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)

Tin bài khác
Hội chợ Mùa Xuân 2026 khẳng định niềm tự hào chất lượng Việt, tầm vóc Việt

Hội chợ Mùa Xuân 2026 khẳng định niềm tự hào chất lượng Việt, tầm vóc Việt

Tối 13/2, tại Trung tâm Hội chợ Triển lãm Quốc gia (VEC), Hội chợ Mùa Xuân lần thứ nhất năm 2026 đã chính thức khép lại sau 12 ngày mở cửa. Hội chợ đã thu hút hơn 500 ngàn lượt khách trong và ngoài nước, tổng doanh thu trên 300 tỷ đồng.
Khoảng trống trung gian trong thiết kế SIS: Bài toán bộ giải logic đang dần có lời giải

Khoảng trống trung gian trong thiết kế SIS: Bài toán bộ giải logic đang dần có lời giải

Trong mọi Hệ thống Thiết bị An toàn (Safety Instrumented System - SIS), bộ giải logic đóng vai trò trung tâm, chịu trách nhiệm đánh giá tín hiệu quá trình, thực thi logic bỏ phiếu và kích hoạt các hành động nhằm giảm thiểu rủi ro. Thế nhưng, suốt nhiều năm qua, việc lựa chọn bộ giải logic trong thiết kế SIS thường buộc các kỹ sư phải đứng trước hai lựa chọn cực đoan: sử dụng PLC an toàn đầy đủ tính năng hoặc các bộ giải logic vòng lặp đơn với chức năng giới hạn. Khoảng trống giữa hai phương án này đang trở thành một vấn đề ngày càng rõ nét trong thực tiễn công nghiệp hiện đại.
Oppo K14x ra mắt tại Ấn Độ: Vẫn dùng Dimensity 6300, pin 6.500mAh, giá từ 4,28 triệu đồng

Oppo K14x ra mắt tại Ấn Độ: Vẫn dùng Dimensity 6300, pin 6.500mAh, giá từ 4,28 triệu đồng

Oppo vừa giới thiệu mẫu smartphone dòng K mới tại thị trường Ấn Độ mang tên Oppo K14x. Dù kế nhiệm K13x ra mắt năm ngoái, thiết bị vẫn sử dụng lại vi xử lý Dimensity 6300, đồng thời được nâng cấp về pin, màn hình và một số tính năng đáng chú ý trong phân khúc phổ thông.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/2/2026: Tuổi Ngọ áp lực tiền bạc, tuổi Thân một ngày thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/2/2026: Tuổi Ngọ áp lực tiền bạc, tuổi Thân một ngày thuận lợi

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 14/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
AI lan rộng trong doanh nghiệp, quản trị dữ liệu trở thành yêu cầu cấp thiết

AI lan rộng trong doanh nghiệp, quản trị dữ liệu trở thành yêu cầu cấp thiết

Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong doanh nghiệp đang gia tăng nhanh chóng, từ phát triển phần mềm, vận hành cho tới các công việc tri thức. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới cho thấy đằng sau làn sóng áp dụng này đang xuất hiện những rủi ro dữ liệu mới mà các mô hình quản trị và bảo mật truyền thống chưa theo kịp.
Thị trường chứng khoán ngày 13/2: VN Index bật mạnh cuối phiên, chạm kháng cự MA20 trước thềm năm Ất Tỵ

Thị trường chứng khoán ngày 13/2: VN Index bật mạnh cuối phiên, chạm kháng cự MA20 trước thềm năm Ất Tỵ

Sau nhịp rung lắc đầu phiên vì nhóm Vin, thị trường bất ngờ tăng tốc về cuối ngày, VN Index đóng cửa cao nhất phiên và chạm vùng kháng cự MA20. Trong đó, họ Gelex và dầu khí trở thành tâm điểm của thị trường.
Nhiều nghệ sĩ nổi tiếng góp mặt tại Lễ bế mạc Hội chợ Mùa Xuân 2026

Nhiều nghệ sĩ nổi tiếng góp mặt tại Lễ bế mạc Hội chợ Mùa Xuân 2026

Thông tin từ Ban Tổ chức cho biết, Lễ bế mạc Hội chợ Mùa Xuân 2026 diễn ra vào 20h tối nay, ngày 13/2, là điểm đến giao lưu nghệ thuật dành cho người dân, du khách. Lễ Bế mạc quy tụ nhiều ca sĩ nổi tiếng cùng dàn Táo quân đình đám, như nghệ sỹ Tự Long, Quang Thắng, Vân Dung, Hòa Minzy, Double2T, ST Sơn Thạch,...
Hà Nội: Thêm 2 di tích phố cổ thu phí tham quan bằng vé điện tử

Hà Nội: Thêm 2 di tích phố cổ thu phí tham quan bằng vé điện tử

Từ ngày 19/1, hai điểm di tích tại số 28 Hàng Buồm và 50 Đào Duy Từ chính thức triển khai thu phí tham quan bằng hình thức vé điện tử. Như vậy, khu phố cổ Hà Nội hiện có 6 điểm áp dụng hệ thống bán vé điện tử, góp phần thúc đẩy chuyển đổi số trong lĩnh vực du lịch.
Thị trường chứng khoán ngày 11/2: Thanh khoản giảm mạnh trước kỳ nghỉ Tết, VN Index tăng phiên thứ hai liên tiếp

Thị trường chứng khoán ngày 11/2: Thanh khoản giảm mạnh trước kỳ nghỉ Tết, VN Index tăng phiên thứ hai liên tiếp

Thị trường tiếp tục duy trì sắc xanh trong suốt phiên giao dịch, đưa VN Index tiến sát vùng kháng cự MA20 ngày. Tuy nhiên, thanh khoản sụt giảm mạnh do tâm lý thận trọng trước kỳ nghỉ Tết dài ngày, khiến đà tăng phụ thuộc nhiều vào nhóm cổ phiếu trụ.
Khởi động Cuộc thi Hackathon quốc tế về tính toán lượng tử

Khởi động Cuộc thi Hackathon quốc tế về tính toán lượng tử

Cuộc thi Hackathon Quốc tế về Tính toán Lượng tử (QC4SG 2026) chính thức khởi động ngày 10/2, mở ra sân chơi công nghệ quy mô quốc tế, đồng thời thể hiện quyết tâm của Việt Nam trong việc tham gia sâu hơn vào chuỗi giá trị công nghệ lượng tử toàn cầu và phát triển hệ sinh thái deep tech trong nước.
song-gia-tri