הנוסחה הסודית של שרון סטון
"המתמטיקה יכולה לפתור בעיות שאין להן פתרונות בדרכים אחרות ובכך למעשה לקדם את העולם", אומרת ד"ר אינה קוזלוב, ראש המחלקה לשעבר למדעי המחשב ב-H.I.T מכון טכנולוגי חולון .
ד"ר קוזלוב עלתה ארצה בגיל 25. היא למדה לתואר ראשון במתמטיקה עוד באוקראינה, ארץ הולדתה, ועשתה כאן, בטכניון, תארים שני, דוקטורט ופוסט דוקטורט. כיום היא מתמחה בבעיות של אותות עיבוד תמונה, תחום שהיא מדברת עליו בשמחה. "אנחנו למעשה חיים על-פי אותות, שאותם אנו קולטים באמצעות הסנסורים, החושים שלנו: ראייה, שמיעה ועוד, שמעבירים אותות למוח. החושים מאפשרים לנו לזהות מה שצריך ולתרגם את המידע לפעולה. למעשה, החושים יוצרים דחיסה של מידע, מכיוון שהחושים קולטים יותר מידע ממה שהמוח זקוק לו.
"העולם היום דורש את המתמטיקה, שיכולה לפרוץ את המחסום הזה של דחיסת אינפורמציה. איך להוציא אינפורמציה רלוונטית מבליל הנתונים הסובבים אותנו? כיצד לא לאבד את האינפורמציה החשובה? איך מבדילים בכלל, בין חשוב ללא חשוב, בין עיקר לטפל? מתברר ששיטות הנדסיות, כמה שיהיו טובות, אינן יכולות לפתור את הבעיות בצורה גנרית כלומר, כך שהפתרון יעבוד בכל סיטואציה. כדי להגיע לפתרון הגנרי, העולם זקוק למתמטיקה".
אז מה באמת עושים?
"בתחום הסנסורים מה שאנחנו עושים, זה למעשה ליצור מערכת דומה מלאכותית, כדי שיהיה אפשר להחליף את מערכת החושים האנושיים. העולם כולו צועד בבטחה לעבר האוטומיזציה, כשאת העבודה הידנית יחליפו מכונות, ושם נדרשת ההתמחות הזאת".
ד"ר קוזלוב מביאה דוגמאות משכנעות לטובת הסנסורים המלאכותיים. "למשל, בתחום הביטחון, מערכת כזאת של סנסורים מלאכותיים תסייע בזיהוי מחבל נושא חומר נפץ באמצעות מכונה, מבלי שזה חלילה יעלה בקורבנות אדם. סנסור כזה, בתוספת של מצלמה ותהליך אלגוריתמי מסוים, בהחלט יוכל לזהות מחבל מרחוק.
דוגמה נוספת שייכת לתחום הרפואה: בעזרת אותות עיבוד תמונה ניתן לבסס אבחנה רפואית, למשל, לזהות סרטן גרון לפי אותות אקוסטיים מבלי הצורך לבצע ביופסיה ולהסתכן בפגיעה במיתרי הקול וביכולת הדיבור של האדם. "גם כאן אנחנו מגייסים את השיטות המתמטיות המתקדמות ביותר כדי לפתור בעיה מעשית", מדגישה ד"ר קוזלוב.
באמצעות זיהוי דיבור (נכון, אותות עיבוד תמונה) ניתן לבסס בקרה דרך קול ולתת הוראות קוליות לרובוט, כך שיבין ויעשה את מה שמבוקש ממנו, מבלי שזה ישנה לו איזה קול מבטא את הפקודה.
היא עצמה, בנוסף להיותה מתמטיקאית מדופלמת, כבר עשתה את החיבור שלה בין התיאוריה לתעשייה. היא עבדה במשך שש שנים בטכניון בתחום האלקטרו-אופטיקה, "שם פתרתי הרבה בעיות קשות כמו לזהות רכבים על-פי חותמת אקוסטית. איך על-פי הצליל של המכונית אפשר לדעת האם מדובר ב'מאזדה' או ב'פורד'".
סרטים ישנים-חדשים
ועכשיו תשאלו מה בדיוק מהות הקשר המפתיע הזה, בין המדענית ד"ר קוזלוב לבין הכוכבת ההוליוודית גברת סטון. ובכן, יש קשר בין תחום אותות ועיבוד תמונה לבין שחזור ושיפוץ סרטים ישנים ושרוטים, למשל מתקופת מלחמת העולם השנייה, פרויקט שעליו שוקדים במכון. "מדובר בעבודה יקרה מאוד וארוכה מאוד, שיכולה להימשך חודשים ואף שנים לסרט אחד", מסבירה ד"ר קוזלוב, "כיום מקובל שאדם אחד, מיומן מאוד, יושב ומתקן את השריטות והפגמים ביד. במקום זאת אנחנו מפתחים טכנולוגיה שמאפשרת לזהות פגם בסרט ישן באופן אוטומטי ו'לנקות' אותו תוך שבריר שנייה".
נכון, גם קולנוע זה מתמטיקה, מפני שלמעשה כל נקודת צבע שרואים על המסך מכילה אינפורמציה במספרים, ומדובר באלפים רבים של מספרים. בסרט, בכל שנייה, עוברות על המסך 30 תמונות, ובכל תמונה כזאת יש עד 40 מיליון מספרים. אז תעשו לבד את החשבון.
יש אישיות מאחורי הבלונד
מתברר שלגברת הבלונדינית, שידועה לא רק במראה המצודד אלא גם ברמת המשכל הגבוהה שלה, יש עוד כמה עיסוקים מלבד משחק בסרטים. יחד עם מרטין סקורסזה ועוד מספר משוגעים לדבר, היא מחזיקה בחברה פרטית, ששמה לה למטרה לשמר את ההיסטוריה של הקולנוע, ובקיצור, לנסות ולשמר סרטים ישנים מכל העולם.
את ד"ר אינה קוזלוב פגשה הכוכבת סטון במסגרת מפגש שאורגן על ידי עיריית חולון, אליו הוזמנה סטון יחד עם נשים מובילות, תושבות העיר. כאשר קוזלוב סיפרה לסטון על העבודה שלה, סטון מיד הבינה את גודל ההישג. "היא ממש התלהבה ואמרה שהדבר הזה יסייע רבות בשימור ההיסטוריה של הקולנוע", מספרת ד"ר קוזלוב.
ההתלהבות הייתה הדדית בהחלט. המדענית החולונית התרשמה עמוקות מהכוכבת. "היא בן-אדם מקצועי, נחוש, רציני, דבקה במטרה. בהחלט רואים שיש אישיות חזקה מאחורי הבלונד".
אז איך מעבדים כזאת כמות עצומה של מידע? איך יודעים לזהות מבין בליל המספרים האלה מהו פגם ומהי תנועה נכונה? ד"ר קוזלוב חושבת שזה מאוד פשוט, וגם אתם, אם תלמדו אלגברה ליניארית, אנאליזה הרמונית, תורת הקירובים ושיטות סטטיסיות, תחשבו כמוה.
כל אלה הם חלק מתוכנית הלימודים של תחום המתמטיקה השימושית-תעשייתית, "שכן המטרה של המתמטיקה התעשייתית, היא לגשר ולחבר בין התיאוריה המתמטית לבין היישומים בשטח", מסבירה ד"ר קוזלוב. "הרי באוניברסיטאות אין חיבור מעשי בין התיאוריה לשטח, ואנחנו פשוט מחוברים למציאות".
כדוגמה לכך היא מביאה את ההתמחות השנייה בלימודי המתמטיקה השימושית, ביו-מתמטיקה, "תחום עם הרבה עתיד, שהוא שימושי מאוד כבר היום, כשאנחנו כל כך קרובים לפיצוח הקודים של הגנים".
זיהוי חתימת אצבע
בשנה הראשונה של לימודי המתמטיקה השימושית ב-H.I.T מכון טכנולוגי חולון, לומדים פחות או יותר, מה שלומדים בכל פקולטה למתמטיקה קלאסית בנוסף לומדים גם שיטות מתמטיות מתקדמות שמשתמשים בהן ביישומים תעשייתיים. כן, סטודנטים כבר בשנה א' יודעים היכן אפשר לממש את הידע התיאורטי שרכשו הלכה למעשה.
במסגרת הייעוד הזה, הסטודנטים יוצרים קשר עם תעשיות ביטחוניות, בתי חולים וחברות כדוגמת מע"צ, "שם אנחנו יכולים לסייע לה לזהות פגמים בכבישים, לחשב עומסי תנועה ועוד".
אחת לשנה המחלקה למתמטיקה שימושית במכון הטכנולוגי בחולון מארגנת כנס בין לאומי. אחד המוזמנים החשובים שביקרו במכון במסגרת הכנס האחרון היה, פרופ' רונלד קויפמן מארה"ב, שזכה במדליית ארה"ב על פיתוח אלגוריתם לזיהוי חתימות אצבע.
גם ד"ר קוזלוב עצמה הינה אורחת מבוקשת בכנסים ובחברות מובילות בעולם. כך, למשל, לפני כשנה הוזמנה למטה "מייקרוסופט" בסיאטל, ארה"ב, כדי לשאת הרצאה על זיהוי לוגואים. בזכות הישגיה ומעמדה המדעי בעולם היא גם יוצרת שיתופי פעולה בין המכון הטכנולוגי לבין אוניברסיטאות בחו"ל, כמו, למשל, אוניברסיטת אטלנטה, ג'ורג'יה.
שוויון בין המינים
ד"ר קוזלוב, בעלת ותק בטכניון בחיפה, בהחלט מצאה בית מדעי במכון הטכנולוגי בחולון. "חשוב לי להדגיש שהמכון מאוד מעודד נשים", היא אומרת, "בניגוד למקומות אחרים בתחומי המתמטיקה, אצלנו הבנות לא פחות טובות מהבנים ולא נופלות מהם במאומה". ויש לה לכך הוכחה אמיתית בבית. ד"ר קוזלוב, אם חד-הורית לשתי בנות, מגדלת בביתה את דור המתמטיקאים הבא. בתה הבכורה, ריטה בת ה-13 זכתה בשנה שעברה במקום השני באולימפיאדת המתמטיקה הארצית לנוער. בהחלט, הישג שיש להתגאות בו.
