תוכנית חד-חוגית במדעי כדה"א עם חטיבה מורחבת בבינה מלאכותית ומדעי הנתונים – חדש החל מתשפ"ה (BSC)

מדעי כדור הארץ

מדעי כדור הארץ (Earth Sciences) הוא תחום מחקרי רחב ששואף להבין את מבנה כדור הארץ, התהליכים הפיזיקליים והכימיים שמתרחשים בו ויחסי הגומלין בין מרכיביו השונים. בביה"ס לסביבה ולמדעי כדור הארץ פועלים חוקרים מתחומי ידע שונים בעלי ידע והבנה של הרכב ומבנה כדור הארץ, של האטמוספירה שעוטפת אותו, וכן של היווצרות כדור הארץ יחד עם הפלנטות האחרות, כחלק ממערכת השמש. יחד, החוקרים משלבים גישות מחקריות שונות לקידום הידע וההבנה של נושאים בעלי חשיבות עליונה לאנושות, כגון רעידות אדמה, התחממות כדור הארץ ושינוי אקלים, ברקים, סופות טרופיות והוריקנים, אוקיאנוגרפיה וגם חקר החלל.

בינה מלאכותית ומדעי כדור הארץ

חוקרים בכל תחומי המדע מנתחים נתונים במטרה לשפוך אור על תהליכים פיזיקאליים, כימיים, ביולוגים ואחרים. תחום מדעי כדור הארץ והסביבה חווה בעשור האחרון עליה דרמטית בכמות הנתונים ואיכותם. כך לדוגמה, בישראל הוקמה לפני מספר שנים מערכת סייסמית, הכוללת למעלה ממאה מדי-תאוצה ועשרות מדי-מהירות ומכשירי GPS, המנטרים את תנועת פני השטח בקצב של 200 קריאות לשנייה מכל אחד מהחיישנים. ניתן להבין שמדובר בכמות אדירה של נתונים. לאור כמויות הנתונים שגדלות כל העת, הכלים ששימשו את המדענים לפני עשור או שניים לניתוח הנתונים, כבר אינם מתאימים, ויש צורך בארגז כלים שונה וחדש. כלים שיאפשרו ניתוח של כמויות אדירות של נתונים שלא יכולנו לדמיין לפני מספר שנים, ואשר יחשפו תבניות מורכבות וקשרים נסתרים בין גדלים שונים. תחומי מדעי הנתונים והבינה המלאכותית מספקים בדיוק את הכלים אלה, והם אף הולכים ומשתכללים בקצב מסחרר.

מדעי הנתונים

מדעי הנתונים הוא השם שניתן לתחום ידע שגדל בקצב מהיר מאוד בשנים האחרונות, המתמקד בשיטות מתקדמות לניתוח כמויות עצומות של נתונים. מדעני הנתונים מפעילים שיטות ל"כריית מידע" (data mining) וניתוח סטטיסטי מתקדם של הנתונים. הנושא שגדל במיוחד בשנים האחרונות בתחום מדעי הנתונים, ואף מגיע לכותרות בכל העולם, הוא נושא למידת מכונה (machine learning) ובינה מלאכותית (artificial intelligence). מטרתם של העוסקים במדעי הנתונים היא לדלות ידע והבנה חדשים מתוך מאגרי נתונים עצומים, כאשר הדרכים המסורתיות לעשות זאת בעצם אינן מספיקות. חוקרים העוסקים בתחום צריכים להבין היטב את כלי המחשוב המודרניים שעומדים לרשותם, את הכלים המתימטיים והסטטיסטיים המתקדמים שהם משתמשים בהם, ואפילו את האתגרים החברתיים, המשפטיים והפילוסופיים שהתחום מציב בפני האדם.

תוכנית ייחודית

החל מתשפ"ה (אוקטובר 2024) בית הספר לסביבה ולמדעי כדור הארץ מציע תוכנית חד-חוגית חדשה לתואר ראשון במדעי כדור הארץ המשלבת גם לימודים בתחום מדע הנתונים בהיקף של חטיבה מורחבת. במהלך השנה הראשונה, ילמדו תלמידי המסלול קורסי מבוא במתימטיקה ופיזיקה עם תלמידי הבית ספר לפיזיקה וכך ירכשו בסיס איתן בפיזיקה. בנוסף, במהלך שנה זו, ילמדו מספר קורסי מבוא מתחום מדעי כדור הארץ. בשנים השנייה והשלישית, במקביל לקורסים נוספים ומתקדמים במדעי כדור הארץ, התלמידים ילמדו קורסים בתחום מדעי הנתונים והבינה המלאכותית המועברים ע"י החוג לסטטיסטיקה בבית הספר למתימטיקה. קורסים אלה עוסקים בעקרונות הסטטיסטיים עליהם מתבססים מדעי הנתונים, ובכללם שיטות למידת מכונה, וגם בהיבטים המעשיים של פיתוח הכלים (למשל רשתות למידה עמוקה). התוכנית  עוסקת גם בנושאי האתיקה והרגולציה שמתעוררים כאשר משתמשים בכלי AI. השיא של תוכנית הלימודים הוא סדנה במדעי הנתונים, בו יוצגו דוגמאות לשימוש בשיטות מעולם הבינה המלאכותית לניתוח נתונים במדעי כדור הארץ. התוכנית מומלצת לתלמידים אשר מחד מעוניינים לספק את סקרנותם באשר לתהליכים הפיזיקאליים העיקריים הפועלים בכדור הארץ ומערכת השמש, ומאידך שואפים לרכוש ארגז כלים שיפתח בפניהם אפשרויות בעולם התעסוקה בכלל וההייטק בפרט.

רלבנטיות לשוק העבודה 

כיום, לא רק מכוני מחקר אקדמיים, אלא גם שוק העבודה כולו צמא למדעני נתונים. ברור שמדעני נתונים מועסקים היום ע"י חברות הייטק, אך גם ע"י גופי ממשל, בנקים, חברות תובלה, ובעצם כל תחום בעולם המודרני – כולם נדרשים לקבל החלטות ולנתח תהליכים, ולשם כך כולם אוספים נתונים וחוקרים אותם. בכל ענפי המשק קיים צורך רב באנשים שהוכשרו לפתור בעיות ״מהעולם האמיתי״, תוך שימוש בכלים המתקדמים ביותר לניתוח נתונים. עד לאחרונה, ארגז הכלים המגוון הזה נמצא בעיקר בקרב אלו שהשלימו לימודי תואר שלישי בשנים האחרונות ועשו שימוש בשיטות וכלים מעולם הבינה המלאכותית ולמידת מכונה במהלך לימודיהם. אלא שקבוצת אנשים זו מצומצמת מאוד ולא מספקת את צורכי השוק. התוכנית החדשה, מדעי כדור הארץ עם חטיבה מורחבת בבינה מלאכותית ומדעי הנתונים נותנת מענה לצורך הזה. בוגרי התוכנית יצוידו בארגז כלים לפתרון בעיות מורכבות באמצעות שימוש בשיטות וכלי בינה מלאכותית לניתוח נתונים מתקדם.

דקה אחת על התוכנית החדשה לתואר ראשון בגאופיזיקה >