University Logo Header

הפקולטה למדעי המחשב והמידע

אוניברסיטת חיפה

EN

University Logo Header

אודות

אני פרופסור מן המניין במחלקה למדעי המחשב באוניברסיטת חיפה. בעבר שימשתי כחוקר בכיר (מנהל מחקר) ב-CNRS, במסגרת קבוצות המחקר IRIF ו-FILOFOCS.

אני מתעניין בחקר תופעות מורכבות בטבע דרך העדשה האלגוריתמית, ובפרט מחשיפת הקשרים בין חישוב מבוזר, אינטליגנציה קולקטיבית ואבולוציה של שיתוף פעולה. לשם כך אני מנתח מערכות ביולוגיות ספציפיות — כולל נמלים, עטלפים ובני אדם — לצד מערכות מרובות-סוכנים מופשטות בסביבות מורכבות. גישה זו מאפשרת לי לחקור שאלות מרכזיות המאפיינות קולקטיבים מבוזרים רבים:

 

  • אילו אתגרים חישוביים עומדים בפני סוכנים במהלך חיפוש מזון או איסוף מידע, ואילו אסטרטגיות מאפשרות להם להתגבר על מגבלות אלו?
  • כיצד יכול שיתוף פעולה להיווצר בין שחקנים הפועלים מתוך אינטרס עצמי?
  • כיצד כללים מקומיים פשוטים יכולים להוביל להופעת דפוסים מורכבים וליציבות גלובלית?

 

במסגרת עיסוקי בשאלות אלו אני משתמש בכלים אנליטיים מתחום החישוב המבוזר, תורת המשחקים האבולוציונית ותורת ההסתברות, ומשתף פעולה עם ביולוגים כדי לשלב גישות אנליטיות אלו עם ניסויים בהתנהגות בעלי חיים.

אני רואה בעצמי שגריר של תורת האלגוריתמים בתחום חקר ההתנהגות הקולקטיבית של בעלי חיים. מטרת-העל שלי היא לבסס את תחום המחקר של "ביולוגיה אלגוריתמית", וליצור גשר שבו מדעני מחשב יוכלו לעסוק במדע אמפירי, וביולוגים יוכלו להשתמש בכלים אנליטיים מתקדמים כדי להבין את טבעו החישובי של החיים.

נקודות ציון ועדכונים:

  • 2026 — פרס דייקסטרה
  • חוקר ראשי (PI) במענק ISF לשנים 2024–2028
  • ברכות לתלמיד הדוקטורט לשעבר שלי, Robin Vacus, שזכה בפרס עבודת הדוקטורט של PODC לשנת 2024
  • 2020 — פרס SIROCCO לחדשנות בחישוב מבוזר
  • חוקר ראשי (PI) במענק ERC Consolidator לשנים 2015–2020 (תקציב של 1.9 מיליון אירו)

פרסומים

השכלה

  • 2015: הביליטציה (HDR - Habilitation à diriger des recherches) אוניברסיטת פריז-דידרו. כותרת העבודה: ""Distributed Decision and Distributed Biological Algorithms"".
  • 2000–2005: מסלול ישיר לדוקטורט (Ph.D) במדעי המחשב מכון ויצמן למדע בהנחיית פרופ' דוד פלג. כותרת התזה: ""Static and Dynamic Labeling Schemes"". זוכה פרס הדיקן לתלמידי דוקטורט. (התואר הוענק במאי 2006).
  • 1998–1999: תואר שני (M.Sc) במתמטיקה אוניברסיטת סטנפורד, ארה""ב.
  • 1995–1997: תואר ראשון (B.Sc) במתמטיקה האוניברסיטה העברית בירושלים, סיום בהצטיינות יתרה.

רקע אקדמי

אני פרופסור מן המניין בחוג למדעי המחשב באוניברסיטת חיפה החל משנת 2024. הקריירה שלי מוקדשת לבניית גשרים בין מדעי המחשב התיאורטיים לחקר תופעות הטבע, מתוך שאיפה להבין מערכות ביולוגיות דרך ""עדשה אלגוריתמית"". המסע האקדמי שלי החל בעולם המתמטיקה: סיימתי תואר ראשון באוניברסיטה העברית (1997) ותואר שני באוניברסיטת סטנפורד. עם שובי לישראל, פניתי למדעי המחשב והצטרפתי למסלול הישיר לדוקטורט במכון ויצמן למדע (2000–2005) בהנחיית פרופ’ דוד פלג. עבודתי על סכמות תיוג ברשתות זיכתה אותי בפרס הדיקן למצוינות. בהמשך, השתלמתי בפוסט-דוקטורט בטכניון, שם חקרתי תיאוריה של חישוב מבוזר לצד פרופ’ שי קוטין. בשנת 2007 הצטרפתי ל-CNRS בצרפת, שם כיהנתי במשך כ-16 שנה כחוקר וכמנהל מחקר בקבוצות IRIF ו-FILOFOCS. במהלך תקופה זו זכיתי להכרה בינלאומית, שהתבטאה בין היתר בזכייה במענק ה-ERC Consolidator היוקרתי (2015–2020). מענק זה אפשר לי לבסס תחום מחקר חדש – ""ביולוגיה אלגוריתמית"": חקר המנגנונים החישוביים שמאפשרים לקבוצות בעלי חיים, כמו נמלים, עטלפים ובני אדם, לשתף פעולה ולפתור בעיות מורכבות. בשנת 2024 הצטרפתי לסגל האקדמי של אוניברסיטת חיפה. המחקר שאני מוביל כיום, הנתמך במענק ISF לשנים 2024–2028, ממשיך את החזון של בניית גשר בין מדעי המחשב התיאורטיים להבנת מערכות ביולוגיות מורכבות. אני רואה בעצמי מעין ""שליח"" של תורת האלגוריתמים בתוך מדע הביולוגיה. מטרתי היא להעניק לביולוגים כלים אנליטיים שיאפשרו הבנה עמוקה ומופשטת של עקרונות חישוביים בטבע, ולפתוח בפני תאורטיקנים במדעי המחשב צוהר לעולמן המורכב והמרתק של מערכות חיות.

תחומי מחקר

אני חוקר תופעות טבע מתוך נקודת מבט אלגוריתמית, תוך התמקדות בחשיפת הקשרים העמוקים שבין חישוב מבוזר להתנהגות קולקטיבית של בעלי חיים. משימת העל שלי היא כינון והובלת תחום מחקר חדש: "ביולוגיה אלגוריתמית" (Algorithmic Biology). תחום זה שואף לגשר על הפער שבין מדעי המחשב התיאורטיים לביולוגיה אמפירית באמצעות שלושה צירים מרכזיים:
  1. שילוב תיאוריה וניסוי: פיתוח מתודולוגיות המשלבות ניתוח אלגוריתמי קפדני עם תכנון מערכי ניסוי ביולוגיים.
  2. תחזיות מבוססות מודלים: ביסוס ואימות של תחזיות משמעותיות הנגזרות מרעיונות וניתוחים אלגוריתמיים.
  3. חסמים תחתונים בטבע: בחינת התובנות שחסמים תחתונים אלגוריתמיים מספקים לגבי המגבלות המובנות במערכות ביולוגיות וחברתיות.
בשיתוף פעולה עם ביולוגים, אני חוקר מערכות ביולוגיות מגוונות, הכוללות נמלים, עטלפים ובני אדם, לצד מודלים מופשטים של סוכנים מרובים (multi-agent systems). מחקרי מבקש לענות על שאלות יסוד כגון:
  • רעש ותחרות: כיצד גורמים אלו משפיעים על יעילות הקבוצה בביצוע משימות קולקטיביות?
  • חיפוש מזון (Foraging) חישובי: אילו אתגרים חישוביים ניצבים בפני בעלי חיים בעת חיפוש משאבים, ואילו אסטרטגיות מאפשרות להתגבר עליהם?
  • מחוקים פשוטים לדפוסים מורכבים: כיצד אינטראקציות בסיסיות ברמת הפרט מתגבשות להתנהגות קולקטיבית מורכבת ברמת הקבוצה?
כדי להתמודד עם שאלות אלו, אני מיישם כלים אנליטיים מתחומי החישוב המבוזר, תורת המשחקים ותורת ההסתברות. אני רואה חשיבות עליונה בעיגון המודלים התיאורטיים בניסויים התנהגותיים, בשטח ובמעבדה. אני רואה בעצמי "נציג" של תורת האלגוריתמים במדעי הביולוגיה. שאיפתי היא לצייד את קהילת הביולוגים בכלים אנליטיים מתקדמים לפענוח הלוגיקה החישובית של החיים, ובו בזמן להציע למדעני מחשב אפיק חדש ומרתק לעיסוק במדע אמפירי ובחקר עולם הטבע.

פרסים

2026: פרס דייקסטרה

2020: פרס SIROCCO לחדשנות בחישוב מבוזר.

2009: פרס המאמר המצטיין בכנס ICDCN.

2006: פרס הדיקן לתלמידי דוקטורט, מכון ויצמן למדע.

2005: פרס מאמר הסטודנט המצטיין בכנס DISC.

1997: סיום תואר ראשון באוניברסיטה העברית בהצטיינות יתרה.

מידע נוסף

Selected Publications (A non-exhaustive list highlighting key interdisciplinary and theoretical results.)Interdisciplinary: Algorithmic Biology & Collective Behavior

1. ""Comparing Cooperative Geometric Puzzle Solving in Ants versus Humans"". T. Dreyer, A. Haluts, A. Korman, N. Gov, E. Fonio, and O. Feinerman.
PNAS, 2024.

Large media exposure, e.g., in Haaretz, Ynet, The Mirror (UK), and The Sun (USA) etc.

2. ""Abundant Resources can Trigger Reduced Consumption: Unveiling the Paradox of Excessive Scrounging"". R. Vacus and A. Korman (Corresponding Author)
PNAS, 2024.

3. ""Intermittent inverse-square Lévy walks are optimal for finding targets of all sizes"".
B. Guinard and A. Korman (Corresponding Author).
Science Advances, 2021.

4. ""Ant collective cognition allows for efficient navigation through disordered environments"" A. Gelblum, E. Fonio, Y. Rodeh, A. Korman, and O. Feinerman. (A. Korman and O. Feinerman are Joint Corresponding Authors).
eLife, 2020.

5. ""Reinforcement Learning Enables Resource-Partitioning in Foraging Bats"". A. Goldshtein et al. Current Biology, 2020. (A. Korman and Y. Yovel are Joint Corresponding Authors)

Media coverage: Featured in Ynet and the French CNRS INS2I.

6. ""Limits on reliable information flows through stochastic populations"". L. Boczkowski, E. Natale, O. Feinerman, and A. Korman (Corresponding Author).
PLoS Computational Biology, 2018.

7. ""The ANTS Problem"". O. Feinerman and A. Korman. Distributed Computing, 2017.

8. ""A locally-blazed ant trail achieves efficient collective navigation despite limited information"". E. Fonio et al. (A. Korman and O. Feinerman are Joint Corresponding Authors).
eLife, 2016.

Media coverage: Featured in Le Monde, Haaretz, and CNRS News.

Theoretical Computer Science & Distributed Computing

1. ""An Optimal Ancestry Labeling Scheme with Applications to XML Trees and Universal Posets"". P. Fraigniaud and A. Korman. STOC 2010, J.ACM 2016.

2. ""Parallel Exhaustive Search without Coordination"". P. Fraigniaud, A. Korman, and Y. Rodeh. STOC 2016, J.ACM 2019.

3. ""Distributed Verification and Hardness of Distributed Approximation"". A. Das Sharma et al. STOC 2011, SIAM Journal on Computing (SICOMP), 2012.

4. ""Proof Labeling Schemes"". A. Korman, S. Kutten and D. Peleg. Distributed Computing, 2010.

5.""Online Computation with Advice"". Y. Emek, P. Fraigniaud, A. Korman, and A. Rosen. ICALP 2009.