Dr. Boris Kriheli

Prof. Emeritus. Eugene Levner

Lecture Summary

This work is motivated by a series of articles devoted to a phenomenon called a “more-for-less paradox” which arises in operations research and artificial intelligence. A typical example is the famous Braess paradox, which arises in dynamic transportation networks and states that “adding a new road to a congested transport network can lead to an increase in overall travel time”, which is easily explained by changing drivers’ priorities. Another counter-intuitive fact, well-known in scheduling theory and somewhat similar to the Braess paradox, is described by Spieksma and Woeginger (2005), in which “increasing the speed of some machines in a no-wait flow-shop problem can significantly worsen the optimal total time”. Other anomalies are “the more-for-less paradox” in the classical transportation problem and Graham’s multiprocessor scheduling anomaly. We prove that a similar “paradox” takes place when a more reliable search robot, when it stops upon detecting a target, has an expected efficiency lower than the expected efficiency of a less reliable robot. Search efficiency is measured by expected information needed for successfully finding the target. Finally, the essence of the “more-for-less” paradox in question is discussed.

ד"ר ישראל אלכסנדרון

המחלקה להנדסה ביו רפואית, אוניברסיטת בן גוריון בנגב

תקציר ההרצאה

סגסוגות עם זיכרון (Shape Memory Alloys) הן בעלות תכונה ייחודית של שחזור צורתן לאחר מעוות שנראה פלסטי על ידי חימום, כך שניתן לבנות מהן משפעלים המגיבים לטמפרטורה. הסגסוגת העדיפה כיום היא ניטינול (Nitinol), המפעילה כוח רב יחסית למשקלה, יכולה לתפקד בסביבה רטובה והיא ביו-קומפטבילית, כך שהיא מתאימה לשימושים רבים בתעשייה, בתעופה ובמיוחד בביו-רפואה.

יישום שלא זכה לתשומת לב רבה במחקר הוא משפעל זעיר בר השתלה מבוסס ניטינול. שימושים אפשריים הם מזרק מושתל אשר יזריק מנות מדודות של כימותרפיה ישירות לתוך רקמה נגועה, או של משכך כאבים לחוט השדרה. היתרון הוא בהיות ההזרקה ממוקדת ואינה מפוזרת בגוף כולו, ובכך ממוזערות תופעות הלואי. המשפעל מורכב מקפיץ ניטינול וקפיץ פלדה המחוברים במקביל לבוכנה של המזרק. חימום קפיץ הניטינול על ידי זרם חשמלי גורם לכיווצו, הבוכנה עולה ויונקת לגליל מזרק את נוזל התרופה ממיכל תת-עורי מושתל דרך שסתום חד כיווני. קירור הקפיץ על ידי סביבת הגוף גורם לתנועה הפוכה והנוזל מוזרק לגוף דרך שסתום חד כיווני נוסף. המערכת כוללת גם סוללה חשמלית ויחידת הפעלה חשמלית . הסוללה מוטענת תקופתית על ידי שדה חשמלי חיצוני, ומיכל התרופה ניתן למילוי על ידי הזרקה דרך העור.

במעבדה שלנו אנו חוקרים את תכונות הניטינול. פיתנו מערכת ניסוי ייחודית המאפשרת שליטה בו זמנית על שלושת הפרמטרים הקובעים את מצב קפיץ הניטינול, טמפרטורה, כוח והתארכות. את המודל שפתחנו לפעולת קפיץ הניטינול יישמנו להפעלת המזרק. בנינו אב-טיפוס ראשוני להוכחת היתכנות בגודל של 30X12 מ"מ. המערכת ניתנת למזעור נוסף.
המערכת אמורה לפעול בגוף החולה לאורך זמן ועליו יהיה לבוא לביקורת תקופתיות בלבד ולהטענת הסוללה ומיכל התרופה. בכך יש משום הפחתת העומס על המרכזים הרפואיים. יש בה גם שיפור איכות החיים של המטופל, במניעה של הזרקה חוזרת לוורידים של התרופה, על כל תופעות הלואי הכרוכות בכך. טכנולוגיה זו מאפשרת להשאיר את ההתקן בגוף גם בבדיקת MRI.