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
Nhận định phiên giao dịch ngày 07/7: VN Index đứng trước thử thách lớn tại vùng 1.400 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 07/7: VN Index đứng trước thử thách lớn tại vùng 1.400 điểm

VN Index tiếp tục giữ đà tăng trong phiên cuối tuần qua nhờ lực đẩy từ nhóm cổ phiếu trụ và thị trường đang tiến gần vùng kháng cự quan trọng. Trong bối cảnh này, phiên giao dịch ngày 7/7 được dự báo sẽ đối mặt với áp lực rung lắc ngắn hạn, buộc nhà đầu tư cần cẩn trọng trong chiến lược mua bán, đặc biệt với các nhóm cổ phiếu đầu cơ và những mã đã tăng nóng.
Petrovietnam vững đà tăng trưởng, sẵn sàng bứt phá

Petrovietnam vững đà tăng trưởng, sẵn sàng bứt phá

Trong bối cảnh giá năng lượng biến động và địa chính trị phức tạp, Petrovietnam duy trì sản xuất an toàn, bảo đảm chuỗi cung ứng và giữ vững vai trò trụ cột ngân sách quốc gia. Thành công này đến từ quản trị linh hoạt, đẩy nhanh khai thác mỏ mới, tái khởi động hợp đồng dầu khí và tăng tốc đầu tư hạ tầng khí – điện. Bước vào nửa cuối 2025, Tập đoàn gia tốc thăm dò, hoàn thiện chuỗi LNG – hydrogen, mở rộng dịch vụ năng lượng xanh, hướng tới tăng trưởng bền vững và bứt phá mạnh mẽ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/7/2025: Tuổi Sửu tinh thần hăng hái, tuổi Mùi bị kẻ xấu hãm hại

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/7/2025: Tuổi Sửu tinh thần hăng hái, tuổi Mùi bị kẻ xấu hãm hại

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 7/7/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
VietChain Talents 2025: bùng nổ tài năng blockchain Việt

VietChain Talents 2025: bùng nổ tài năng blockchain Việt

Cuộc thi “Tìm kiếm Tài năng Blockchain Việt Nam: VietChain Talents 2025” - sân chơi lớn nhất từ trước đến nay dành cho cộng đồng blockchain tại Việt Nam đã chính thức khép lại vòng nhận bài với 138 bài thi hợp lệ, được chọn lọc từ 320 ý tưởng và 220 đội đăng ký trên toàn quốc.
Việt Nam luôn coi trọng và nỗ lực thực hiện các cam kết quốc tế về quyền con người

Việt Nam luôn coi trọng và nỗ lực thực hiện các cam kết quốc tế về quyền con người

Trong các ngày từ 7 - 8/7, Đoàn Việt Nam với đại diện của 9 cơ quan gồm Tòa án nhân dân tối cao, Viện kiểm sát nhân dân tối cao, Bộ Tư pháp, Bộ Ngoại giao, Bộ Công an, Bộ Nội vụ, Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch, Bộ Dân tộc và Tôn giáo, Văn phòng Chính phủ, do Thứ trưởng Bộ Tư pháp Nguyễn Thanh Tịnh làm Trưởng đoàn sẽ tham dự Phiên đối thoại về Báo cáo quốc gia thực thi Công ước quốc tế về các quyền dân sự và chính trị (Công ước ICCPR) tại Phiên họp thứ 144 của Ủy ban Nhân quyền Liên hợp quốc tại Geneve, Thụy Sỹ. Thứ trưởng Bộ Tư pháp Nguyễn Thanh Tịnh đã thông tin về sự kiện quan trọng này.
6 tháng đầu năm: Ngành chế biến chế tạo tăng 11,1%

6 tháng đầu năm: Ngành chế biến chế tạo tăng 11,1%

Sản xuất công nghiệp trong quý II/2025 tiếp tục tăng trưởng tích cực, chỉ số sản xuất công nghiệp ước tăng 10,3% so với cùng kỳ năm trước, trong đó công nghiệp chế biến, chế tạo tăng 12,3%.
Cổng IoT thông minh: Giải pháp kết nối dữ liệu mạnh mẽ cho tự động hóa hiện đại

Cổng IoT thông minh: Giải pháp kết nối dữ liệu mạnh mẽ cho tự động hóa hiện đại

Trong thời đại mà dữ liệu là yếu tố then chốt thúc đẩy hiệu quả vận hành và ra quyết định, các thiết bị trung gian như cổng IoT đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối hệ thống vật lý với nền tảng số. Một trong những giải pháp nổi bật hiện nay là MSA FieldServer, dòng cổng IoT thông minh giúp cầu nối hiệu quả giữa các hệ thống tự động hóa tòa nhà, công nghiệp và nền tảng đám mây.
Đẩy mạnh phòng, chống bạo lực gia đình bằng truyền thông số

Đẩy mạnh phòng, chống bạo lực gia đình bằng truyền thông số

Với những bước tiến quan trọng trong xây dựng pháp luật, đẩy mạnh tuyên truyền và hỗ trợ nạn nhân, công tác phòng, chống bạo lực gia đình ở Việt Nam đang ngày càng đạt được hiệu quả rõ rệt. Tuy nhiên, tình hình bạo lực vẫn còn diễn biến phức tạp, đòi hỏi truyền thông phải tiếp tục phát huy vai trò là “chìa khóa” thay đổi nhận thức và thúc đẩy hành động trong cộng đồng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 6/7/2025: Tuổi Mão phát huy tài năng, tuổi Ngọ dễ bị lừa gạt

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 6/7/2025: Tuổi Mão phát huy tài năng, tuổi Ngọ dễ bị lừa gạt

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 6/7/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Camera AI xử lý thị giác thời gian thực ngay trên thiết bị

Camera AI xử lý thị giác thời gian thực ngay trên thiết bị

B&R Industrial Automation - một bộ phận tự động hóa máy móc của tập đoàn ABB - vừa ra mắt thế hệ camera thông minh mới tích hợp AI tiên tiến, đánh dấu bước tiến lớn trong việc đưa công nghệ thị giác máy vào vòng điều khiển thời gian thực. Camera này không chỉ quan sát mà còn có khả năng phản ứng tức thì với các tình huống phát sinh trên dây chuyền sản xuất, một tính năng mang tính cách mạng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp.
Quảng cáo
moxa