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)

mca
Tin bài khác
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Hàng loạt chiến lược mới thu hút khách hàng và thúc đẩy tăng trưởng

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Hàng loạt chiến lược mới thu hút khách hàng và thúc đẩy tăng trưởng

Tuần qua, nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh, chiến lược nhân sự như: Hội nghị Đầu tư Techcombank 2025 - Đưa Việt Nam tăng trưởng hai con số; Vietcombank đẩy mạnh tín dụng, hỗ trợ kinh tế tăng trưởng bền vững; Sacombank đồng hành cùng doanh nghiệp,...
Điều khiển xoay tải trong hệ thống cần cẩu sử dụng phương pháp trượt phân cấp kết hợp tối ưu bầy đàn

Điều khiển xoay tải trong hệ thống cần cẩu sử dụng phương pháp trượt phân cấp kết hợp tối ưu bầy đàn

Nghiên cứu này tập trung vào việc điều khiển hướng của tải trong hệ thống cầu trục, với mục tiêu đảm bảo điều khiển hướng chính xác đồng thời dập tắt dao động dư do sự xoắn cáp gây ra.
Ủy ban Thường vụ Quốc hội bàn giải pháp phát triển nhân lực khoa học công nghệ, AI và CNTT

Ủy ban Thường vụ Quốc hội bàn giải pháp phát triển nhân lực khoa học công nghệ, AI và CNTT

Tại Phiên họp thứ 47, Ủy ban Thường vụ Quốc hội đã tập trung thảo luận các chính sách phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao, đặc biệt trong các lĩnh vực khoa học công nghệ, trí tuệ nhân tạo (AI), công nghệ thông tin và công nghiệp bán dẫn - nền tảng cho tăng trưởng nhanh và bền vững trong kỷ nguyên mới.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/7/2025: Tuổi Tuất dễ gặp căng thẳng, tuổi Mùi gặp tích cực

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/7/2025: Tuổi Tuất dễ gặp căng thẳng, tuổi Mùi gặp tích cực

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 12/7/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 11/7: Tín hiệu điều chỉnh đang hình thành?

Thị trường chứng khoán ngày 11/7: Tín hiệu điều chỉnh đang hình thành?

Dù tiếp tục ghi nhận phiên tăng điểm, thị trường ngày 11/7 đang phát đi tín hiệu thận trọng khi VN Index hình thành cây nến Doji với bóng trên dài – dấu hiệu cho thấy áp lực chốt lời đang tăng dần sau chuỗi phiên tăng nóng. Dòng tiền vẫn hoạt động tích cực như không có sự lan tỏa rộng và sự phân hóa ngày càng rõ rệt giữa các nhóm ngành.
Hội Tự động hóa Việt Nam và ENVIVA hợp tác phát triển AI phục vụ sản xuất và đào tạo

Hội Tự động hóa Việt Nam và ENVIVA hợp tác phát triển AI phục vụ sản xuất và đào tạo

Ngày 11/07, tại Hà Nội, Hội Tự động hoá Việt Nam (VAA) đã ký biên bản hợp tác với Công ty Cổ phần Tư vấn Công nghệ ENVIVA.
Techcombank khẳng định vai trò dẫn dắt với Investment Summit 2025

Techcombank khẳng định vai trò dẫn dắt với Investment Summit 2025

Ngân hàng TMCP Kỹ thương Việt Nam (Techcombank) tổ chức thành công Techcombank Investment Summit 2025 với chủ đề “Việt Nam mới: Tầm nhìn kiến tạo giá trị.
Để AI “chiếm lĩnh” cuộc sống ở mức độ nào là do tính toán của con người

Để AI “chiếm lĩnh” cuộc sống ở mức độ nào là do tính toán của con người

Những năm gần đây, AI đang dần chiếm ưu thế và can thiệp quá nhiều vào đời sống con người. Thậm chí, với nghề viết và ngành giáo dục, AI cũng đã len lỏi và can thiệp mỗi ngày một sâu sắc,…
Đâu là “khắc tinh” của các tổ chức không có giải pháp bảo mật đảm bảo?

Đâu là “khắc tinh” của các tổ chức không có giải pháp bảo mật đảm bảo?

Báo cáo tình trạng an ninh mạng trong lĩnh vực công nghệ vận hành (OT) toàn cầu năm 2025, với hơn 550 chuyên gia OT được khảo sát cho thấy các tổ chức đang coi trọng bảo mật OT hơn. Điều này được thể hiện ở sự gia tăng đáng kể trong việc phân công trách nhiệm về rủi ro OT cho các lãnh đạo cấp cao nhất (C-suite), cùng với việc số lượng các tổ chức tự báo cáo có cải tiến, tăng trưởng về bảo mật OT đã ở mức cao hơn.
Tự động hóa là nền tảng để công nghiệp sản xuất phát triển

Tự động hóa là nền tảng để công nghiệp sản xuất phát triển

Ngày 9/7/2025, tại TP. Hồ Chí Minh đã diễn ra Hội thảo “Từ tự động hóa đến sản xuất xanh”. Hội thảo do Hội Tự động hóa TP. Hồ Chí Minh (HAuA) phối hợp với Trung tâm Phát triển Công nghiệp Hỗ trợ TP. Hồ Chí Minh (CSID) cùng Công ty TNHH COEX VINA tổ chức, với sự đồng hành của các đối tác, các Hiệp hội chuyên ngành và các tổ chức ngành nghề liên quan.
Quảng cáo
moxa