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)

dai-hoi-dang
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/1/2026: Tuổi Ngọ khó khăn, tuổi Mão đón nhận tin vui

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/1/2026: Tuổi Ngọ khó khăn, tuổi Mão đón nhận tin vui

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 24/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 23/1: Nhà đầu tư chốt lời, VN-Index mất gần 12 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 23/1: Nhà đầu tư chốt lời, VN-Index mất gần 12 điểm

Áp lực chốt lời tại nhóm bất động sản, hóa chất, bảo hiểm, dịch vụ… cùng diễn biến tiêu cực của một số cổ phiếu vốn hóa lớn đã khiến VN-Index có phiên giảm thứ tư liên tiếp trong ngày 23/1.
Sự kiện thể hiện tầm nhìn chiến lược lịch sử của Việt Nam

Sự kiện thể hiện tầm nhìn chiến lược lịch sử của Việt Nam

Giáo sư G.Devarajan nhận định Đại hội XIV của Đảng đã thể hiện “một tầm nhìn chiến lược rõ ràng, thực tiễn và mang tính lịch sử” trong việc xác lập mô hình phát triển mới.
Bế mạc Đại hội Đảng, mở ra một kỷ nguyên mới của chính trị, kinh tế, ngoại giao quốc tế vững mạnh

Bế mạc Đại hội Đảng, mở ra một kỷ nguyên mới của chính trị, kinh tế, ngoại giao quốc tế vững mạnh

Chiều 23/1, Đại hội Đảng lần thứ XIV bế mạc, khép lại những ngày làm việc sáng suốt, liêm minh, chính trực của Bộ Chính trị, cùng các Đảng viên là lãnh đạo Đảng, lãnh đạo các cấp, các đại biểu đến từ 34 tỉnh thành Việt Nam. Đại hội Đảng lần thứ XIV là sự kiện lịch sử, là mốc son của dân tộc. Phiên bế mạc khép lại để mở ra một hành trình mới của chính trị, kinh tế, ngoại giao, bền vững của Việt Nam.
Đại hội XIV của Đảng tiếp tục nhận được nhiều thư, điện mừng từ các chính đảng, tổ chức quốc tế

Đại hội XIV của Đảng tiếp tục nhận được nhiều thư, điện mừng từ các chính đảng, tổ chức quốc tế

Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng Cộng sản Việt Nam nhận được những tình cảm nồng ấm và sự cổ vũ to lớn từ các chính đảng, đối tác, người Việt Nam ở nước ngoài và bạn bè quốc tế.
Thông cáo báo chí về ngày làm việc thứ tư Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng

Thông cáo báo chí về ngày làm việc thứ tư Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng

Ngày 22/1/2026, Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng tiếp tục làm việc cả ngày để thảo luận và thực hiện các nội dung về công tác nhân sự Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XIV. Đồng chí Tổng Bí thư Tô Lâm, Chủ tịch Đoàn Chủ tịch thay mặt Đoàn Chủ tịch điều hành phiên họp.
Gần 1.700 thí sinh tham gia thi Đánh giá tư duy Đại học Bách khoa Hà Nội 2026

Gần 1.700 thí sinh tham gia thi Đánh giá tư duy Đại học Bách khoa Hà Nội 2026

Thông tin từ Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, hệ thống của Đại học ghi nhận đã có 16.940 thí sinh đăng ký dự thi thành công, tăng 22% so với đợt 1 năm 2025.
Nhận định phiên giao dịch ngày 23/1: VN-Index nhiều khả năng tiếp tục điều chỉnh giằng co

Nhận định phiên giao dịch ngày 23/1: VN-Index nhiều khả năng tiếp tục điều chỉnh giằng co

VN-Index được dự báo có thể tiếp tục duy trì nhịp điều chỉnh giằng co trong phiên 23/1 khi dòng tiền vẫn thận trọng và xu hướng ngắn hạn chưa thực sự rõ ràng. Áp lực chốt lời tại nhóm vốn hóa lớn có thể khiến chỉ số dao động quanh vùng kháng cự, trong khi dòng tiền nhiều khả năng tiếp tục luân chuyển sang nhóm midcap và smallcap.
Việt Nam định hướng phát triển đất nước trong kỷ nguyên mới

Việt Nam định hướng phát triển đất nước trong kỷ nguyên mới

Truyền thông quốc tế tiếp tục quan tâm và đưa tin đậm về Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng Cộng sản Việt Nam, nhận định đây là sự kiện chính trị có ý nghĩa quan trọng của Việt Nam, định hình đường hướng phát triển của đất nước trong giai đoạn mới.
“Dân là gốc” trong Báo cáo trình Đại hội XIV: Điểm tựa bền vững nhất, “hạ tầng mềm” quan trọng nhất

“Dân là gốc” trong Báo cáo trình Đại hội XIV: Điểm tựa bền vững nhất, “hạ tầng mềm” quan trọng nhất

Trong Báo cáo trình Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng, Tổng Bí thư đã nhấn mạnh "Dân là gốc" không chỉ như một tư tưởng xuyên suốt, mà còn đặt trực tiếp trong nhóm các bài học lớn có ý nghĩa phương pháp luận đối với toàn bộ quá trình lãnh đạo, cầm quyền. Việc đưa "Dân là gốc" vào phần bài học- chứ không chỉ ở phần định hướng hay kết luận- cho thấy đây không phải là một khẩu hiệu giá trị, mà là một nguyên tắc chỉ đạo hành động.
song-gia-tri