רואה רחוק, רואה צלול

כיצד בחרת את המקום לפוסט דוקטורט? טרייביץ: "לפקולטה להנדסת חשמל בטכניון, הגיעה הפרופסור ליהי צלניק מנור, אז חוקרת חדשה שחזרה מפוסט דוקטורט והפרופסור שכנר הציע לי להתייעץ עמה. היא עדכנה אותי שבאוניברסיטת סן דייגו מחפשים פוסט דוקטורנט למחקר בראייה ממוחשבת תת-ימית. נסעתי לשם להתראיין והתחלתי שם את הפוסט דוקטורט, תוך שאני מוותרת על הצעה באוניברסיטת MIT שנחשבת למוסד אקדמי יוקרתי, אבל לא היו שם מחקרים בנושאים תת-ימיים שבהם רציתי להתעסק. "ידעתי שיש חשיבות למוסד בו אעשה את הפוסט דוקטורט, אבל היה לי חשוב לעסוק במחקר שמעניין אותי אם כי לא ידעתי לאן זה יוביל. התייעצתי עם לא מעט פרופסורים טרם הנסיעה, ואחד מהם אמר לי: 'את בחורה חכמה, מדוע את מתעסקת בנושא אזוטרי כמו הים, תעשי פוסט דוקטורט בראייה ממוחשבת שלא ממוקד בים, כדי שתוכלי לעבוד על דברים רחבים יותר'. הלכתי בניגוד לעצה הזאת ואני שמחה על כך". מה ייחד את עבודת המחקר שלך בפוסט דוקטורט? טרייביץ: "הפוסט דוקטורט שלי בסן דייגו נמשך כמעט ארבע שנים בין 2010 ל-2013 והתנהל בשתי מעבדות. אחת, המעבדה של מדעי המחשב והנדסה בסן דייגו, והשנייה במכון אוקיינוגרפי בסאן דייגו שנקרא: Scripps- Institution of Oceanography, מכון מוביל, פורץ דרך ומפורסם מאוד שכל מי שמתעסק במדעי הים מכיר אותו והוא שייך לאוניברסיטת סן דייגו. לא הכרתי את המכון כי הגעתי מהנדסת חשמל ולא ממדעי הים, אבל בפרויקט במדעי המחשב שהצטרפתי אליו שהיה למעשה בשיתוף המכון האוקיינוגרפי, נחשפתי יותר למה שקורה שם. למחקר אוקיינוגרפי, לפיתוח טכנולוגיות ימיות, לשיתוף פעולה עם ביולוגים ימיים. "זאת לעומת העיסוק המחקרי הקודם לזה, שהיה באלגוריתמים בהנדסת חשמל. הבנתי שאם אני רוצה להיות חברת סגל בסיום הפוסט דוקטורט זה יהיה בתחום שמתמקד בים ולא בראייה ממוחשבת כללית. לאחר שנה התחלתי לעבוד שם בחצי משרה במעבדה שמתעסקת בראיית מים ממוחשבת underwater Imaging בהנחיית הפרופסור ז'ול יפה (Jules Jaffe). עבדתי כפוסט דוקטורנטית בחצי משרה בשתי המעבדות".

מיקרוסקופ תת-ימי

ספרי על המיקרוסקופ התת-ימי שבנית. טרייביץ: "בשנה האחרונה שלי בפוסט דוקטורט, בניתי בשיתוף פעולה עם חברי המעבדה בה הייתי מיקרוסקופ תת-ימי לצילום של עצמים שקשורים לקרקע, כגון אלמוגים ואצות שלא זזים בים. החדשנות במיקרוסקופ הייתה שניתן היה לעשות צילום מיקרוסקופי בתוך המים, בלי להוציא את האורגניזמים מהסביבה הטבעית שלהם. זה פרויקט שלא הפך למוצר, כי יש צורך במודל עסקי. כרגע הוא נמצא בשימוש מדעי לטובת מחקר. באוניברסיטת סן דייגו לא אישרו את רישום הפיתוח כפטנט. אני חושבת שהאוניברסיטאות בארץ יותר ממוקדות מסחור מהאוניברסיטאות בחו"ל. "אני מקווה שהמיקרוסקופ התת-ימי הזה יהיה כלי מדעי שמשתמשים בו יותר, לאו-דווקא מוצר מסחרי. הוא ברמה של אב טיפוס שנדרש לו מהנדס שיפעיל אותו, נדרשת עבודה נוספת כדי שהוא יהפוך למוצר מדף, כך שכרגע אנחנו עושים באמצעותו מחקרים בשיתופי פעולה. לפני מספר שבועות נתבשרנו שהתקבלנו להפלגה מדעית בינלאומית. המטרה של ההפלגה היא להפעיל את המיקרוסקופ בעומק של 2,000 מ' כדי לראות שם את הצורות של השיקועים (סדימנטים) במסגרת מחקר גאולוגי. זה דבר שטרם עשו עם המיקרוסקופ. עד כה הפעלנו אותו בצלילה ואנו עובדים כיום על הפיתוח שלו כדי שנוכל לחבר אותו לרובוט, כלי נשלט מרחוק שיוכל לרדת ולצלם צילום מיקרוסקופי בעומק של 2,000 מ'".

כיצד הגעת למעמדך היום, כחברת סגל בחוג לטכנולוגיות ימיות בבית הספר למדעי הים באוניברסיטת חיפה? טרייביץ: "כשהתחלתי לחפש משרה אקדמית בארץ, בית הספר למדעי הים באוניברסיטת חיפה כבר היה קיים אבל ללא המחלקה של טכנולוגיות ימיות, אלא רק עם מחלקות של ביולוגיה ימית, מדעים גיאו-ימיים וציוויליזציות ימיות. הרציתי ונפגשתי בהמון מקומות בארץ, כי מה שעשיתי אז מבחינה מחקרית, לא ממש התאים לאף תחום חקר. אנשים התלהבו מאוד ממה שאני עושה, אבל לא היה ברור למה אני בדיוק מתאימה. קיבלתי הצעה להצטרף כחברת סגל לפקולטה להנדסת חשמל באוניברסיטת בן-גוריון, היחידים אז שהיה להם מחקר על פיתוח רובוט תת-ימי בארץ. "באחד הביקורים בארץ, הגעתי לבית הספר למדעי הים באוניברסיטת חיפה, נפגשתי גם עם הפרופסור צבי בן-אברהם, שהקים את בית הספר למדעי הים ועמד בראשו וגם עם הפרופסור דני צ'רנוב שהיה אז ראש המחלקה לביולוגיה ימית. לאחר כשלושה חודשים ממועד המפגש קיבלתי טלפון לסן דייגו בו התבשרתי שהוחלט על הקמת המחלקה לטכנולוגיות ימיות. עד אז המחקר הימי היה בעיקר על-ידי צלילות, אבל בצלילה את מוגבלת מאוד לאזור הרדוד. המחקר הימי בארץ הלך והתפתח והייתה חסרה הטכנולוגיה המתאימה למחקר. בכל המכונים האוקיינוגרפים בעולם ישנם כלים תת-ימיים, רובוטים תת-ימיים או כלים נשלטים מרחוק ובארץ הכלים הללו היו חסרים. בבית הספר למדעי הים של אוניברסיטת חיפה החליטו בחוכמה, יש לומר, להפוך זאת לחוג אקדמי בפני עצמו". הד"ר טרייביץ וראש החוג של טכנולוגיות ימיות ע"ש האטר, הפרופסור מורל גרופר, היו הראשונים להתקבל לחוג ובעצם חנכו אותו. טרייביץ החלה לשמש כמרצה, חוקרת וחברת סגל בחוג בסוף 2014. ד"ר איציק מקובסקי, שהוא חבר סגל בחוג למדעים גיאו-ימיים וגם בחוג לטכנולוגיות ימיות, היה מאלו שדחפו להקמת החוג, מדגישה טרייביץ, ואף סייע לגייס תרומה גדולה שסייעה להקמת המרכז ורכישת המחקר. זמן לא רב לאחר מכן הצטרף לחוג גם הד"ר רועי דיאמנט.

ראייה ממוחשבת תת-ימית

ספרי על הרקע לפיתוח המחקר בראייה ממוחשבת תת-ימית? טרייביץ: "לאנשים יש גישה מוגבלת מאוד למים. צלילה ספורטיבית, למשל, היא עד 30 מ', יש צלילות טכניות ל-60 מ' וצוללי האקסטרים צוללים גם עד 100-80 מטר אבל בזמן מוגבל. אלו עדיין סוגי עומק רדודים והים ברובו הוא בעומק רב הרבה יותר, כך שאין לנו גישה ישירה לרוב רובו של האוקיינוס. מצד שני, לים יש השפעה רחבה מאוד על הציוויליזציה בכל הקשור לדגים, לחלבונים, לביוטכנולוגיה, לגז ולנפט, ורובו לא נחקר כי מדובר באתגר מורכב ביותר. נוהגים להשוות את חקר הים לחקר החלל, אבל בחקר החלל האנושות השקיעה פי 150 לערך, לעומת חקר הים. "כדי להתמודד עם אתגרי עומק הים שולחים רובוטים וכלים מאוישים ולא-מאוישים שנשלטים מרחוק. את שולחת מכונה ובסופו של דבר המצלמות שמותקנות עליה, משמשות כעיניים שלך בתוך המים. אבל בים לא רואים טוב, ישנה עכירות, המים מנחיתים את האור ומפזרים אותו וכל ההפרעות הללו תלויות גם בצבע. בגלל שיש בים חומרים אורגניים כגון אצות, חלקיקים וגם חול, הם הופכים את המים לעכורים. בתמונות התת-ימיות מסתתר מידע, ומה שאני עושה הוא לחפור החוצה את המידע שמתחבא בתמונות שאנחנו מצלמים. המטרה הסופית היא לשחזר את הסצנות, כאילו לא היו מים בין המצלמה לעצם המצולם. אנחנו עושים זאת באמצעות פיתוח אלגוריתמים מוחשיים לתמונות תת-ימיות שנעזרות במאגר הידע של תחום הראייה הממוחשבת". לטובת שחזור הסצנה, כלומר סצנה ללא מים בין העצם המצולם למצלמה, טרייביץ וצוותה מנתחים את מודל יצירת התמונה הפיזיקלי. כלומר, מה קרה לאור בזמן שהוא התקדם ממקור האור אל העצם ובחזרה למצלמה. טרייביץ מסבירה: "בדרך הוא נבלע ומתפזר, מה שתלוי גם במרחק שהוא עובר וגם ברמת העכירות של המים. אנחנו מסתכלים על התהליך הפיסיקלי הזה ומנסים לשחזר".

הגדלת טווח ראות

באילו פרמטרים חשובים נוספים אתם מתמקדים לטובת קבלת תמונה תת-ימית מהימנה? טרייביץ: "המים מעוותים גם את צבעי העצמים, ולכן הרבה אלגוריתמים שאנחנו מפתחים מתרכזים בשחזור הצבעים, אבל כרגע אנחנו מתמקדים בהגדלת טווח הראות. כלומר, לא רק לשמור על הצבעים המקוריים של העצם המצולם, אלא גם לראות רחוק יותר באמצעות המצלמות התת-ימיות. החשיבות היא עצומה, כי כיום טווח הראות של מצלמות אופטיות הוא קצר, אך אין שום חיישן אחר שיכול לתת לך את המידע שמצלמות נותנות. משתמשים לא מעט בחיישנים אקוסטיים כגון גשושי-הד (סונרים), שנותנים מידע רחוק מאוד, אבל זה לא מידע שמצלמה יכולה לתת. דמייני תמונת דימות על-שמעי, אולטרה סאונד, מול תמונה אמיתית, למשל. אנחנו לא מקבלים לא את כושר ההפרדה (הרזולוציה), ולא את הפרטים והצבע של תמונות אופטיות שצריך אותן לזיהוי של כל מיני דברים. "מעל המים ניתן להשתמש בסוגים שונים של מצלמות תרמיות, אבל מתחת למים זה לא יעיל, כי המים 'בולעים' את המצלמות הללו מהר מאוד, כך שצריך להשתמש בחיישן אחר שיכול לתת את המידע שאנו מחפשים. כרגע טווח הראות הוא מספר מטרים וזה הופך את המצלמות לפחות שימושיות, שכן את לא רואה רחוק ולא הרבה. צריך להתקרב מאוד לעצם. כאשר מדובר ברובוט הוא צריך להתקרב מאוד לסצנה ואם רוצים למפות שטח כלשהו נדרש זמן רב, בגלל הצורך להתקרב". אז מה היא בעצם מטרת פיתוחי המחקר בצילום תת-ימי? טרייביץ: "המטרה שלנו היא להצליח לראות רחוק יותר בעזרת מצלמות אופטיות, ואז פעולת הצילום התת-ימי הופכת יעילה יותר ומהירה יותר. ניתן למפות יותר שטחים, כי בתמונה אחת ניתן לראות רחוק יותר. באופן זה, ניתן למעשה, ליישם המון יישומים. ישומונים, כגון, ישומונים ביטחוניים, ישומונים של עבודות תת-ימיות. לדוגמה, אם מניחים צנרת נפט או גז, צריך לעשות בקרת איכות לוודא שהצנרת תקינה. יש היום דגש עולמי על פיתוח בים, אבל צריך לעשות את זה נכון. אם זה למשל, בכל הקשור להתפלת מים, או גידול חוות דגים בים. כרגע כל הפעולות מורכבות יותר והעלויות הן גם גבוהות יותר בשל הקושי לראות".

בשיתוף עם "כרמל", היחידה העסקית של אוניברסיטת חיפה, הקים בינואר 2019 החוג לטכנולוגיות ימיות יחד עם סטודנטים מהמעבדה של טרייביץ חברת הזנק למסחור הפיתוח המחקרי, שנקראת SEAERRA (שילוב מילים של ים ואדמה). המטרה, לדברי טרייביץ, היא לפתח את כל הטכנולוגיות החדשות הללו לכדי מוצר שיהיה יישומי למגוון תחומים. מה היעדים למימוש באמצעות חברת ההזנק שהקמתם? טרייביץ: "ראינו שהאלגוריתמים שפיתחנו חדשניים, ובמקביל אין מוצרים עם היכולת הנדרשת בשוק והייתי ממש מתוסכלת מכך. מתוך ההכרות עם העולם האופטי, מצאנו שאין מצלמות כאלה בשוק ושאנחנו יכולים לייצר מצלמה עם אלגוריתמים שמשפרים את התמונות. יש לנו השקעת סיד ראשונה מחברה של קרן השקעות שנקראת כרמל אינוביישנס, קרן שהוקמה על-ידי היחידה העסקית של אוניברסיטת חיפה בשיתוף עם משקיעים חיצוניים, כדי לעזור במימון חברות הזנק שקמות מתוך האוניברסיטה. בעזרת ההשקעה הראשונית הזאת, יהיה לנו בעוד מספר חודשים אב טיפוס שנוכל להתחיל לעשות אתו הדגמות. המטרה היא ליצור מוצר שעובד בזמן אמת וניתן למכור. אנחנו מחפשים השקעות נוספות ושיתופי פעולה עם גורמים מסחריים. "יש לנו כבר מגעים עם חוות דגים, ועם כל מיני חברות שמציעות ישומונים לניטור ובקרה וגם חברות עם ישומונים ביטחוניים. המעניין הוא שלפיתוחים שלנו יש שוק שלא עלה בדעתנו - התחום של בריכות שחייה, שגם שם יש כל מיני בעיות וצרכים שאנחנו יכולים לתת להם מענה. יש לנו גם מגעים עם עולם הסלולר. יש כבר אפשרות לצלול עם מכשירי פלאפון. תחשבי שתהיה לך אפשרות לצלול עם הפלאפון ובזמן אמת לראות טוב יותר ורחוק יותר, ואולי אף למצוא משהו שנעלם לך. באופן כללי, הטכנולוגיה שלנו נוגעת לכל סוג של מצלמה שיורדים איתה למים". במקביל לחיפוש שותפים נוספים, יש גם כאלה שמגיעים ביוזמתם למעבדתה של טרייביץ. המעבדה שלה, היא מציינת, היא מעבדה בעלת הכרה עולמית ואחת המעבדות היחידות בעולם שממוקדת בראייה ממוחשבת תת-ימית, טרייביץ מרצה בכנסים בארץ ובחו"ל, וכך נוצרו מגעים לשיתופי פעולה מסחריים גם עם חברה בחו"ל, אבל אין עדיין הסכמים חתומים, כך שהיא אינה יכולה לציין שמות. על איזה פרויקט חדשני אתם עובדים בימים אלה? טרייביץ: "יש לנו במעבדה את הרובוט המחקרי שאנו מפרקים אותו, כדי להוסיף לו מצלמות ואלגוריתמים, והוא משמש לסקרים ולמחקר. על הרובוט הקטן אנו עושים מחקרים ברובוטיקה. אחד הפרויקטים שאנו עובדים עליו, בשיתוף פעולה עם ראש החוג הפרופסור גרופר, הוא לתת לרובוט יכולת ניווט חזותית מתקדמת באזורים מורכבים, בעזרת האלגוריתמים שאנו מפתחים. זהו אחד הפרויקטים החדשניים שאנו עושים עם יכולת ניווט חזותית שלא קיימת בעולם. תחשבי שאת רוצה לשלוח רובוט כדי למפות אזור שאת לא מכירה בים. הוא פשוט לא רואה טוב, ועלול להיתקל בקירות ובסלעים. בגלל שהוא לא רואה טוב, אנחנו לוקחים טווחי ביטחון גדולים ומשתמשים בחיישנים, ולא נותנים לו להתקרב יותר מדי. אבל כדי לצלם תמונות איכותיות צריך להתקרב. לדוגמה, אם את רוצה למפות ספינה טבועה או ריף אלמוגים מורכב, הרובוטים הקיימים לא יכולים להתקרב מאוד כי הם פשוט ייתקעו. הפיתוח שלנו כיום הוא מצלמה שתשב על הרובוט ותסתכל קדימה, ובעזרת האלגוריתמים שלנו תראה טוב יותר ותאפשר ניווט מדויק יותר כדי להתקרב ולמפות את העצם באופן יעיל. כך אנו מעניקים לרובוט יותר חוכמה ויותר אוטונומיה".

טרייביץ מספרת כי יצאה לחופשת לידה כאשר המעבדה שהקימה עם הגעתה לאוניברסיטת חיפה, כבר תפקדה. עיקר חששה היה לצאת לחופשת לידה ולהשאיר סטודנטים ומהנדסים שימשיכו לעבוד על המחקר, ללא הנחייתה בפועל. כדי להפיג את החשש, שוחחה טרייביץ עם חברות סגל וקולגות שהתמודדו אף הם עם דילמה דומה, ספרו לה על ההתמודדות שלהם ונתנו לה עצות שסייעו לה. החשש הסתבר כמיותר כשטרייביץ נוכחה לדעת כי הסטודנטים והמהנדסים במעבדה שלה, לקחו את האחריות לידיים בהעדרה. מי שימש עבורך מודל השראה? טרייביץ: "אחת הנשים שעזרו לי בהתמודדות ושימשה לי מודל לחיקוי היא הפרופסור איילת טל מהטכניון. אני מבקרת מדי פעם בטכניון לטובת הרצאות והנחיית פרויקטים, ובין היתר אני שומרת על קשר עם איילת שהיא מהתחום שלי במקור, ואנחנו נפגשות גם בכנסים. בבית הספר למדעי הים באוניברסיטת חיפה יש הרבה נשים, עובדה משמחת מאוד. לעומת זאת למשל, שיעור הנשים כל כך נמוך בפקולטה להנדסת חשמל בטכניון. "אני זוכרת שבתקופת הדוקטורט התקיים חבר-דיון נשים בתל אביב לדוקטורנטיות והתלבטתי האם ללכת ומה יוכל האירוע הזה לתרום לי, הרי אני כבר דוקטורנטית. הלכתי וזה עזר. זה חשוב ביותר בעיני לקבל עצות מנשים בתחום ולא רק מנשים, גם מגברים. יש התמודדויות שמוטב לקבל עצות לגביהן דווקא מגברים. למשל, גברים בהכללה, דוחפים את עצמם קדימה חזק יותר, ולכן מצאתי שזה יעיל להתייעץ עם גברים בשלבים של חיפוש משרה בסיום הפוסט דוקטורט. אני והמנחה שלי לדוקטורט, היחידים שעוסקים במחקר ראייה תת-ימית ממוחשבת בארץ. אצלי במעבדה יש איזון בין שיעור הנשים והגברים ויש אפילו יתרון קל לנשים מהנדסות בצורה לא מודעת. זה לא נתון מובן מאליו. כך שהמעבדה שלי לא מייצגת את הסטטיסטיקות". מה החלום המדעי והאישי שלך? טרייביץ: "החלום הגדול הוא שהאלגוריתמים שאנחנו מפתחים יהיו בכל מצלמה תת-ימית בעולם. יש לנו כמובן פטנטים על האלגוריתמים האלו, בחלקם, פטנטים בתהליך. ברמה האישית, המסלול האקדמי יוביל אותי בסוף למעמד של פרופסורית, כמובן. אפשר לומר שהמעבדה שלי כיום היא חלום שהתגשם. כשעוד הייתי בפוסט דוקטורט וחלמתי על מעבדה שמתעסקת בראייה ממוחשבת תת-ימית, עם מצלמות תת-ימיות ורובוטים תת-ימיים, בחוג שכלל עדיין לא היה באקדמיה, דמיינתי איך אני רוצה שהקריירה האקדמית שלי תראה ודמיינתי כזאת מעבדה בדיוק. כמובן שאני אשמח שהיא תגדל ויהיו לנו יותר רובוטים. ליבת הרעיון הוגשמה, מה שבעצם דמיינתי כשהייתי רצה בטיילת ליד הים בתקופת הפוסט דוקטורט. ברמה האקדמית והמסחרית, הצעדים הבאים הם באמת שהטכנולוגיות שאנחנו מפתחים יהיו בשימוש בכל העולם ויועילו לכל מה שמתרחש בים. "יש ספר שקראתי של שריל סנדברג - LENN IN. חשוב שנשים יקראו על תפישות סוציולוגיות לגבי נשים ויהיו מודעות להן. בתחילת דרכי האקדמית זלזלתי בכך, כי אמרתי - אני כבר מהנדסת אז מה כבר יש לתפישות הללו לתרום לי? אבל דווקא עכשיו זה חשוב לי, גם כשאני משמשת דוגמה לסטודנטיות שלי. נתקלים בתפישות התרבותיות של החברה כלפי נשים, בעיקר בעמדות בכירות, והספר הזה עזר לי להיות מודעת לתפישות האלו ולדעת להתמודד עימן טוב יותר".