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
mca
Tin bài khác
Nhận định phiên giao dịch ngày 16/10: Duy trì vị thế hiện tại

Nhận định phiên giao dịch ngày 16/10: Duy trì vị thế hiện tại

Thị trường chứng khoán đang bước vào giai đoạn điều chỉnh kỹ thuật sau nhịp tăng mạnh, với thanh khoản suy giảm và sự phân hóa rõ nét giữa các nhóm ngành. Giới phân tích cho rằng nhà đầu tư nên duy trì vị thế hiện tại, tập trung nắm giữ các cổ phiếu có nền tảng cơ bản tốt và kết quả kinh doanh quý III khả quan, đồng thời theo dõi tín hiệu xu hướng mới của VN-Index trong những phiên tới.
Khai thác dữ liệu: Trụ cột của quản lý dự án xây dựng thông minh

Khai thác dữ liệu: Trụ cột của quản lý dự án xây dựng thông minh

Các dự án xây dựng luôn đối mặt với rủi ro về ngân sách và tiến độ. Hệ thống thông tin quản lý rủi ro (Risk Management Information System - RMIS) dựa trên dữ liệu giúp nhà thầu dự đoán sớm vấn đề và duy trì dự án đúng hướng.
Kiện toàn Ban Chỉ đạo quốc gia về phát triển ngành công nghiệp bán dẫn

Kiện toàn Ban Chỉ đạo quốc gia về phát triển ngành công nghiệp bán dẫn

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính ký Quyết định số 2265/QĐ-TTg ngày 14/10/2025 về việc kiện toàn Ban Chỉ đạo quốc gia về phát triển ngành công nghiệp bán dẫn.
EVNHANOI bảo đảm an toàn điện phục vụ Đại hội đại biểu Đảng bộ TP Hà Nội lần thứ XVIII

EVNHANOI bảo đảm an toàn điện phục vụ Đại hội đại biểu Đảng bộ TP Hà Nội lần thứ XVIII

Với hơn 200 ca trực và tinh thần trách nhiệm cao nhất, lực lượng thợ điện Thủ đô đã hoàn tất mọi phương án vận hành, sẵn sàng bảo đảm dòng điện an toàn, ổn định phục vụ Đại hội đại biểu Đảng bộ TP. Hà Nội lần thứ XVIII, nhiệm kỳ 2025-2030.
VNPT và Qualcomm ra mắt Trung tâm Xuất sắc VQEC - bước ngoặt trong chiến lược làm chủ công nghệ lõi của Việt Nam

VNPT và Qualcomm ra mắt Trung tâm Xuất sắc VQEC - bước ngoặt trong chiến lược làm chủ công nghệ lõi của Việt Nam

Một cột mốc mới trong hành trình chuyển đổi số của Việt Nam vừa được xác lập khi VNPT và Qualcomm ra mắt Trung tâm Xuất sắc VNPT - Qualcomm (VQEC). Đây sẽ là nơi hội tụ trí tuệ Việt Nam và tri thức toàn cầu, thúc đẩy nghiên cứu, sáng tạo và thương mại hóa các sản phẩm công nghệ tiên tiến Make in Vietnam.
Đại học Bách khoa Hà Nội xác nhận có sơ suất khi dán logo của trường lên robot hai chân

Đại học Bách khoa Hà Nội xác nhận có sơ suất khi dán logo của trường lên robot hai chân

Chiều 15/10, PGS.TS Huỳnh Đăng Chính, Phó Giám đốc Đại học Bách khoa Hà Nội đã phát đi Thông cáo báo chí số 2890/TC-ĐHBK, xác nhận có sơ suất trong quá trình dán logo sản phẩm robot hai chân trưng bày trong Triển lãm “80 năm Hành trình Độc lập -Tự do - Hạnh phúc” trong gian hàng của Đại học Bách khoa Hà Nội.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/10/2025: Tuổi Tý gặp mâu thuẫn nhỏ, Tuổi Dần làm ăn khấm khá

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/10/2025: Tuổi Tý gặp mâu thuẫn nhỏ, Tuổi Dần làm ăn khấm khá

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 16/10/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 15/10: VJC tiếp tục tăng trần, nhóm Vin hạ nhiệt

Thị trường chứng khoán ngày 15/10: VJC tiếp tục tăng trần, nhóm Vin hạ nhiệt

Dòng tiền luân phiên giữa ngân hàng và chứng khoán giúp mặt bằng giao dịch sôi động. Trong đó, VJC tím phiên thứ hai, TPB và SSI tăng tích cực. Ở chiều ngược lại, nhóm Vin đồng loạt điều chỉnh và cùng các trụ FPT, GAS, VCB, BID kéo chỉ số lùi nhẹ.
Đông đảo khán giả xếp hàng chờ xem Đêm nhạc hội Spotlight 2025

Đông đảo khán giả xếp hàng chờ xem Đêm nhạc hội Spotlight 2025

Chiều ngày 15/10, không khí chuẩn bị cho Đêm nhạc hội của sự kiện Spotlight 2025 - Adastra đang dần “nóng” lên từng phút, từng giây. Ngay từ sớm, các bạn sinh viên đã có mặt, chờ xếp hàng, háo hức chờ đón khoảnh khắc được “cháy” hết mình tại đêm nhạc.
Trí tuệ nhân tạo mở ra kỷ nguyên mới cho nghề kiểm toán

Trí tuệ nhân tạo mở ra kỷ nguyên mới cho nghề kiểm toán

Với sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo, ngành kiểm toán đang bước vào giai đoạn mới - nơi công nghệ trở thành "trợ lý đắc lực", giúp phát hiện sai phạm sớm, giám sát toàn diện và tăng tính minh bạch trong quản lý tài chính công.
song-gia-tri