acecook

Các nhà nghiên cứu tối ưu hóa in 3D cho các thiết kế phức tạp với AI "tự cải thiện"

Trí tuệ nhân tạo
14/09/2024 17:11
Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Bang Washington đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để điều chỉnh các quy trình in 3D, nhằm tạo ra các mô hình thận và tuyến tiền liệt được thiết kế tối ưu.
aa

Các kỹ thuật sản xuất bồi đắp thông thường, như in 3D, thường đòi hỏi nhiều giờ để tinh chỉnh. Việc sản xuất một thiết kế hoạt động tốt không chỉ là khoa học mà còn là nghệ thuật. Tuy nhiên, giới hạn này đang dần bị phá vỡ nhờ vào nghiên cứu tại Đại học Bang Washington. Thay vì phải điều chỉnh và kiểm tra thủ công các tham số thiết kế, Kaiyan Qiu, Jana Doppa và nhóm nghiên cứu của họ đã tận dụng khả năng của AI để in các mô hình chuẩn bị phẫu thuật của thận và tuyến tiền liệt.

Các nhà nghiên cứu tối ưu hóa in 3D cho các thiết kế phức tạp với AI

Tiến trình cải thiện mô hình tuyến tiền liệt (trên) và thận (dưới)

Mô hình cơ quan chuẩn bị phẫu thuật

Mô hình cơ quan chuẩn bị phẫu thuật là bản sao ba chiều của cơ quan sẽ được phẫu thuật. Các mô hình này được thiết kế dựa trên dữ liệu thực từ chụp CT, MRI và các kỹ thuật khác, để mô phỏng vị trí của các tĩnh mạch, động mạch, khối u và các đặc điểm quan trọng khác, làm cho mỗi mô hình trở nên đặc thù cho từng bệnh nhân.

Mục đích của mô hình này là giúp các bác sĩ phẫu thuật luyện tập trước khi thực hiện trên bệnh nhân, vì mỗi người có những khác biệt về vị trí các đặc điểm trên cơ quan. Đối với các cơ quan quan trọng như thận, bác sĩ có thể thực hành trên nhiều mô hình trước khi tiến hành phẫu thuật. Hơn nữa, chúng là công cụ tốt để đào tạo sinh viên y khoa và giải thích cho bệnh nhân về tình trạng cơ thể của họ và cách phẫu thuật sẽ giúp đỡ.

Trí tuệ nhân tạo "tự cải thiện"

Trong nghiên cứu tại Đại học Bang Washington, các cải tiến mô hình dựa trên AI đã được thực hiện cho máy in 3D viết mực trực tiếp (DIW) bằng phương pháp Tối ưu hóa Bayesian. Trong quá trình này, các tham số quan trọng như tốc độ vòi phun, áp lực phân phối, chiều cao lớp, v.v., được thay đổi tự động. Sử dụng thị giác máy và hình ảnh, AI đo lường hoặc tính toán các chỉ số quan trọng về cơ quan, như độ xốp và độ chính xác hình học. Các tham số đầu vào được điều chỉnh dựa trên dữ liệu từ các chỉ số này. Thông qua thử nghiệm, hơn 60 lần lặp lại đã được thực hiện để in một mô hình thận và tuyến tiền liệt chuẩn bị phẫu thuật được tối ưu hóa.

Các nhà nghiên cứu tối ưu hóa in 3D cho các thiết kế phức tạp với AI
Quá trình tối ưu hóa và thiết kế của các nhà nghiên cứu tại Đại học Bang Washington

Mục tiêu chính của dự án này không phải là tạo ra các mô hình thận và tuyến tiền liệt, mà là chứng minh tính hợp lệ của thuật toán Tối ưu hóa Bayesian trong môi trường học máy và AI. Khi phương pháp này được xác nhận, nó có thể được mở rộng để ứng dụng cho các mô hình cơ quan khác và các bộ phận phức tạp trong sản xuất, như cảm biến và pin.

Cuối cùng, thuật toán này xử lý mô hình tuyến tiền liệt tốt hơn so với mô hình thận, nhưng nó cho thấy rằng phương pháp này có tính khả thi. Thuật toán có thể được điều chỉnh một chút để cải thiện tính hữu dụng của mô hình thận, có thể bằng cách sử dụng thêm các đầu vào hoặc tìm hiểu lý do tại sao các thay đổi ở các lần lặp cuối không ảnh hưởng nhiều đến thiết kế cuối cùng.

Các nhà nghiên cứu tối ưu hóa in 3D cho các thiết kế phức tạp với AI
Kỹ thuật AI Tối ưu hóa Bayesian có thể mở đường cho việc in 3D các cấu trúc phức tạp trong các ứng dụng y tế và những ngành công nghiệp quan trọng khác như điện tử và hàng không vũ trụ.

In 3D các thiết kế phức tạp

Trong tương lai không xa, dữ liệu có thể được chuyển trực tiếp từ thiết bị quét sang máy in 3D, tăng tốc quá trình từ phát hiện vấn đề đến việc bác sĩ phẫu thuật thực hành, cuối cùng là cứu sống nhiều người. Hơn nữa, khi nhiều mô hình này được tạo ra, một cơ sở dữ liệu về các đặc điểm tương tự có thể được theo dõi. Nếu một đường đi của động mạch cụ thể qua một cơ quan cuối cùng dẫn đến tắc nghẽn, có thể vấn đề này sẽ được chẩn đoán và điều trị nhanh hơn, cải thiện chất lượng và kéo dài cuộc sống của bệnh nhân.

Minh Thành (Theo ControlAutomation)

Bài liên quan
trien-lam-quoc-te
Tin bài khác
Thúc đẩy tự động hóa công nghiệp với hệ thống tác nhân AI điều phối

Thúc đẩy tự động hóa công nghiệp với hệ thống tác nhân AI điều phối

Trong bước tiến mới đầy tham vọng hướng tới Công nghiệp 4.0, Siemens đã công bố sự phát triển đột phá của hệ thống tác nhân AI công nghiệp - một nền tảng trí tuệ nhân tạo cho phép tự động hóa quy trình toàn diện mà không cần sự can thiệp liên tục của con người. Đây được xem là bước chuyển quan trọng từ các trợ lý AI truyền thống vốn chỉ phản hồi truy vấn sang một hệ sinh thái các tác nhân thông minh, hoạt động độc lập và phối hợp chặt chẽ.
Nhận định phiên giao dịch ngày 19/5: VN Index có thể tiếp tục điều chỉnh kiểm định vùng hỗ trợ

Nhận định phiên giao dịch ngày 19/5: VN Index có thể tiếp tục điều chỉnh kiểm định vùng hỗ trợ

Sau phiên giảm điểm rõ rệt cuối tuần trước, thị trường được dự báo sẽ bước vào giai đoạn điều chỉnh kỹ thuật trong những phiên đầu tuần tới. VN Index hiện đang tiệm cận vùng kháng cự mạnh, trong khi áp lực bán có dấu hiệu gia tăng trở lại. Trong bối cảnh đó, chiến lược đầu tư thận trọng, lựa chọn cổ phiếu nền tích lũy và tránh mua đuổi tiếp tục là ưu tiên hàng đầu.
Từ phòng thí nghiệm đến nhà máy: Đưa công nghệ lõi 4.0 vào sản xuất cơ khí Việt Nam

Từ phòng thí nghiệm đến nhà máy: Đưa công nghệ lõi 4.0 vào sản xuất cơ khí Việt Nam

PGS.TS Nguyễn Quốc Chí - Giảng viên Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP.HCM, Trưởng nhóm nghiên cứu Artificial Intelligence & Multiphysics for Smart Manufacturing cho rằng, ứng dụng các công nghệ lõi của Công nghiệp 4.0 trong sản xuất thông minh, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp cơ khí chế tạo tại Việt Nam sẽ giúp doanh nghiệp bước vào kỷ nguyên 4.0 bằng con đường phù hợp với năng lực.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/5/2025: Tuổi Thân gặp vất vả, tuổi Tý suôn sẻ

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/5/2025: Tuổi Thân gặp vất vả, tuổi Tý suôn sẻ

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 19/5/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Phụ huynh cùng con “dệt tuổi thơ” không màn hình qua những trang sách đầu đời

Phụ huynh cùng con “dệt tuổi thơ” không màn hình qua những trang sách đầu đời

Vừa qua, bộ ảnh viral “Trang sách mẹ dệt tuổi thơ” của dự án “Con không cần YouTube để lớn” đã chính thức ra mắt. Với thông điệp ý nghĩa về một tuổi thơ lành mạnh, không phụ thuộc vào thiết bị điện tử đặc biệt là Youtube, bộ ảnh nhanh chóng thu hút sự quan tâm từ phụ huynh, tạo nên sức lan tỏa tích cực.
Trưng bày sản phẩm khoa học công nghệ - Đất nước tiến bước kỷ nguyên vươn mình

Trưng bày sản phẩm khoa học công nghệ - Đất nước tiến bước kỷ nguyên vươn mình

Một trong những hoạt động nổi bật tại VAST Open Day 2025, sự kiện thường niên nhằm giới thiệu những thành tựu nổi bật trong nghiên cứu khoa học và công nghệ cũng như tạo cầu nối giữa các nhà khoa học, sinh viên và cộng đồng là Gian triển lãm giới thiệu các sản phẩm khoa học công nghệ tiêu biểu được nghiên cứu phát triển bởi các nhà khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Tôn vinh phụ nữ Thủ đô ứng dụng công nghệ thúc đẩy chuyển đổi số, kinh tế số

Tôn vinh phụ nữ Thủ đô ứng dụng công nghệ thúc đẩy chuyển đổi số, kinh tế số

Tối 17/5, tại Đại học Bách khoa Hà Nội, Lễ khai mạc Ngày Phụ nữ Thủ đô ứng dụng công nghệ đổi mới sáng tạo năm 2025 diễn ra thành công. Sự kiện do Hội LHPN TP. Hà Nội phối hợp với Đại học Bách khoa Hà Nội tổ chức.
Robot sẽ tái định hình chiến lược nhân sự của Amazon trong thập kỷ tới

Robot sẽ tái định hình chiến lược nhân sự của Amazon trong thập kỷ tới

Khi ra mắt robot kho hàng cảm ứng mới có tên Vulcan vào tuần trước, Amazon giới thiệu đây là bước tiến giúp công việc tuyến đầu trở nên an toàn và dễ dàng hơn. Tuy nhiên, một tài liệu nội bộ do Business Insider tiếp cận đã hé lộ tham vọng dài hạn lớn hơn: robot không chỉ hỗ trợ, mà sẽ tái định hình chiến lược nhân sự của Amazon trong thập kỷ tới.
Vinamilk đồng hành cùng thiếu nhi cháu ngoan Bác Hồ hướng đến kỷ niệm 135 năm ngày sinh nhật Bác

Vinamilk đồng hành cùng thiếu nhi cháu ngoan Bác Hồ hướng đến kỷ niệm 135 năm ngày sinh nhật Bác

Đại hội Cháu ngoan Bác Hồ lần thứ X tại Hà Nội diễn ra thành công tốt đẹp, hội tụ 500 đại biểu thiếu nhi xuất sắc trên cả nước, hướng đến kỷ niệm 135 ngày sinh Chủ tịch Hồ Chí Minh. Chương trình có sự đồng hành của thương hiệu quốc gia gắn liền với thiếu nhi Việt Nam là Vinamilk, cùng 2 nhãn hàng Susu và Sữa tươi Vinamilk 100%. Trước đó, Vinamilk cũng đã trao tặng hàng chục ngàn sản phẩm dinh dưỡng cho các em thiếu nhi tại Đại hội Cháu ngoan Bác Hồ TP.HCM và Hà Nội
Hội nghị toàn quốc quán triệt, triển khai thực hiện Nghị quyết số 66 và Nghị quyết số 68 của Bộ Chính trị

Hội nghị toàn quốc quán triệt, triển khai thực hiện Nghị quyết số 66 và Nghị quyết số 68 của Bộ Chính trị

Hội nghị toàn quốc quán triệt và triển khai thực hiện Nghị quyết số 66-NQ/TW, ngày 30/4/2025 của Bộ Chính trị về đổi mới công tác xây dựng và thi hành pháp luật đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước trong kỷ nguyên mới và Nghị quyết số 68-NQ/TW, ngày 4/5/2025 của Bộ Chính trị về phát triển kinh tế tư nhân do Bộ Chính trị, Ban Bí thư tổ chức diễn ra vào sáng ngày 18/5.
siement
Quảng cáo
moxa