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)

vaa
Tin bài khác
Trình diễn công nghệ

Trình diễn công nghệ 'xem được, chạm được, kiểm chứng được' tại Make in Vietnam 2025

Trong khuôn khổ Diễn đàn Make in Vietnam 2025 do Bộ KH&CN tổ chức chiều 30/12 tại Trung tâm Hội nghị VinPalace Cổ Loa (xã Đông Anh, TP. Hà Nội) đã diễn ra hoạt động trình diễn công nghệ theo các kịch bản thực tế.
Nhận định phiên giao dịch ngày 31/12: Duy trì tỷ trọng đối với những mã đang khả dụng

Nhận định phiên giao dịch ngày 31/12: Duy trì tỷ trọng đối với những mã đang khả dụng

Phiên giao dịch ngày 30/12 khép lại với diễn biến tích cực khi VN-Index duy trì đà tăng và dòng tiền có dấu hiệu lan tỏa, cho thấy tâm lý nhà đầu tư dần ổn định. Trong bối cảnh thị trường bước vào giai đoạn giằng co, tích lũy, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư duy trì tỷ trọng hợp lý ở những mã đang trong xu hướng hồi phục và thu hút dòng tiền.
Nâng cao năng lực cho các tổ chức nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ công lập

Nâng cao năng lực cho các tổ chức nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ công lập

Phó Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Chí Dũng ký Quyết định số 2813/QĐ-TTg phê duyệt Chương trình nâng cao năng lực cho các tổ chức nghiên cứu khoa học, tổ chức nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ công lập giai đoạn 2025-2030 (Chương trình).
Hỗ trợ phụ nữ yếu thế trong thúc đẩy phát triển nông nghiệp xanh

Hỗ trợ phụ nữ yếu thế trong thúc đẩy phát triển nông nghiệp xanh

Việc hỗ trợ giúp nâng cao nhận thức và tiềm lực kinh tế cho phụ nữ vùng sâu, vùng xa, vùng kinh tế đặc biệt khó khăn, kiến tạo sự bình đẳng giới bền vững trong cộng đồng. Đây là vấn đề đang được nhiều tổ chức, đơn vị trong và ngoài nước hướng tới.
Bộ Khoa học và Công nghệ ghi nhận kết quả triển khai 5G quy mô lớn của Viettel

Bộ Khoa học và Công nghệ ghi nhận kết quả triển khai 5G quy mô lớn của Viettel

Trong chưa đầy 10 tháng, Viettel đã triển khai hơn 20.700 trạm vô tuyến 5G trên toàn quốc, trong đó có hơn 2.000 trạm “Make in Vietnam”, hoàn thành các chỉ tiêu được giao sớm gần ba tuần và được Bộ Khoa học và Công nghệ ghi nhận kết quả.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/12/2025: Tuổi Thân khó tránh rắc rối, tuổi Sửu năng lượng tràn đầy

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/12/2025: Tuổi Thân khó tránh rắc rối, tuổi Sửu năng lượng tràn đầy

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 31/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Ấn bản đặc biệt “Kim Vân Kiều”: Hội tụ ba di sản lớn của văn hóa Việt

Ấn bản đặc biệt “Kim Vân Kiều”: Hội tụ ba di sản lớn của văn hóa Việt

Nhân kỷ niệm 260 năm ngày sinh Đại thi hào Nguyễn Du, Danh nhân văn hóa thế giới, Nhã Nam ra mắt ấn bản đặc biệt Kim Vân Kiều, lần đầu công bố bộ tranh Kiều chưa từng xuất bản của danh họa Nguyễn Tư Nghiêm, đánh dấu sự hội tụ hiếm có của di sản văn chương, quốc ngữ và hội họa Việt Nam.
Thị trường chứng khoán ngày 30/12: Bluechip dẫn dắt, VN-Index tăng hơn 12 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 30/12: Bluechip dẫn dắt, VN-Index tăng hơn 12 điểm

Phiên giao dịch ngày 30/12 khép lại với sắc xanh chiếm ưu thế trên thị trường chứng khoán Việt Nam, khi nhóm cổ phiếu bluechip tiếp tục đóng vai trò dẫn dắt, giúp VN-Index duy trì đà tăng tích cực. Đáng chú ý, cổ phiếu DGC có phiên hồi phục mạnh sau giai đoạn điều chỉnh kéo dài gần hai tuần.
Bảo mật đang trở thành cuộc chiến của trí tuệ nhân tạo?

Bảo mật đang trở thành cuộc chiến của trí tuệ nhân tạo?

Từ chiến trường đến trung tâm dữ liệu, trí tuệ nhân tạo (AI) có thể trở thành yếu tố chi phối quyết định kết quả của bất kỳ cuộc xung đột nào. Với những điểm tương đồng với việc khai thác năng lượng phân hạch hạt nhân vào những năm 1940, AI dường như đang đạt đến điểm bùng phát, làm thay đổi mạnh mẽ bản chất của xung đột và có khả năng làm thay đổi cán cân giữa bên tấn công và bên phòng thủ.
Nhận định phiên giao dịch ngày 30/12: Ưu tiên mở vị thế ở những mã đang có lợi nhuận

Nhận định phiên giao dịch ngày 30/12: Ưu tiên mở vị thế ở những mã đang có lợi nhuận

Phiên giao dịch ngày 30/12 được dự báo diễn biến thận trọng khi đà phục hồi chưa đi kèm thanh khoản mạnh. Nhà đầu tư được khuyến nghị ưu tiên nắm giữ và mở vị thế ở những cổ phiếu đang có lợi nhuận, thuộc các nhóm ngành hút dòng tiền.
song-gia-tri