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-thong-bao
Tin bài khác
Nhận định phiên giao dịch ngày 2/3: Ưu tiên cổ phiếu đang vận động trong xu hướng tăng ngắn hạn

Nhận định phiên giao dịch ngày 2/3: Ưu tiên cổ phiếu đang vận động trong xu hướng tăng ngắn hạn

Phiên giao dịch cuối tuần ngày 27/2 ghi nhận diễn biến giằng co khi VN-Index tiến sát mốc 1.900 điểm. Áp lực bán gia tăng trong phiên chiều khiến chỉ số có thời điểm giảm dưới tham chiếu, song lực cầu tại đợt khớp lệnh ATC đã giúp thị trường giữ được sắc xanh nhẹ.
Khai thác dữ liệu OT cho AI: Bài toán bảo mật trong kỷ nguyên công nghiệp số

Khai thác dữ liệu OT cho AI: Bài toán bảo mật trong kỷ nguyên công nghiệp số

Trong bối cảnh trí tuệ nhân tạo công nghiệp đang tái định hình năng lực cạnh tranh toàn cầu, việc khai thác dữ liệu thời gian thực từ hệ thống công nghệ vận hành (OT) trở thành yếu tố sống còn đối với doanh nghiệp sản xuất. Tuy nhiên, kết nối dữ liệu OT với các nền tảng AI mà vẫn đảm bảo an toàn an ninh mạng là một thách thức không nhỏ.
Du khách Việt dẫn đầu châu Á về sẵn sàng ứng dụng AI khi lên kế hoạch du lịch

Du khách Việt dẫn đầu châu Á về sẵn sàng ứng dụng AI khi lên kế hoạch du lịch

Từ gợi ý điểm tham quan, đề xuất nhà hàng đến xây dựng lịch trình cá nhân hóa, trí tuệ nhân tạo đang dần trở thành “trợ lý du lịch” của người Việt. Báo cáo mới nhất của Agoda cho thấy du khách Việt dẫn đầu châu Á về mức độ sẵn sàng ứng dụng AI.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/3/2026: Tuổi Ngọ gặp nhiều may mắn, tuổi Mùi xảy ra mâu thuẫn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/3/2026: Tuổi Ngọ gặp nhiều may mắn, tuổi Mùi xảy ra mâu thuẫn

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 2/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Mô hình song sinh kỹ thuật số: Khái niệm nền tảng và công nghệ hỗ trợ

Mô hình song sinh kỹ thuật số: Khái niệm nền tảng và công nghệ hỗ trợ

Mô hình song sinh kỹ thuật số (Digital Twin) đang trở thành một trụ cột trong chiến lược chuyển đổi số công nghiệp. Không đơn thuần là một bản mô phỏng 3D hay mô hình dữ liệu, song sinh kỹ thuật số là sự kết nối động giữa một thực thể vật lý và bản sao ảo của nó, được cập nhật liên tục theo thời gian thực nhằm giám sát, tối ưu hóa và dự đoán hiệu suất hệ thống. Để hiểu đúng và triển khai hiệu quả, cần nhìn nhận Digital Twin như một hệ thống vật lý–mạng (Cyber-Physical System - CPS) được xây dựng trên nền tảng nhiều công nghệ số hội tụ.
Tăng trưởng bền vững, củng cố vị thế bảo mật hạ tầng trọng yếu

Tăng trưởng bền vững, củng cố vị thế bảo mật hạ tầng trọng yếu

Năm 2025 đánh dấu một giai đoạn tăng trưởng mạnh mẽ của OPSWAT - nhà cung cấp giải pháp an ninh mạng chuyên bảo vệ cơ sở hạ tầng trọng yếu (CIP). Với đội ngũ hơn 1.000 nhân sự toàn cầu, công ty ghi nhận mức tăng trưởng doanh thu định kỳ hàng năm (ARR) trên 25% so với cùng kỳ, phản ánh nhu cầu ngày càng cao đối với các nền tảng bảo mật IT/OT trong bối cảnh mối đe dọa mạng gia tăng về quy mô và mức độ tinh vi.
LG Electronics ra mắt Gram 14 thế hệ 2026: Laptop 14 inch, tích hợp Ryzen AI mới

LG Electronics ra mắt Gram 14 thế hệ 2026: Laptop 14 inch, tích hợp Ryzen AI mới

Mẫu Gram 14 thuộc dòng Gram 2026 vừa chính thức mở đặt trước sau màn trình diễn tại CES đầu năm. Với trọng lượng chỉ 1,12 kg, pin 72Wh và vi xử lý Ryzen AI 400 series mới nhất, sản phẩm tiếp tục khẳng định vị thế của LG trong phân khúc laptop siêu nhẹ cao cấp.
Đầu tư 9 phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia, phục vụ công nghệ chiến lược

Đầu tư 9 phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia, phục vụ công nghệ chiến lược

Bộ KH&CN đang xây dựng Đề án Phát triển hệ thống trung tâm nghiên cứu, thử nghiệm và phòng thí nghiệm quốc gia cho các công nghệ chiến lược.
Hà Nội xây dựng “bản đồ số an ninh” tích hợp AI và camera xã hội hóa

Hà Nội xây dựng “bản đồ số an ninh” tích hợp AI và camera xã hội hóa

Tại lễ công bố thành lập Công ty cổ phần Trung tâm đổi mới sáng tạo Hà Nội, Giám đốc Công an thành phố Hà Nội - Trung tướng Nguyễn Thanh Tùng cho biết đơn vị đang thử nghiệm giải pháp Hệ sinh thái quản trị an ninh trật tự số với ba cấu phần liên thông theo thời gian thực, kỳ vọng tạo bước chuyển từ “xử lý kịp thời” sang “chủ động phòng ngừa”.
Hà Nội kích hoạt quỹ đổi mới sáng tạo 500 tỷ đồng, định hình hệ sinh thái khởi nghiệp mới

Hà Nội kích hoạt quỹ đổi mới sáng tạo 500 tỷ đồng, định hình hệ sinh thái khởi nghiệp mới

Với mục tiêu hình thành quỹ vốn mồi trên 500 tỷ đồng giai đoạn 2031-2035 và xây dựng cơ chế sandbox thử nghiệm chính sách, Trung tâm Đổi mới sáng tạo Hà Nội được kỳ vọng tháo gỡ điểm nghẽn vốn và pháp lý cho startup Thủ đô.
song-gia-tri