוהבים לירות, גם בחפצים מעופפים). הקליעים הנורים עשויים בדרך כלל מחומר שביר, שמתפרק בעת הירייה ומפחית את הסיכון לנזק נלווה (לא נרצה לפגוע בבני אדם על הקרקע בעת ניסיון לפגוע ברחפן). רובי ציד אלו זולים יחסית וזמינים מאוד, אך יש להם טווח מוגבל, וייתכן שלא יהיו יעילים נגד רחפנים מתקדמים יותר. ישנן מערכות אשר הופכות כלי נשק רגיל לנשק חכם, המאפשר גם ליורה לא מיומן לפגוע במטרות בדיוק גבוה – לדוגמה מערכת smart shooter (פיתוח ישראלי), המסוגלת לשפר דיוק פגיעה של נשק קל כדי להתמודד עם איומי רחפנים ואיומים דומים [11].

מערכות טילים הן הסוג המתקדם והיקר ביותר של מערכות השמדה פיזית של רחפנים, והן משתמשות בטיל מונחה כדי להשמיד רחפן אופן פיזי. הטילים מדויקים ביותר, וניתן לכוונם לרחפנים ממרחק של כמה קילומטרים. עם זאת, השימוש בהם כרוך בסכנה משמעותית לביטחון הציבור, ולכן הם שמורים בדרך כלל לשימוש צבאי בלבד. אם תרצו ליירט את הרחפן המעצבן של השכן, ייתכן שמערכת כזו תהיה מוגזמת מעט, והשימוש בה אף עלול להעכיר את היחסים ביניכם ולגרור הודעות נאצה בקבוצת הווטסאפ השכונתית.

חשוב לציין כי השימוש ברובים וכלי נשק אלו מוסדר באמצעות תקנות וחוקים שונים. (במדינות רבות גם השימוש ברחפנים באזורים מיושבים כפוף לתקנות וחוקים.) בארצות הברית, למשל, מנהל התעופה הפדרלי (FAA) קבע הנחיות לשימוש במערכות נגד רחפנים, ובכללן דרישות להדרכה ורישוי [12]. רובים משבשי תדר רדיו, המשמשים את כוחות הבטחון ומאבטחי האישים, הינם חוקיים לשימוש גם כאן בארץ, תחת מגבלות בטחוניות.

מוזמנים לתאר בתגובות דרכים נוספות להתמודדות עם הרחפנים המציקים בחוף הים או בפארק הירקון.

צבר הוא אלגוריתמאי וחוקר ראייה ממוחשבת וגיאומטריה חישובית.
מיכאל הוא מנהל ניו-מדיה של העמותה. בעל תואר ראשון בהנדסת מכונות ותואר שני בהנדסת מערכות (שניהם בטכניון).

עריכה: סמדר רבן

🐜🐜🐜https://m.facebook.com/story.php/?story_fbid=2403724383119680&id=144317442393730

מוזמנים להצטרף לקבוצת הווטסאפ השקטה.
עדכון פעם ביום בנושאי מדע, טכנולוגיה, הנדסה ועוד.

STEM על הבוקר 🛸 WhatsApp Group Invite

מוצר ישראלי, טכנולוגיה עתידנית, עיר עתיקה של המאיה... מה צריך יותר?

https://www.facebook.com/144317442393730/posts/2380145178810934/?flite=scwspnss

בקטנה: לאחרונה חתמה חברת אינוויז הישראלית (Innoviz Technologies Ltd) על חוזה בסך של כ-4 מיליארד דולר עם חברת המכוניות BMW להרכבת הליידאר שהיא מפתחת בכלי הרכב של החברה. ליידאר (LiDAR – Light Detection And Ranging) הוא חיישן המשתמש בטכנולוגיית מדידת מרחק באמצעות קרני לייזר. לצד המשימות החשובות באמת שקרני לייזר מסייעות בהן – כמו הסרת שיער וקליפים של MTV משנות ה-90 – יש לטכנולוגיית הליידאר שימושים נרחבים מאוד: בטלפונים סלולריים, ברכבים אוטונומיים, ברובוטים, בתחומים כגאולוגיה, חקלאות ואסטרונומיה ועוד ועוד. היא אפילו סייעה לגלות עיר עתיקה של בני המאיה!

מאת צבר דולב
לקריאה נוחה ולמקורות להרחבה – ראו באתר 'מדע גדול, בקטנה'.

ליידאר הוא חיישן המאפשר יצירת מפות של 'ענני נקודות' – שיטה לייצוג מידע תלת-ממדי באמצעות נקודות הפזורות במרחב תלת-ממדי מסוים[1]. לענני נקודות שימושים מגוונים בתחומים כגאוגרפיה, ארכאולוגיה וגאולוגיה, שבהם עלינו למדוד עצמים בצורה מדויקת או לייצר דגמים תלת-ממדיים, כמו דגמי אתרים ארכאולוגיים או היסטוריים. בטכנולוגיית הליידאר נשלחת קרן לייזר ממקור תאורה כלשהו, פוגעת בעצמים שבמרחב ומוחזרת מהם. הקרן המוחזרת מזוהה על ידי גלאי/מקלט, ומשך זמן החזרה שלה (Time Of Flight) משמש לפיתוח מפת מרחקים של האובייקטים במרחב. כאמור, באמצעות הליידאר התגלתה עיר מאיה אבודה[2]!
החיישן התלת-ממדי מאפשר הבנה מרחבית, אשר לעיתים נדרשת לביצוע משימות שמצלמה רגילה אינה מסוגלת לספק די פרטים עבורן. כך משמש הליידאר בשנים האחרונות גם להתמצאות של רכבים, רחפנים ושלל רובוטים בסביבתם. בעולם הרכבים האוטונומיים משתמשים בליידאר כדי למדוד מרחק בין הרכב הנוסע לסביבתו, ובאסטרונומיה משתמשים בו למדידה מדויקת מאוד של המרחק לכוכבים אחרים.

אז איך מודדים גובה של עץ, או את המרחק בינינו לבין העץ, באמצעות לייזר?
ראשית, קיים מגוון של מערכות ליידאר: יש המותקנות על כלים קרקעיים, ויש המותקנות על כלי טיס ואפילו על לוויינים. לכל מערכת שימוש שונה ומאפיינים שונים בהתאם לסביבתה, אולם כולן פועלות לפי אותו עקרון. נסביר אותו כעת בפירוט.
הלייזר יורה הבזקים של אור לכיוון העצמים שבסביבתו. גלי האור חוזרים לאחר משך זמן מסוים אל הגלאי שבמערכת, ומוקלטים. התהליך מתבצע ברציפות ומכוון לסביבה מסוימת, כך שכל העצמים שבסביבה ממופים, והמרחק בינם לבין המכשיר נמדד[3]. לרוב, הלייזר שבמערכת הליידאר משתמש בגלים אלקטרומגנטיים בטווח ה-near infra red (קצת מעל 1000 ננומטרים), אם כי קיימות מערכות המשתמשות בלייזר ירוק (כ-500 ננומטר), שבאמצעותו אפשר לזהות צמחיה ירוקה[4].

המרחק מחושב בעזרת הנוסחה הבאה :
distance = ( (travel time) * (speed of light) ) / 2
כלומר: משך הזמן שבו האות נפלט ונקלט בחזרה בגלאי, כפול מהירות האור, חלקי 2 (כי האור עשה את הדרך פעמיים – אל האובייקט ובחזרה ממנו).

תוצר הפעולה הוא מודל תלת-ממדי של המרחב, המתאר את המרחב באמצעות ענן נקודות תלת-ממדי. 'איכות' התיאור משתנה בהתאם למהירות יריית קרן הלייזר וגילוי ההחזר שלה, ובהתאם לרזולוציית הסריקה. מהירות הדגימה היא בעלת חשיבות מכרעת בטכנולוגיית הליידאר: ברכב נוסע, למשל, הסביבה משתנה מאוד בכל שנייה ושנייה. בסביבה כזאת, רק דגימה מהירה (כמה עשרות פעמים בשנייה) תספק מידע המאפשר התמצאות יעילה ומהירה במרחב. דגימה איטית מדי תפיק תוצאות לא רלוונטיות.
אם נחבר לליידאר מערכות שיספקו גם מיקום מרחבי (כמו GPS) ואוריינטציה במרחב (כמו IMU – Inertial Measuring Unit), המערכת תוכל לתת מידע אבסולוטי אודות העצמים שהיא דוגמת. לכן מערכת ליידאר מוטסת תכלול בדרך כלל מכשירי GPS ו-IMU, וכך תוכל להתמצא במיקומה ולהפיק מידע אבסולוטי אודות עצמים שאותם הוא ממפה במרחב.

יתרונו העיקרי של הליידאר, אם כן, הוא היכולת לספק מידע נפחי תלת-ממדי, המאפשר הפקת מידע חיוני שאינו מתקבל בתמונה ממצלמה רגילה. כך, למשל, אפשר להשתמש בטכנולוגיה זו בחקלאות למדידת נפח של תוצרת חקלאית עוד לפני הקטיף[5].
החיסרון שבטכנולוגיית הליידאר טמון בכוח החישוב העצום שהיא דורשת: ענן נקודות כבד לחישוב יותר מאשר תמונה רגילה, ולכן הליידאר יכביד על יחידת העיבוד במערכת שנדרשת לפעול בקצבי צילום וזיהוי גבוהים (כגון ברכב אוטונומי). הליידאר יגביר מאוד את הדרישות מיחידת העיבוד, שתיאלץ לבצע חישובים על מידע תלת-ממדי, בעוד שלעיתים אפשר לקבל תוצאות מספקות גם ממידע דו-ממדי פשוט יותר, שלפעמים קל לחישוב בסדר גודל[6].

לסיכום, הליידאר היא מערכת נפוצה לחישה ולמדידות, המנפקת מידע נפחי תלת-ממדי ומאפשרת התמצאות מרחבית ומדידות מדויקות ביותר. ייתכן שנראה בשנים הקרובות עוד ועוד מערכות בטכנולוגיה זו בעולמות הרכב והרובוטיקה. ואולי אפילו מערכות תוצרת כחול-לבן.

עריכה: חגי גלרנטר

רזי רוזנבוים העלה את השאלה בקבוצת הפייסבוק שלנו, "מדברימדע", ודניאל זרחין מהצוות המדעי שלנו ענה לו:

סרוטונין, דופמין ועוד הם רק מוליכים עצביים, ולכן מסייעים בתקשורת ובוויסות העברת דחפים עצביים במסלולים עצביים שונים במערכת העצבים.
הם משמשים חלק ממנגנון התקשורת בין תאי עצב שונים במערכת העצבים, ולכן אין להם תפקיד אחד פשוט כמו ״אושר, הנאה והנעה״, אלא כתלות באיזור התפקודי במוח שבו ישוחררו.
למשל, דופמין המשוחרר באזור עצבי שנקרא "המסילה הניגרוסטריאטלית״ חיוני לתהליכים עצביים המאפשרים תנועה. מחסור בו באזור הזה מאפיין את מחלת הפרקינסון.
דופמין המשוחרר באזור שנקרא "המסילה המזולימבית״ מאפשר וויסות תהליכים אשר יוצרים תחושת מוטיבציה, הנאה ועוד. בעיות במסלול זה מאפיינות שלל מחלות, כגון פרקינסון, דיכאון, סכיזופרניה ועוד.
לדופמין המשוחרר באיזור הנקרא “פוסטרמה״ יש תפקיד בהפעלת מרכזי הקאה במערכת העצבים. זאת הסיבה לכך שחלק מתופעות הלוואי של תרופות המעלות רמות דופמין הן בחילה והקאות.
אלו הן רק כמה דוגמאות לגבי דופמין, אשר מראות שלמוליך העצבי הזה אין ״תפקיד״ אחד ויחיד, וקיומו מקושר לתחושות חיוביות, אך גם לשליליות. בעצם, כדי לדעת מה תהיה השפעתו, צריך לשאול היכן הוא פועל, על אילו מסילות, מהי רמתו ביחס למוליכים עצביים אחרים ועוד. דבר זה נכון גם לגבי שאר המוליכים העצביים.
לגבי תחושת כאב, מדובר במנגנונים שונים מעט ומורכבים לא פחות, המערבים שיתוף פעולה בין מערכת העצבים המרכזית לפריפרית.

עריכה: סמדר רבן

יש לכם שאלה או נושא מדעי שתרצו לדון בו? בואו לקבל תשובות לכל שאלה מדעית שמסקרנת אתכם אצלנו במדברימדע - הקהילה של מדע גדול, בקטנה.

למה חשוב לדעת מתמטיקה? בין השאר כדי לדעת למה וכמה משלמים על ביטוח הרכב...

https://www.facebook.com/144317442393730/posts/2374503559375096/?flite=scwspnss

בקטנה: מחקר חדש מראה שאנשים שלא התחסנו נגד הנגיף שהתפרץ לחיינו ב-2020, נוטלים יותר סיכונים, ומעורבים ביותר תאונות דרכים ותאונות בבית לעומת אנשים שהתחסנו. יכול להיות שהגילוי הזה יוביל להחלטה של חברות הביטוח להעלות את דמי הביטוח (הפרמיה) למי שאינו מחוסן. למה, ומה הקשר? ומהי אקטואריה? שימו לב, בפוסט הזה לא נתמקד בטיב המחקר ובמשמעויות שלו אלא מה עומד מאחורי גובה דמי הביטוח.

מאת מיכאל לוי
לקריאה נוחה בצירוף מקורות והרחבות – ראו באתר מדע גדול, בקטנה

יצא לי להיתקל במחקר חדש ומפתיע שנערך בקנדה [1]. עורכי המחקר בדקו התאמה בין דיווחי תאונות בשנת 2021 ובין סטטוס ההתחסנות של המעורבים בתאונות. על פי הנתונים שנאספו, המעורבות של נהגים לא מחוסנים בתאונות דרכים עם נפגעים הייתה גבוהה יותר ביחס לחלקם היחסי מכלל המשתתפים. ישר קפץ לי לראש "מסכנים, בטח ביטוח הרכב שלהם הולך להתייקר". מה הקשר? אז החלטתי לכתוב פוסט, בלי להתמקד במתודולוגיה או במשמעויות של המחקר, אלא בביטוח. איך נקבעים דמי הביטוח שלנו?

ראשית, נבין מה הוא ביטוח. אם נפשט, אני משלם דמי ביטוח לחברת הביטוח, והיא מפצה אותי במקרה של התממשות הסיכון כגון תאונה, אסון וכולי. אבל רגע, אם אני חברת הביטוח, איך אני יכולה לדעת כמה לגבות מהמבוטח? בדיוק בשביל זה המציאו את האקטואריה [2]. לא, לא מדובר בפחד מעכבישים, אלא בתחום מדעי שמסייע לנו להתמודד עם מצבי אי-ודאות בעזרת טכניקות מעולמות המתמטיקה והסטטיסטיקה. השיטה מתבססת בעיקר על סטטיסטיקה והסתברות. בפשטות ניתן לומר שנעזרים בעבר כדי "לחזות" את העתיד.

נתחיל ממעט היסטוריה. ביטוח, כעיקרון חברתי ובצורה כזאת או אחרת, היה קיים משחר ההיסטוריה. עדות ראשונה לשימוש מתמטי בחישוב ביטוחים עולה כאשר במאה ה-17 אדם בשם ג'ון גרונט פרסם את הספר "תצפיות מדעיות ופוליטיות על רשומות התמותה" [3]. כל אחד והתחביבים שלו בחיים. גרונט - שנחשב לאחד מחלוצי מדע הדמוגרפיה - ניתח בספר את רשומות התמותה בלונדון. במהלך הניתוחים הוא הבחין בדפוס ניתן-לחיזוי באורך חיי אנשים מקבוצות שונות. אותו מחקר הוביל ליצירת לוחות של הסתברויות, שבעזרתם אפשר להעריך את תוחלת החיים של אדם.

איך זה קשור לביטוח? במקום לקבוע תשלום אחיד לכל המבוטחים, ניתן לקבוע תשלום בהתאם לרמת הסיכון או הפציעות הצפויות (תשלום דיפרנציאלי). לדוגמה, חברת ביטוח יכולה להחליט שהיא גובה מחיר גבוה יותר מרוכבי אופנועים או מנהגים חדשים.

המטרה של חברת הביטוח היא כמובן… להרוויח מלא כסף! סליחה, התכוונתי לבטח, כמובן. לצורך כך, על חברת הביטוח לצפות מה יהיה הרווח שלה ולהבטיח שהוא יהיה חיובי, לפחות בטווח הארוך. חברת הביטוח למעשה מחשבת את תוחלת הרווח. מהי תוחלת, ומהי תוחלת רווח? תוחלת היא ממוצע משוקלל. כלומר הערכים שאותם צפוי המשתנה לקבל, משוקללים על פי ההסתברויות לקבלת הערכים השונים. שימו לב, שההסתברויות הן למעשה המשקלים - ערך עם הסתברות גדולה יותר יקבל משקל גדול יותר בסכום. מבחינה מתמטית, חישוב התוחלת נעשה על ידי הכפלת הערך בהסתברות לקבל אותו (זהו למעשה הממוצע המשוקלל של כל הערכים האפשריים).

מהי תוחלת רווח? חישוב משוער של הרווח הצפוי. לדוגמה, נניח שאני משחק איתכם משחק הימורים עם סביבון. אם יוצא פ' אני זוכה ב-100 ש"ח, ואם יוצא נ', ג' או ה' אז אתם זוכים ב-100 ש"ח. מהי תוחלת הרווח שלכם במשחק? ההסתברות שלכם לזכות היא ¾ ולהפסיד היא ¼, אז תוחלת הרווח שלכם היא 50 ש"ח.
100*¾ + (-100)*¼ = 50
משחק משתלם מאוד מהצד שלכם. מה תהיה תוחלת הרווח שלי? מוזמנים לחשב (הפתרון למטה).

נחזור לביטוח הרכב, אפשר להסתכל עליו כעל הימור שחברת הביטוח מהמרת מול המבוטח, ובדומה לבלאק-ג'ק, הבית תמיד זוכה (לקריאה בהרחבה על בלאק-ג'ק, ספירת קלפים ותוחלת [4]). תחבשו לרגע כובע של חברת ביטוח ובואו נעשה חישוב פשוט לתקופה מוגדרת, נניח לשנה: נסמן באות Q את ההסתברות לתאונה באותה שנה, Pay יהיה דמי הביטוח השנתיים לחברת הביטוח ו-Loss יהיה התשלום למבוטח במקרה תאונה. אם לא התרחשה תאונה, אז 100 אחוז מדמי הביטוח עוברים לחברת הביטוח. אם תאונה התרחשה, תיאלץ חברת הביטוח לשלם ולכן הרווח שלה יהיה שווה ל-Pay פחות Loss. עכשיו נכפיל את הערך בהסתברות לקבל אותו.

התרחשות של תאונה: הסתברות כפול סכום (Q*(Pay-Loss

אי-התרחשות של תאונה, מה שמכונה אירוע משלים:
(1-Q)*Pay
אז תוחלת הרווח תהיה:
(1-Q)*Pay + Q*(Pay-Loss)

נפתח סוגריים ונצמצם, ואז נקבל ביטוי נחמד, שחברת הביטוח תשמח אם הוא יהיה חיובי. כלומר, Pay-Q*Loss>0.
בעצם חברת הביטוח מעריכה את ההסתברות לתאונה. לפי ההסתברות הזו היא קובעת את דמי הביטוח, כך שיהיו גבוהים מספיק כדי לפצות אותה ולהשאיר את תוחלת הרווח חיובית. במערכת היחסים בין חברת הביטוח ללקוח - כאן ידה של חברת הביטוח על העליונה. התנהגות הנהג היא גורם עיקרי לתאונות דרכים (הגורם העיקרי השני הוא תשתיות), וכך חברות הביטוח יכולות להציע תעריפים נמוכים לנהגים זהירים, כי אם ההסתברות לתאונה נמוכה, אין בעיה להוריד את Pay ולשמור על תוחלת חיובית.

אבל רגע, גם נהגים זהירים מעורבים בתאונות, האם עדיין החישוב סביר והגיוני? כן, מכיוון שאנחנו משקללים הרבה מאוד מבוטחים, אפשר להוכיח (תחת הנחות סבירות מסוימות) שבהסתברות מאוד גבוהה כמות התאונות בפועל תהיה קרובה להערכה של חברת הביטוח. ואז חברת הביטוח תסיים ברווח, למרות תאונות דרכים שקורות ויקרו, למרבה הצער.

בשנים הקרובות חברות הביטוח יחפשו דרכים נוספות להגדיל את הדיוק של ההערכות. למשל, "ריגול" אחרי כלי הרכב. כבר כיום יש חברות המציעות לציי רכב מערכות האוספות נתונים ובונות פרופיל נהיגה על סמך הניתוח שלהם. בדרך כלל מדובר במכשיר חיצוני המתחבר לרכב ובמקביל למחשב הרכב. המכשיר כולל חיישנים המודדים את כוחות התאוצה והבלימה במהלך הנהיגה, וכך אפשר לדעת עד כמה הנהג נוהג בפראות.

אחד מהכיוונים המעניינים שאולי ייכנס לשוק כלי הרכב הפרטיים בשנים הקרובות הוא איסוף מידע מכלי הרכב עצמם בצורה אורגנית, ללא צורך בחיבור מערכת חיצונית, וכיום פועלות מספר חברות הזנק בתחום. הרעיון הוא לאסוף נתונים מחיישנים המצויים ברכב. מתוך ניתוח בסיס הנתונים אפשר לגבש תמונת מצב של סגנון הנהיגה של הנהג, וכך להתאים לכל נהג את דמי הביטוח בצורה פרטנית.

אז עכשיו, אחרי שסקרנו מעט את ההיסטוריה של הביטוח והבנו איך חברות הביטוח מעריכות סיכונים ומחשבות בעזרתם את גובה מי הביטוח, נסכם. חברת הביטוח מחפשת דרך קבע נתונים שיעזרו לה להוריד דמי ביטוח ללקוחות "בטוחים", ולגייס כמה שיותר לקוחות כאלה. בה בעת היא מעוניינת להעלות את דמי הביטוח ללקוחות שבסיכון מוגבר, וכך לגבות מהם מספיק כסף כדי להצדיק את הסיכון או כדי לדחוף אותם לעבור לחברת ביטוח אחרת.
עם פרסום המחקר - למרות נקודות בעייתיות שיש בו, שבהן לא דנו - אולי חברות הביטוח ירצו לבדוק את הסטטוס החיסוני של הנהגים. ימים יגידו.

* תוחלת הרווח של מיכאל
¼*100 + ¾*(-100) = -50 ₪

מיכאל הוא סמנכ"ל ניו-מדיה של העמותה. בעל תואר ראשון בהנדסת מכונות ותואר שני בהנדסת מערכות (שניהם בטכניון).

עריכה: גליה הלוי שדה
עיצוב תמונה: מיכאל לוי באמצעות תוכנת הבינה המלאכותית Dall-E