דבק במטרה

בשנים האחרונות מזדמן לנו לקרוא לא מעט, לעיתים אפילו יותר מדי, על שלושה תחומים טכנולוגיים שהבטיחו גדולות ונצורות. בשניים מהם - בית חכם ומכוניות עצמוניות - חלה התקדמות מסוימת שממנה כבר אפשר לטעום, אך מה שבינתיים קיבלנו מהתחום השלישי - מחשוב לביש (Wearable Technology) - די מאכזב. סיפרו לנו על חליפות, קסדות ומשקפיים חכמים, אך כל מה שקיבלנו עד עתה מסתכם בצמידי ספורט ובשעונים חכמים. פרופ' זאב זלבסקי, חוקר בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר־אילן המתמחה בתחום אלקטרואופטיקה, מנסה לשנות את חוקי המשחק.

הפיתוח של פרופ' זלבסקי הוא מדבקה לבגד, בעדיפות לחולצה, המנטרת פרמטרים שונים כגון פעימות לב ולחץ דם ומסוגלת להקליט קולות מסביב ממרחק של מטרים בודדים. בפנים המדבקה מורכב סיב אופטי, חיישן שבקצהו אבזם בעובי של שערה המודד אור. באמצעות לייזר מזריק האבזם פוטונים (סוג של חלקיקים) של אור לתוך החיישן, קורא אותם ממנו בחזרה ומתרגם אותם לקריאה חשמלית שממנה מופקים מדדים ביו־רפואיים.

נשמע מסובך? פרופ' זלבסקי מתעקש שלא ממש: "החיישן האופטי שבסיב מאפשר את מדידת האור. האלגוריתם נמצא באבזם והפטנט הוא בחוכמה האופטית". לא בכדי מוזכרת המילה פטנט - זלבסקי ואנשי הצוות שלו - יפים בידרמן, אביה בנט, טליה סירקיס וסרגיי אגדרוב - עובדים על הטכנולוגיה כארבע שנים ונמצאים בשלב מעבר של הרעיון מפיתוח לשלב המסחור, והפטנט ממתין לאישור סופי. "אנחנו במגעים מתקדמים עם אחת החממות בארץ כדי למסחר את הטכנולוגיה, להוציא אותה מהפקולטה ולהמשיך את הפיתוח בחברת סטארט־אפ שתפתח אותה למוצר מסחרי. הפטנט שלנו הוגש לפני כשנתיים".

לא רק ספורט

צמידי ספורט ושעוני ספורט הם אביזרים נוחים שמקושרים ומסונכרנים עם מכשיר הסמארטפון שתמיד נמצא איתנו, ויש גם כאלה שכוללים רכיב GPS פנימי ועובדים ללא חיבור לסמארטפון. מעבר למחירם הגבוה, התוצר שלהם מסתכם לרוב בספירת צעדים יומית או במעקב ריצה.

מכשור לביש עדיין לא ממש הצליח לתפוס. איך בדיוק אתם משתלבים כאן?

"אתה אולי מתכוון לשעונים ולצמידים שבאמת לא תפסו, כי אנשים צריכים לזכור ללבוש או לענוד אותם. חולצה הרי אתה לא צריך לזכור ללבוש כי לא תצא עירום מהבית. זה לא משהו נוסף שאתה צריך לשים על עצמך, אלא פשוט אותה חולצה שכבר לבשת. רוצה לשים במכנסיים ולא בחולצה? גם אפשר. בגרביים? גם אפשר, הכל הולך".

בביקור במעבדה באוניברסיטת בר־אילן, זלבסקי, בנט ובידרמן מציגים בפנינו את המדבקה על חולצת ספורט. מכיוון שהפרויקט עדין בשלב הפיתוח, המוצר רחוק מלהיות מוגמר. כשמתבוננים במדבקה רואים בבירור כיצד הסיב האופטי שזור בה ואל המדבקה מחובר האבזם, כרגע קופסה יחסית גדולה שבתוכה נמצאים מקור הכוח של החיישן ומד הלייזר. מובן שכדי להפוך את הפטנט למוצר מסחרי נדרשת עבודה רבה בגזרת האסתטיקה. אחת המטרות העיקריות שיקנו המעבר לחממה וחיבור עם חברת הזנק היא הקטנה של האבזם לגודל של סמ"ק אחד. לפי החזון של זלבסקי, המדבקה תודבק על כל בגד, ורק את האבזם נצטרך להעביר מחולצה אחת לאחרת. 

"עלות הסיב נמוכה מאוד. מדובר ממש בסנטים בודדים, ועלות האבזם עשויה להגיע לכמה עשרות דולרים. הרעיון הוא שבכל חולצה שאתה לובש יודבק הסיב, ורק את האבזם תצטרך להעביר בין הבגדים. הוא יוכל להיות בחגורת המכנסיים או בחלק התחתון של החולצה". אפשרות נוספת תהיה להעביר את האבזם לענן, ואז פשוט למצוא דרך להעביר אליו את הנתונים באמצעות IoT ("אינטרנט של הדברים" - עולם שבו מכשירים אלקטרוניים "משוחחים" זה עם זה). כשאנחנו מבקשים הדגמה, בידרמן מצמיד את המדבקה מעל הגופייה שלו, מתחת לחולצה מכופתרת, ומתחיל לנשום בכבדות. על המוניטור שממול אפשר לצפות כיצד נשימותיו ופרמטרים נוספים מתורגמים לגרף, שממנו גוזרים ומחשבים את המדדים המתבקשים.

מימין: יפים בידרמן, אביה בנט, טליה סירקיס, סרגיי אגדרוב ופרופסור זאב זלבסקי // צילום: יהושע יוסף 
 

תוצרת מקומית

המעבר מהמצאה של פטנט למסחורו לא זרה לפרופ' זלבסקי (46), נשוי ואב לארבעה. נדמה שהפיתוח הנוכחי הוא תמצות של שניים מרעיונותיו הקודמים - האחד הוא אביזר שפיתחה ContinUse Biometrics, המתחבר למכשיר סמארטפון ובדומה לרעיון הנוכחי, גם הוא מאפשר חישה של פרמטרים ביו־רפואיים. הפיתוח האחר, של חברה ששמה Z-Square, הוא של מיקרו אנדוסקופ בקוטר של פחות מחצי מ"מ, הרבה פחות מקוטר של 5-3 מ"מ הקיים היום בשוק.

מלבד שעונים וצמידי ספורט, אכן קשה למצוא רכיבים וחיישנים שמספקים מדידות של יותר ממדד ביו־רפואי אחד ומיועדים להתווסף מעל הבגד. אם מצפה לזלבסקי תחרות, נראה שהיא תהיה דווקא מול הפיתוחים הישראליים. למשל, חברת Sensifree, שמרכז הפיתוח שלה נמצא בפתח תקווה ומפתחת חיישן קצב לב ללא מגע, שמיועד להיות מולבש על בגד או על נעליים. הרעיון של Sensifree הוא מדידה של שינויים בעובי עורק הדם שלצידו ממוקם החיישן, תוך כדי שהוא עוקב אחר התרחבות דופנות העורקים, וגם הוא אינו מחייב מגע הדוק עם העור.

אני מניח שאתם לא היחידים שמפתחים טכנולוגיה כזו, אתה בודק מתחרים?

"שמע, אני לא חי בתוך ואקום מאחורי דלת המעבדה", מודה פרופ' זלבסקי, "יש דברים דומים שמפתחים, אבל אין חיישן שמאחד מדידה של כל כך הרבה מדדים בו בזמן, מה גם שהמדידה שלנו לא מצריכה ללבוש רצועות סביב הלב או בית החזה. החיישן שלנו לא צריך להיות דבוק על הגוף או לגעת בעור ויכול להיות גם מילימטר רווח בינו לבין העור. היתרון הגדול שלנו הוא מדידה מרובה של פרמטרים בחיישן אחד".

ברגע שהגלאי שבחיישן קורא את הנתונים של עוצמות האור שזרק הלייזר אל הסיב, הם עוברים עיבוד אלגוריתם - וכאן היתרון הגדול של הפטנט של זלבסקי. נכון להיום, רוב החיישנים הקיימים תוכנתו למדוד מדד בודד. חיישן אחד יודע לחוש פעימות לב, חיישן אחר יודע למדוד נשימות וחיישן שלישי מודד לחץ דם. המדידה של זלבסקי היא של תנועתיות.

"המידע שאני מקבל מהגוף קשור לתנועתיות, וזה בעצם מה שאנחנו מודדים. אם הרגישות שלך לחוש תנועתיות היא גבוהה, אתה למעשה לא מוגבל במה אתה מודד מכיוון שהכל קשור לתנועתיות ויש לך יכולת להבחין בשינויים ננו־מטריים. למשל, כשאתה נושם, הריאות שלך זזות - זו תנועתיות. גם לחץ דם קשור לתנועתיות, שכן מתרחשת תזוזה של דם ושל הפולס שעובר ממקום למקום. אם אני דוגם תנועתיות בנקודה א' ומשווה אותה לנקודה ב', אני יכול למדוד כמה זמן זה לקח ומכאן להסיק על לחץ הדם". 

"אין חיישן שמאחד מדידה של כל כך הרבה מדדים בו בזמן". אבטיפוס המדבקה
 

מעולה גם לשכחנים

כשמשתמשים במדידה של תנועתיות, מסביר פרופ' זלבסקי, לא צריך חומרה חדשה כדי לקבל מדדים נוספים. אותו חיישן יכול לשמש למדידה של כמה מדדים, שכן ברגע שהנתונים קיימים אפשר ליצור מדד חדש באמצעות אלגוריתם נוסף. "אם עכשיו, למשל, אני רוצה למדוד רמת אלכוהול בדם - מדובר בנוסחה". וזהו הניסוי הבא שזלבסקי מתכנן לבצע. לדבריו, לב פועם מייצר עוצמה של רעש הניתנת למדידה, והאלכוהול משפיע על איכות הפעימה ומכאן גם על עוצמת הרעש. ברגע שמודדים את עוצמת הרעש, אפשר לגזור מידע על כמות האלכוהול בדם ולהוסיף אותה לאלגוריתם וליצור מדד חדש.

"בדומה לרופא שמצמיד סטתוסקופ ללב, מקשיב אם קיים רשרוש ואז יודע אם המצב תקין או לא, גם לפעימה תקנית או לפעימה לא תקנית יש מאפיינים. אנחנו לא מודדים את מספר הפעימות אלא את צורת הפעימה עצמה, וזה נותן המון מידע. את סט הקריאות האלו אפשר לתרגם לאבחנה רפואית ולהסיק מסקנות על היתכנות של דלקת ריאות או אי ספיקת לב, מחלות שקשורות להצטברות של נוזלים בריאות ולצורה שבה הלב פועם".

יכול להיות שבקרוב אשב אצל הרופא והוא יבקש ממני ללבוש חולצה עם סיב אופטי?

"כניסה לתחום הרפואה זו כבר אופרה אחרת ומצריכה רגולציות שונות ומסובכות יותר מאשר בתחומים אחרים", מסביר זלבסקי. הוא לא מייעד את המוצר דווקא לספורטאים ומבקש לפנות לתחומים אחרים, למשל לתחום הטיפול בקשישים, כך שהפיתוח יאפשר לעקוב מרחוק אחר מצבם הבריאותי: "למבוגרים יש נטייה לשכוח להרכיב אלמנטים נוספים מעבר לבגדים. בעצם, גם צעירים שוכחים. אבל המוצר שלנו לא מצריך הלבשה נוספת כי המדבקה כבר תהיה שם, אלא מקסימום להעביר את האבזם מבגד לבגד ומשם נוכל להעביר את המדדים שלהם למרכז הרפואי דרך הטלפון, למשל. הרעיון שלנו בבסיסו פשוט מאוד". ולמודאגים שבנו, הפיתוח עבר כביסה וגיהוץ - ושרד.

טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו