פרופ' יוסי שחם־דיאמנד / צילום: אלון גלבוע
פרופ' יוסי שחם־דיאמנד, ראש המכון לביולוגיה סינתטית באוניברסיטת רייכמן, פותח את הבוקר בלהגיד שלום לצמחים שבמעבדה שלו. "אני יכול לשאול את הצמח מה שלומך? איך ישנת? אתה צמא? מישהו הציק לך?", הוא מספר בראיון לגלובס. והוא עושה זאת באמצעות שבבי חישה המשלבים בין חומרים חומרים כימיים, נוגדנים או אפילו תאים חיים.
● השעון שלא טועה: הפער המסוכן בין גיל ביולוגי לגיל כרנולוגי
● המחקר שיוכל להזקין את המוח שלכם במעבדה - ולחזות את המחלות שתפגשו בעתיד
השבבים הללו הם למעשה מעבדות זעירות עם המוני חיישנים פזורים על פני שטח קטן. הם יכולים לבחון לא רק צמחים, אלא גם מה קורה בגוף, מה קורה במוח, מה קורה במי השתייה שלנו, אפילו בשדה הקרב. "אם נביא בחשבון אפילו רק את תחום החיישנים הלבישים לרפואה, הוא לבדו מגלגל כ־20 מיליארד דולר", מבהיר שחם־דיאמנד את הפוטנציאל שטמון בהם. "גלאי סוכרת הם מיקרו־חיישנים בדיוק כמו אלה שאנחנו מתמחים בהם, וזה שוק שמגלגל כ־7־8 מיליארד ואנשים עונדים אותם כמו סמל סטטוס".
לאחרונה קיבל שחם־דיאמנד פרס "מוביל תעשייה גלובלי" במסגרת ChipEx 2026 - כנס הדגל השנתי של תעשיית השבבים וה־AI בישראל. מדובר באחד הפרסים היוקרתיים בתחום, המוענק למובילי התעשייה בעולם. בין זוכי העבר פרופ' אנדרו ויטרבי, ממייסדי קוואלקום, וד"ר הנרי סמואלי, ממייסדי ברודקום.
הפרס ניתן לו על "חזונו ומנהיגותו שעיצבו מחדש את תעשיית המוליכים למחצה", כפי שנכתב בנימוקי השופטים, אבל הגיוון בתחומי פעילותו גדול כל כך, עד שהוא עצמו לא לגמרי בטוח מה בדיוק הוביל לזכייה.
"יש הרבה אנשים אדירים בתחום שלנו, ובאמת שאלתי - למה אני?", הוא מצטנע. "זה כנראה בגלל השותפות שלי בפיתוח זיכרון נדיף לכתיבה במסגרת חברת צורן. או אולי הפיתוח שבו הייתי מעורב בתקופה שלי באוניברסיטת קורנל, יחד עם רבים אחרים, של שיטת תקשורת בין טרנזיסטורים על שבב, שהיום מיושמת כמעט בכל תעשיית המחשבים, ולמשל מהווה כ־20% מהביזנס של חברת אפלייד מטריאלס. הייתי גם בוועדה שהקימה המדינה סביב כניסת אינטל לישראל, ואחד הסעיפים בהחלטה לאשר את ההטבות שלה היה שהחברה תשקיע בחינוך ובאקדמיה בישראל. ואולי זה בגלל שפתחתי לתעשיית השבבים את התיאבון לתחום הביולוגיה. הם הבינו שזה יכול להיות שוק עצום".
"החזון: להקים פארק מחקרי, מעין MIT קטן"
בזה הוא ממוקד היום, כמנהל מכון Scojen לביולוגיה סינתטית באוניברסיטת רייכמן, שהושק ב־2023. הוא הצטרף אליו אחרי פרישתו מהפקולטה להנדסת חשמל באוניברסיטת תל אביב, ומבחינתו הוא נמצא במשימה: להפוך את ישראל למעצמת שבבים ביולוגיים.
לשבבים הביולוגיים שעובדים עליהם במכון יישומים רבים - מרפואה ועד ביו־דיפנס, אבל הבייבי של שחם־דיאמנד הוא חישת הצומח. העיסוק שלו בזה הוביל אותו ליצירת קשרים חזקים עם ממשלת הודו, לצורך תכנון ביטחון המזון. "החקלאים בהודו משקים את הצמחים המון, בגלל מבנה הסובסידיות לחקלאות שם שהופך את המים לכמעט חינמיים עבורם", הוא מספר. "כמו חקלאים אחרים בעולם, הם משתמשים בהמון דשן ובהמון חומרי הדברה, והמשמעות היא בזבוז וגם זיהום. יש כבר מקומות, אפילו בארה"ב, שבהם המים לא ראויים לשתייה בגלל הפרקטיקות האלה. אז אנחנו יכולים לתת לחקלאים תמונת מצב של הצורך המדויק של הצמח.
"ממשלות מעוניינות באיסוף כל המידע הזה לדשבורד 'מצב המזון במדינה'. היום זו נקודת עיוורון משמעותית. גם לחברות הביטוח החקלאי זה מאוד חשוב, כדי לצפות ולתמחר אתגרי מזג אוויר בחקלאות. בגלל שינויי האקלים הולך ונהיה קשה יותר לצפות מזג אוויר של עונה קדימה".
אפילו באמצעות AI?
"אומרים 'בינה מלאכותית', אבל אם העבר אינו כמו העתיד, אי אפשר להשתמש במידע מהעבר כדי לנבא אותו וצריך את המידע העדכני".
זה אחד העקרונות של שחם־דיאמנד לגבי בינה מלאכותית באופן כללי. "בינה מלאכותית חייבת להתבסס על מידע רב, מדויק ועדכני, אחרת שום מודל, טוב ככל שיהיה, לא ייתן תועלת", הוא אומר. לכן ככל שחשיבותה של הבינה המלאכותית עולה, כך עולה גם חשיבותם של הביו־שבבים. "בסוף סם אלטמן הוא זה שיעשה מזה כסף? זה בסדר, אבל לפחות שיקבל את ההחלטות הנכונות".
שחם־דיאמנד עצמו לא הקים חברה על בסיס היכולות האלה, אך כלתו, שלי ארונוב, בוגרת סטנפורד ויזמת סדרתית בקליפורניה, כן עשתה זאת. "היא שמעה בארוחת שישי על הפיתוחים שלנו בתחום חישת הצמחים והקימה בקליפורניה את חברת InnerPlant, שמייצרת פתרונות בינה מלאכותית לחקלאות".
גם במכון Scojen נראה שאינכם מתכוונים להישאר רק באקדמיה.
"החזון הוא להקים פארק מחקרי ותעשייתי סביב המרכז, מעין MIT קטן בהרצליה, והעירייה מאוד מתעניינת בזה. המטרה היא למשוך אלינו חברות בתחום וגם להקים חברות. יש לנו כמה חברות בשלבי הקמה, שעוד לא ניתן לדבר עליהן".
"בגרמניה כבר משתמשים בטכנולוגיה שלנו"
תן לי דוגמאות ליישומים שאתם עובדים עליהם במכון.
"למשל, לד"ר אורן מוסקוביץ', שמפתח שיטות חדשות לגילוי ולטיפול במחלות שונות על בסיס נוגדנים וטיפולים מונחים נגד מולקולות סוכר ייחודיות על גבי תאים אנושיים, אני מספק שבבים שעוזרים לו להבין מה קורה בתוך התא.
"בתחום הביו־דיפנס (הגנה מפני מתקפות ביולוגיות) המטרה היא לפתח שבב שמייצג 'גוף אדם חי'. כאשר שמים אותו בתוך מים, הוא יכול להתריע אם יש בהם משהו שפוגע בתהליכי חיים.
"האמריקאים באפגניסטן ובעיראק חששו מאוד מהרעלת מקורות שתייה, כי במדבר הם כל כך מעטים ורגישים. בפועל, לא רק הרעלה מכוונת אלא גם התפשטות של מגפות או דליפות מתעשייה יכולים להפוך את המים למסוכנים. בגרמניה, כבר משתמשים בטכנולוגיה שלנו כדי לנטר נהרות. המוצרים הללו לא מאוגדים כחברה, וזה אולי כישלון שלנו, אבל התרומה של הטכנולוגיה שלנו כיישום אמיתי היא עדיין מקור לגאווה".
יישום נוסף ששחם־דיאמנד מזכיר הוא תחליף ל־MRI שיכול לעזור בטיפול בחיילים פצועים בשטח. "ד"ר ליאת רחמים־בן נביא ופרופ' אופיר זמירה מהלל יפה משתמשים בחיישנים מגנטיים, שאמורים למפות פגיעות במערכת העצבים הפריפריאלית. אנחנו מפתחים מערכת כדי לאבחן פציעות בשטח, שתוכל לשמש את מערכת הביטחון, כדי לאפיין את המיקום והיקף הפגיעה העצבית, ולמשל לכוון חובש, כך שיידע היכן לקטוע יד כדי לא לפגוע בעצב".
הצעד הבא אולי יהיה חיבור ישיר בין המוח למחשב, הכיוון אליו פונות חברות כמו נוירולוגיק של אילון מאסק ומתחרותיה. שחם־דיאמנד מסוקרן לגבי האופן שבו רעיון כזה יכול לעזור דווקא למחשב.
"בינה מלאכותית תהפוך בקרוב יקרה בצורה מחרידה. צריך מתישהו להחזיר את ההשקעה שהייתה בה. אנחנו שואפים לבינה מלאכותית יותר זולה, יותר זמינה. איך? היום כולם עושים בינה מלאכותית על סיליקון שמחכה נוירונים. למה לא לעשות את זה עם נוירונים בעצמם? אולי מעין מוחון קטן? אולי הרבה מוחות מחוברים? אולי עם חיבור למוח האנושי? זו השאלה שכולנו שואלים".
אגף נוסף במכון, שאינו קשור דווקא לשבבים עוסק ביכולתם של חיידקים לייצר מגוון עצום של חומרים אם מתכנתים אותם גנטית לשם כך. על הכוונת: נפט. "הרי הנפט הוא בעצם חומר אורגני שעבר תהליכי עיבוד לאורך 100 מיליון שנה. למה לחכות? בואו נגרום לחיידקים לייצר נפט עכשיו".
"אמרו לי שסיליקון זה פאסה"
שחם־דיאמנד החל את דרכו בתעשיית השבבים המקומית כשהיה דוקטורנט להנדסת חשמל בטכניון, בסוף שנות ה־70 ותחילת ה־80. הוא עבד אז עם אינטל, כשעוד הייתה חברה קטנה בישראל. לאחר מכן המשיך לפוסט־דוקטורט בברקלי, ושם קיבל את אחת ההחלטות החשובות שלו - להתמקד בשבבי סיליקון - החלטה לא פופולרית בזמנו.
"אמרו לי שסיליקון זה פאסה, ובאמת יש לו לכאורה פרמטרים פחות מוצלחים ממוליכים־למחצה אחרים, אך אני הערכתי את המנחה שלי והאמנתי שהתחום הזה הולך להיות מעניין. בסוף, מה שתופס הוא מה שהשוק רוצה ולא מה שהפרופסורים רוצים, ואת שבבי הסיליקון אפשר לייצר במאסות, באיכות טובה ובהדירות (כלומר, כל השבבים זהים ככל האפשר)".
מברקלי המשיך למשרה בתחום הננו־טכנולוגיה בקורנל, ושם עשה את העבודה שבסופו של דבר זיכתה אותו בפרס - על התקשורת בין טרנזיסטורים על שבב. ב־1997, אחרי כעשור בקורנל, "הילדים היו כבר בגיל בית ספר, אז חזרתי", עם אמביציה לקדם את תעשיית השבבים והננוטכנולוגיה בישראל.
"המוטו שלי היה, 'אנחנו לא מדינת עולם שלישי. אנחנו זקוקים למרכזי המחקר הכי טובים בעולם'", הוא מספר. זה הוביל אותו לפעול להקמת מרכז למיקרו־פבריקציה, כלומר ייצור בסדר גודל זעיר מאוד, לשירות כל החוקרים בפקולטה להנדסה. "רצינו לנצל טוב יותר את התקציב של כל אחד מהחוקרים, כדי ליצור תשתיות של מעצמה. אמרנו לעצמנו, אם נחשוב כמעצמה, נהיה מעצמה. אחר כך הקמנו, קבוצת חוקרים מאוניברסיטת ת"א, את מרכז הננו־טכנולוגיה לפי אותו מוטו. ידענו שלא נוכל להתחרות בארה"ב בכסף, אבל כן ברעיונות, בנחישות ובשיתוף פעולה".
שיתוף פעולה הוא מוטיב חוזר בשיחה עם שחם־דיאמנד. הוא מיישם אותו היום גם במרכז ברייכמן. מודל העבודה שגיבש מאפשרת לחוקרים לעבוד כל אחד בתחומו אבל במעבדה אחת. החוקרים מושאלים לפרויקטים אחרים או תומכים בהם לפי הצורך, וגם מתוגמלים על כך. כל סטודנט עובד בהנחיית יותר מחוקר אחד.
"אנחנו בונים פה ארגון שמתאים למאה ה־21. לא על חשבון הלימודים התחומיים - אותם תמיד יצטרכו. אבל הייתי רוצה לראות כ־10% מהחוקרים ומהמהנדסים מקבלים הכשרה בין־תחומית.
"ראיתי את הצמיחה של תעשיית השבבים מכמעט כלום לתעשייה שאחראית לכ־6% מהייצוא מישראל, מכניסה מיליארדי דולרים למדינה ומעסיקה מספר עצום של אנשים, בזכות כמה החלטות טובות שמדינת ישראל עשתה. אנחנו יכולים לעשות את זה בביולוגיה הסינתטית.
"פספסנו את הביוטק הקלאסי, אבל נתנו לנו פה מועד ב' עם התאמות: תעשיית ה־AI נותנת לנו יתרון, לעשות יותר עם החוכמה והזריזות ועם פחות כוח אדם. כי עם כל הכבוד, אנחנו רק 10 מיליון".
זאת הסיבה שהוא היזם והמדען הראשי בפועל של המרכז הישראלי לביו־שבבים, שהוקם על ידי רשות החדשנות, במעורבות אוניברסיטת רייכמן וכמה חברות מסחריות, ובהשקעה של 113 מיליון שקל.
"כולם רופאים, אני הכבשה השחורה"
שחם־דיאמנד מספר שגילה את תחום מדעי החיים בתחילת המילניום. "במשפחה שלי כולם רופאים ואני הכבשה השחורה", הוא אומר, אבל את השינוי הוא מייחס דווקא לשבתון ביפן. "התלבטתי אז אם לצאת לשבתון באוסטרליה או יפן. פנה אליי פרופ' טטסויה אוסאקה, ראש מכון הננוטכנולוגיה באוניברסיטת ואסדה בטוקיו. הוא הכיר אותי מהרצאה שהעברתי אצלם, ואמר לי - אתה בא ליפן. כשהתלבטתי, הוא כבר שלח לי למשרד את כל המסמכים לוויזה מוכנים, וגם הזמין אותי ואת אשתי לטיול של שבועיים בטוקיו, רק לבדוק. אשתי התאהבה במקום, וגם אני". עד היום משמש שחם־דיאמנד כחוקר אורח באוניברסיטה.
במהלך השבתון הוא היה מעורב בהקמת מכון למו"פ של מיקרו וננו־טכנולוגיות לרפואה ובריאות. "השהייה ביפן חשפה אותי לשיטות חדשות שחשובות למו"פ של ביו־שבבים, ואותן הבאתי לישראל"
כך, החל לפתח את השבבים לתחום הביולוגיה וזו הפכה להיות התמחותו העיקרית, שהביאה אותו בסופו של דבר לתפקידו הנוכחי. "מדע הביולוגיה יודע להתבונן על החיים ואילו ההנדסה יודעת לתכנן. כשמשלבים אותן יחד מקבלים את מה שנקרא הביוקונברג'נס, תכנון על בסיס הבנה אמיתית של החיים", הוא אומר, וחוזר לרעיון הזה כמה פעמים בשיחה.
ויש לו עוד רעיון חתרני שיוכל להפוך את ישראל למעצמה בתחום הזה: "האוניברסיטאות בארץ כל כך קרובות, עד שאפשר כמעט לראות אותן כסניפים של אותה אוניברסיטה. חייבים לשתף פעולה בלי אגו, לפחות בתחום הביוקונברג'נס, כדי לגבור על החולשות ולנצל את החוזקות שלנו".