bau-cu-dai-bieu
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-thong-bao
Tin bài khác
VAA làm việc với AVATECH, thúc đẩy phát triển thiết bị kiểm tra thông minh

VAA làm việc với AVATECH, thúc đẩy phát triển thiết bị kiểm tra thông minh

Trong nỗ lực xây dựng Hệ sinh thái doanh nghiệp tự động hóa gắn với công nghiệp 4.0, Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) đã làm việc với AVATECH để thúc đẩy kết nối, hỗ trợ doanh nghiệp nâng cao năng lực công nghệ và mở rộng thị trường, hướng tới thương mại hóa và xuất khẩu sản phẩm.
28 trường đại học và doanh nghiệp ra mắt Ban điều phối hệ thống trung tâm đào tạo công nghệ 4.0

28 trường đại học và doanh nghiệp ra mắt Ban điều phối hệ thống trung tâm đào tạo công nghệ 4.0

Ngày 17/3, tại Hà Nội, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông cùng 27 trường đại học đã chính thức ra mắt Ban điều phối Hệ thống các Trung tâm đào tạo xuất sắc và tài năng về công nghệ 4.0. Sự kiện nằm trong khuôn khổ triển khai Đề án phát triển hệ thống trung tâm đào tạo xuất sắc và tài năng về công nghệ 4.0 đến năm 2030, được phê duyệt theo Quyết định 374/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ.
Nhận định phiên giao dịch ngày 18/3: Ưu tiên nắm giữ cổ phiếu có nền tảng cơ bản vững chắc

Nhận định phiên giao dịch ngày 18/3: Ưu tiên nắm giữ cổ phiếu có nền tảng cơ bản vững chắc

Sau nhịp hồi phục đưa VN-Index trở lại mốc 1.700 điểm, thị trường vẫn đối mặt áp lực chốt lời và thanh khoản chưa thực sự cải thiện. Trong bối cảnh xu hướng còn tiềm ẩn rủi ro điều chỉnh, nhà đầu tư được khuyến nghị ưu tiên nắm giữ các cổ phiếu có nền tảng cơ bản vững chắc và triển vọng tăng trưởng rõ ràng.
Sử dụng AI để giải quyết các thách thức môi trường trong hoạt động công nghiệp

Sử dụng AI để giải quyết các thách thức môi trường trong hoạt động công nghiệp

Trong nhiều năm qua, AI đã được triển khai trong sản xuất nhằm phục vụ các mục tiêu như bảo trì dự đoán, kiểm soát chất lượng và tối ưu hóa chuỗi cung ứng. Những ứng dụng này mang lại lợi ích đáng kể về năng suất và tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, sự phát triển của các thuật toán học máy và năng lực phân tích dữ liệu lớn đã mở ra một hướng tiếp cận mới: sử dụng AI để giải quyết các thách thức môi trường trong hoạt động công nghiệp.
Công bố của Brand Finance: Viettel lần đầu đứng số 1 thế giới về sức mạnh thương hiệu viễn thông

Công bố của Brand Finance: Viettel lần đầu đứng số 1 thế giới về sức mạnh thương hiệu viễn thông

Tập đoàn Công nghiệp - Viễn thông Quân đội (Viettel) vừa được xếp hạng là thương hiệu có sức mạnh đứng đầu trong tất cả các nhà mạng viễn thông toàn cầu, theo công bố của Brand Finance năm 2026.
Cử tri trí thức Liên hiệp hội Việt Nam đóng góp ý kiến trước Kỳ họp thứ Nhất, Quốc hội khóa XVI

Cử tri trí thức Liên hiệp hội Việt Nam đóng góp ý kiến trước Kỳ họp thứ Nhất, Quốc hội khóa XVI

Sáng ngày 17/3, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp hội Việt Nam) tổ chức hội thảo đóng góp ý kiến cử tri trí thức gửi tới Kỳ họp thứ Nhất, Quốc hội khóa XVI. Hội thảo diễn ra trong bối cảnh cuộc bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XVI và đại biểu Hội đồng nhân dân các cấp nhiệm kỳ 2026 - 2031 vừa diễn ra thành công.
Chuyển đổi số là câu chuyện tư duy người đứng đầu

Chuyển đổi số là câu chuyện tư duy người đứng đầu

Trong những năm làm quản lý cơ quan nhà nước khối giáo dục và thời gian gần đây trong vai trò nhà tư vấn, tôi nhận thấy "Chuyển đổi số" vẫn đã và đang là một từ khóa nổi bật. Đi đâu cũng nghe nói đến việc mua phần mềm này, triển khai app kia, sắm sửa thiết bị thông minh. Nhưng có một thực tế đầy trăn trở: Chúng ta thường kỳ vọng một phần mềm sẽ như chiếc "đũa thần" giải quyết mọi bề bộn. Trong khi đó, thiết bị, phần mềm - dù có đắt tiền đến đâu - bản chất chỉ là công cụ. Nếu đắp một công cụ hiện đại lên một quy trình cũ kỹ, rườm rà, thứ chúng ta nhận được chỉ là "số hóa sự lộn xộn".
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 18/3/2026: Tuổi Tuất tâm trạng ko vui , tuổi Thân cải thiện tình cảm

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 18/3/2026: Tuổi Tuất tâm trạng ko vui , tuổi Thân cải thiện tình cảm

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 18/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 17/3: Áp lực bán cuối phiên khiến đà tăng suy giảm

Thị trường chứng khoán ngày 17/3: Áp lực bán cuối phiên khiến đà tăng suy giảm

Khởi đầu tích cực với sắc xanh lan tỏa, có lúc VN Index đã áp sát mốc 1.730 điểm. Tuy nhiên, áp lực chốt lời gia tăng về cuối phiên khiến chỉ số thu hẹp đà tăng, phản ánh tâm lý thận trọng của dòng tiền ngắn hạn.
Những rủi ro phổ biến khi ứng dụng AI trong các doanh nghiệp

Những rủi ro phổ biến khi ứng dụng AI trong các doanh nghiệp

Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) đang tăng tốc mạnh mẽ trong cộng đồng doanh nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp công nghiệp và sản xuất. Tại Mỹ, khoảng 66% doanh nghiệp nhỏ hiện đã sử dụng AI dưới một hình thức nào đó. Trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là sản xuất, AI dần chuyển từ một công nghệ thử nghiệm thành công cụ thiết yếu giúp tối ưu hóa quy trình, nâng cao năng suất và cải thiện khả năng ra quyết định.
song-gia-tri