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)

mca
Tin bài khác
BSR đẩy mạnh sản xuất kinh doanh, tạo nền tảng tăng trưởng bền vững cho năm 2026

BSR đẩy mạnh sản xuất kinh doanh, tạo nền tảng tăng trưởng bền vững cho năm 2026

"Hành động thiết thực nhất để BSR chia sẻ với đồng bào cả nước là tiếp tục đẩy mạnh hoạt động sản xuất kinh doanh, phấn đấu đạt và vượt các chỉ tiêu sản xuất kinh doanh trong năm 2025, qua đó góp phần bù đắp những thiệt hại mà đồng bào và đất nước đang phải đối mặt do mưa lũ gây ra tại các địa phương trong thời gian qua. Chủ động xây dựng các động lực tăng trưởng mới, từng bước hình thành mô hình phát triển bền vững cho năm 2026 và những năm tiếp theo".
Nhận định phiên giao dịch ngày 24/11: Canh các nhịp biến động để tìm kiếm cơ hội

Nhận định phiên giao dịch ngày 24/11: Canh các nhịp biến động để tìm kiếm cơ hội

Phiên giao dịch ngày 21/11 tiếp tục ghi nhận diễn biến phân hóa với sắc đỏ chiếm ưu thế, trong khi nhóm cổ phiếu trụ và bất động sản giữ nhịp thị trường. Giới đầu tư được khuyến nghị theo dõi các nhịp biến động để tìm kiếm cơ hội giải ngân, đồng thời hạn chế mua đuổi ở các nhịp tăng nóng trong phiên 24/11.
Liên hoan Phim Việt Nam lần thứ XXIV - 2025: Cuộc đua kịch tính hướng đến Bông sen vàng

Liên hoan Phim Việt Nam lần thứ XXIV - 2025: Cuộc đua kịch tính hướng đến Bông sen vàng

Những ngày cuối tháng 11, ánh đèn điện ảnh tại TP. Hồ Chí Minh rực sáng khi Liên hoan Phim Việt Nam 2025 chính thức khai mạc. Từ các bom tấn trăm tỷ đến những phim tài liệu và hoạt hình hiếm gặp, tất cả tạo nên một bức tranh điện ảnh đa sắc, dự báo một cuộc đua Bông sen vàng kịch tính.
[E-Magazine] Công nghệ cứu hỏa tự động: Tấm khiên thép cho con người

[E-Magazine] Công nghệ cứu hỏa tự động: Tấm khiên thép cho con người

Giữa nhịp phát triển của đô thị nén, nhà máy thông minh và hạ tầng năng lượng quy mô lớn, tự động hóa trong phòng cháy chữa cháy (PCCC) đang trở thành “hàng rào sinh mệnh” mới. Từ robot, drone đến các nền tảng AI dự báo nguy cơ, thế giới đang bước vào kỷ nguyên mà công nghệ tự chủ đối đầu trực diện với lửa và Việt Nam cũng đang âm thầm chuyển mình theo nhịp ấy.
Vinamilk chuyển 160.000 sản phẩm hỗ trợ đồng bào vùng lũ tại 3 tỉnh miền Trung - Tây Nguyên

Vinamilk chuyển 160.000 sản phẩm hỗ trợ đồng bào vùng lũ tại 3 tỉnh miền Trung - Tây Nguyên

Nhằm chung tay cùng các địa phương khắc phục hậu quả mưa lũ, sáng 23/11 Vinamilk đã đưa 160.000 sản phẩm sữa và nước uống đến Khánh Hòa, Gia Lai và Đắk Lắk, chuyển tận tay người dân vùng bị ảnh hưởng.
Oppo tung phiên bản Reno14 F Star Wars giới hạn với thiết kế Dark Side độc bản

Oppo tung phiên bản Reno14 F Star Wars giới hạn với thiết kế Dark Side độc bản

Dành cho những người mê vũ trụ Star Wars, Oppo tung ra Reno14 F phiên bản giới hạn với thiết kế Dark Side ấn tượng và bộ phụ kiện độc đáo lấy cảm hứng từ Darth Vader.
Robot Memo - Người giúp việc thông minh thế hệ mới

Robot Memo - Người giúp việc thông minh thế hệ mới

Quên đi những robot chỉ biết trình diễn nhảy múa, Sunday - một startup AI do các tiến sĩ Stanford sáng lập vừa trình làng "Memo". Đây là robot gia đình được huấn luyện từ hàng triệu tình huống thực tế, sẵn sàng giải phóng con người khỏi những công việc nhàm chán như rửa bát, giặt giũ hay dọn dẹp.
Branded Living Summit 2025: Ba đòn bẩy vàng cho bất động sản cao cấp Việt Nam trong chu kỳ “thăng hoa” mới

Branded Living Summit 2025: Ba đòn bẩy vàng cho bất động sản cao cấp Việt Nam trong chu kỳ “thăng hoa” mới

Branded Living Summit 2025 phác họa bức tranh mới của bất động sản cao cấp Việt Nam, nơi ba động lực vĩ mô và nhu cầu sống xứng tầm mở ra giai đoạn phát triển bùng nổ, đưa Việt Nam trở thành điểm sáng mới của bất động sản cao cấp châu Á trong kỷ nguyên mới.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/11/2025: Tuổi Sửu đón nhận tin buồn, tuổi Thìn tài lộc có điểm sáng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/11/2025: Tuổi Sửu đón nhận tin buồn, tuổi Thìn tài lộc có điểm sáng

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 23/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Doanh nghiệp Việt hơn 18 năm vượt sóng gió cạnh tranh ngành năng lượng mặt trời

Doanh nghiệp Việt hơn 18 năm vượt sóng gió cạnh tranh ngành năng lượng mặt trời

“Chúng tôi chưa bán gì đã lỗ 80 nghìn đồng mỗi tấm pin chỉ vì thuế,” ông Nguyễn Cường - chia sẻ tại Triển lãm NetZero Taiwan 2025. Câu chuyện của ông là lát cắt chân thực về hành trình hơn 18 năm một doanh nghiệp Việt kiên trì giữ lửa giữa thị trường năng lượng mặt trời đầy biến động.
song-gia-tri