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
ar
Tin bài khác
Nhận định phiên giao dịch ngày 2/4: Hạn chế mua đuổi cổ phiếu tiệm cận vùng kháng cự

Nhận định phiên giao dịch ngày 2/4: Hạn chế mua đuổi cổ phiếu tiệm cận vùng kháng cự

Sau phiên tăng điểm mạnh nhưng rung lắc cuối ngày, thị trường được dự báo tiếp tục phân hóa trong phiên 2/4. Các chuyên gia khuyến nghị nhà đầu tư thận trọng, hạn chế mua đuổi những cổ phiếu đã tăng nóng và đang tiến sát vùng kháng cự để tránh rủi ro điều chỉnh.
Lựa chọn thiết bị an toàn phù hợp quy trình  theo tiêu chuẩn IEC 6151

Lựa chọn thiết bị an toàn phù hợp quy trình theo tiêu chuẩn IEC 6151

Trong các ngành công nghiệp chế biến, việc xác định Mức độ toàn vẹn an toàn (SIL) không phải là một quyết định cảm tính hay dựa trên kinh nghiệm chủ quan. Theo tiêu chuẩn IEC 61511, SIL phải được xác định thông qua một quy trình phân tích rủi ro có cấu trúc, trong đó xem xét mối liên hệ giữa hậu quả của sự cố nguy hiểm, tần suất xảy ra và hiệu quả của các lớp bảo vệ hiện có. Khi bước nền tảng này được thực hiện đúng cách, việc thiết kế và triển khai hệ thống an toàn trở nên rõ ràng và có cơ sở hơn; ngược lại, nếu bỏ qua, toàn bộ hệ thống có thể được xây dựng trên những giả định thiếu chắc chắn.
Khoa học và Công nghệ tăng trưởng ấn tượng - khẳng định vai trò trụ cột của nền kinh tế tri thức

Khoa học và Công nghệ tăng trưởng ấn tượng - khẳng định vai trò trụ cột của nền kinh tế tri thức

Tháng 3/2026 ghi dấu bước tăng trưởng ấn tượng của ngành Khoa học và Công nghệ với doanh thu hơn 516.000 tỷ đồng, đóng góp GDP tăng 28%. Kết quả này phản ánh rõ nét quá trình chuyển đổi từ tư duy quản lý sang kiến tạo phát triển, theo định hướng của Nghị quyết 57.
Đón đầu chuyển dịch năng lượng, BSR tăng tốc phát triển nguồn nhân lực

Đón đầu chuyển dịch năng lượng, BSR tăng tốc phát triển nguồn nhân lực

Trước làn sóng chuyển dịch năng lượng và yêu cầu ngày càng cao về đổi mới sáng tạo, phát triển bền vững, BSR đẩy mạnh hợp tác với các trường đại học và cơ sở nghiên cứu nhằm xây dựng nguồn nhân lực chất lượng cao - yếu tố then chốt để nâng cao năng lực cạnh tranh và thích ứng với giai đoạn phát triển mới.
Đưa tiếng nói người dân vào dữ liệu: Hướng đi cho đổi mới sáng tạo bao trùm

Đưa tiếng nói người dân vào dữ liệu: Hướng đi cho đổi mới sáng tạo bao trùm

Chiều 31/3, tại Hà Nội, Trung tâm Hỗ trợ Khởi nghiệp Sáng tạo Quốc gia (NSSC) - Bộ Khoa học và Công nghệ, Viện Nghiên cứu Quản lý Phát triển Bền vững (MSD) phối hợp với Hội Nghiên cứu Khoa học về Đông Nam Á - Việt Nam (SEARAV) tổ chức hội thảo “Dữ liệu bao trùm cho phát triển bền vững và đổi mới sáng tạo mở”.
Thị trường chứng khoán ngày 01/04: VN Index vượt 1.700 điểm, dòng tiền trở lại mạnh hơn trong phiên mở đầu tháng 4

Thị trường chứng khoán ngày 01/04: VN Index vượt 1.700 điểm, dòng tiền trở lại mạnh hơn trong phiên mở đầu tháng 4

Thị trường mở đầu tháng 4 bằng một phiên hồi phục tích cực khi tâm lý nhà đầu tư được cải thiện nhờ bối cảnh quốc tế bớt căng thẳng. VN Index tạo GAP tăng vượt đường MA20, thanh khoản cải thiện rõ rệt và sắc xanh lan tỏa ở nhiều nhóm ngành, cho thấy nhịp hồi ngắn hạn vẫn đang được duy trì.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/4/2026: Tuổi Sửu buôn bán thuận lợi, tuổi Dậu lao đao công việc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/4/2026: Tuổi Sửu buôn bán thuận lợi, tuổi Dậu lao đao công việc

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 2/4/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Lãi suất cho vay mua nhà tại nhiều ngân hàng đang điều chỉnh tăng mạnh

Lãi suất cho vay mua nhà tại nhiều ngân hàng đang điều chỉnh tăng mạnh

Trước xu hướng lãi suất huy động tăng, lãi suất cho vay, nhất là với các khoản vay mua nhà đã được ngân hàng điều chỉnh tăng.
GOM 2026: Cầu Nắng - Thắp sáng ước mơ của trẻ thơ

GOM 2026: Cầu Nắng - Thắp sáng ước mơ của trẻ thơ

The 1% Fund là một dự án thiện nguyện được thành lập bởi học sinh trường THPT Chuyên Hà Nội - Amsterdam và THPT Chuyên Nguyễn Huệ với châm ngôn “One percent. One change” - một phần trăm tấm lòng của mỗi người cũng có thể kiến tạo một sức ảnh hưởng nhất định đến cộng đồng.
ROBOHUB Vietnam đồng hành cùng Trường Tiểu học Trung Yên tổ chức Ngày hội AI, STEM và Robotics

ROBOHUB Vietnam đồng hành cùng Trường Tiểu học Trung Yên tổ chức Ngày hội AI, STEM và Robotics

Ngày 31/3, Trường Tiểu học Trung Yên (phường Yên Hòa) đã diễn ra Ngày hội trải nghiệm Trí tuệ nhân tạo (AI), STEM và Robotics, thu hút đông đảo cán bộ, giáo viên, phụ huynh và học sinh tham gia.
song-gia-tri