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)

nam-moi
Tin bài khác
Thủ tướng yêu cầu bứt tốc KHCN, kích hoạt động lực tăng trưởng mới

Thủ tướng yêu cầu bứt tốc KHCN, kích hoạt động lực tăng trưởng mới

Ngay sau kỳ nghỉ Tết Bính Ngọ 2026, chiều 22/2 (mùng 6 Tết), Thủ tướng Phạm Minh Chính chủ trì họp Thường trực Chính phủ, yêu cầu khẩn trương ban hành Chỉ thị đôn đốc thực hiện nhiệm vụ trọng tâm với tinh thần “ăn Tết gọn, làm việc sớm, vào việc ngay”. Thông điệp xuyên suốt là siết kỷ cương, thúc giải ngân, ổn định vĩ mô và đặc biệt tạo xung lực mới cho khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số ngay từ những ngày đầu năm.
Nhà máy rượu vang châu Âu nâng cao hiệu quả nhờ giải pháp xếp pallet bằng cobot

Nhà máy rượu vang châu Âu nâng cao hiệu quả nhờ giải pháp xếp pallet bằng cobot

Đối với các nhà máy rượu vang và doanh nghiệp đồ uống, công đoạn xếp pallet là một khâu lặp lại và tiêu tốn nhiều sức lao động, khi việc bốc xếp, xếp chồng thùng carton thủ công trong nhiều giờ vừa làm giảm tốc độ xử lý vừa gây mệt mỏi và gia tăng nguy cơ chấn thương cho người lao động.
Nhận định phiên giao dịch ngày 23/2: Mở thêm vị thế mua, nhưng hạn chế mua đuổi

Nhận định phiên giao dịch ngày 23/2: Mở thêm vị thế mua, nhưng hạn chế mua đuổi

Phiên giao dịch ngày 13/2 ghi nhận đà tăng tiếp tục được duy trì khi VN-Index kiểm định thành công vùng hỗ trợ mạnh đã được đề cập trước đó. Dù là phiên cuối cùng trước kỳ nghỉ Tết dài ngày, thanh khoản thị trường vẫn cải thiện nhẹ, cho thấy dòng tiền chưa rút lui và tâm lý nhà đầu tư tương đối ổn định.
[E-Magazine] Hiện đại hóa hạ tầng số - cần can đảm và tỉnh táo!

[E-Magazine] Hiện đại hóa hạ tầng số - cần can đảm và tỉnh táo!

Hạ tầng số không ồn ào như nhà máy, không lấp lánh như đô thị thông minh, cũng không tạo cảm xúc tức thì như các ứng dụng tiêu dùng. Nhưng nó là tầng nền vô hình quyết định tốc độ phát triển, khả năng tự chủ và cả biên độ rủi ro của một quốc gia. Việt Nam đang đứng trước một ngưỡng cửa quan trọng, hoặc bước qua bằng cải cách thực chất, hoặc chấp nhận đi chậm trong một thế giới không chờ đợi.
Đọc sách về Bác trong xuân Bính Ngọ: Gieo mầm lý tưởng, bồi đắp niềm tin

Đọc sách về Bác trong xuân Bính Ngọ: Gieo mầm lý tưởng, bồi đắp niềm tin

Trong không khí thiêng liêng của mùa xuân Bính Ngọ 2026, việc tìm đọc những cuốn sách viết về Chủ tịch Hồ Chí Minh không chỉ giúp độc giả hiểu sâu sắc hơn về lịch sử dân tộc mà còn là dịp để mỗi người soi chiếu lại mình, suy ngẫm về đạo đức, lý tưởng sống và trách nhiệm đối với đất nước.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/2/2026: Tuổi Mão may mắn trong công việc, tuổi Tý bị nói xấu

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/2/2026: Tuổi Mão may mắn trong công việc, tuổi Tý bị nói xấu

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 23/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Toyota Canada triển khai robot hình người Digit tại nhà máy Ontario

Toyota Canada triển khai robot hình người Digit tại nhà máy Ontario

Toyota Motor Manufacturing Canada (TMMC) xác nhận sẽ triển khai robot hình người Digit của Agility Robotics tại nhà máy lắp ráp ở Woodstock, Ontario, cách Toronto khoảng 80 dặm về phía tây nam.
Tết làng - Nét văn hóa đặc sắc của người Dao Thanh Phán

Tết làng - Nét văn hóa đặc sắc của người Dao Thanh Phán

Khởi sinh từ ký ức, từ niềm tin và sự sum vầy, với người Dao Thanh Phán ở khu Đèo Đọc, phường Hoành Bồ (tỉnh Quảng Ninh), Tết làng chính là mùa xuân về sớm nhất trong năm - mùa xuân của cộng đồng, của nguồn cội và của mạch văn hóa được gìn giữ qua bao thế hệ.
Chiến mã trên bốn bánh: Quyền lực và biểu tượng trong thế giới siêu xe

Chiến mã trên bốn bánh: Quyền lực và biểu tượng trong thế giới siêu xe

Từ chiến trường châu Âu đến những đại lộ nước Mỹ, hình tượng loài ngựa đã vượt khỏi vai trò phương tiện cổ xưa để trở thành biểu tượng cảm xúc của ngành công nghiệp ô tô. Trên logo, tên gọi và triết lý thiết kế của nhiều thương hiệu danh tiếng, “mã lực” không chỉ là thông số kỹ thuật mà còn là câu chuyện về tốc độ, tự do và khát vọng chinh phục.
Mở rộng hợp tác công nghệ Việt Nam - Hoa Kỳ

Mở rộng hợp tác công nghệ Việt Nam - Hoa Kỳ

Nhân dịp tham gia đoàn công tác của Tổng Bí thư Tô Lâm tham dự cuộc họp khai mạc Hội đồng Hòa bình về Gaza, trong 2 ngày 19 và 20/2 (giờ địa phương) tại thủ đô Washington, D.C. của Hoa Kỳ, Ủy viên Bộ Chính trị, Phó Trưởng Ban chỉ đạo Trung ương về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số, Bí thư Thành ủy Hà Nội Nguyễn Duy Ngọc đã chủ trì các cuộc làm việc với Tập đoàn Rosen Partners, Đại học Bang Arizona (ASU), Tập đoàn Meta và Hiệp hội công nghiệp bán dẫn Hoa Kỳ (SIA).
song-gia-tri