timtos

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)

Tin bài khác
Bộ KH&CN triển khai 7 nhiệm vụ, giải pháp tập trung vào đột phá về thể chế

Bộ KH&CN triển khai 7 nhiệm vụ, giải pháp tập trung vào đột phá về thể chế

Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) đang triển khai chương trình hành động thực hiện Nghị quyết số 01/NQ-CP và Nghị quyết số 02/NQ-CP của Chính phủ năm 2025, trong đó xác định đột phá về thể chế là “đột phá của đột phá”.
Nhận định phiên giao dịch ngày 10/2: VN Index tiếp tục đà tăng, hướng tới mốc 1.280 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 10/2: VN Index tiếp tục đà tăng, hướng tới mốc 1.280 điểm

Thị trường đang chứng kiến chuỗi tăng điểm ấn tượng, với VN Index đóng cửa phiên giao dịch cuối tuần ngày 7/2 ở mức 1.275 điểm, đánh dấu phiên tăng thứ 4 liên tiếp. Theo các chuyên gia, khả năng VN Index tiếp tục vượt ngưỡng 1.280 điểm trong tuần tới là rất lớn, nhờ sự hỗ trợ từ dòng tiền mạnh mẽ và tín hiệu kỹ thuật tích cực.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/2/2025: Tuổi Tý gặp rắc rối, tuổi Thìn hay gặp may

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/2/2025: Tuổi Tý gặp rắc rối, tuổi Thìn hay gặp may

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 10/2/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tập đoàn THACO được đề nghị nghiên cứu, sản xuất toa tàu đường sắt tốc độ cao

Tập đoàn THACO được đề nghị nghiên cứu, sản xuất toa tàu đường sắt tốc độ cao

Sáng 8/2, trong chương trình công tác tại Quảng Nam, Thủ tướng Phạm Minh Chính đã tới khảo sát cảng quốc tế Chu Lai, sân bay quốc tế Chu Lai và thăm, làm việc với Công ty Cổ phần Tập đoàn Trường Hải (THACO) tại Khu kinh tế mở Chu Lai.
Kinh tế số Việt Nam tăng trưởng vượt 20%/năm

Kinh tế số Việt Nam tăng trưởng vượt 20%/năm

Theo Bộ Thông tin và Truyền thông, tỷ trọng kinh tế số năm 2024 Việt Nam ước đạt 18,3% GDP, tốc độ tăng trưởng vượt 20%/năm, cao gấp 3 lần tốc độ tăng trưởng GDP, nhanh nhất Đông Nam Á.
Dừng hoạt động, TEMU buộc phải hoàn tiền cho khách hàng Việt Nam

Dừng hoạt động, TEMU buộc phải hoàn tiền cho khách hàng Việt Nam

Theo lãnh đạo Cục Thương mại điện tử và Kinh tế số (Bộ Công thương), sàn thương mại điện tử (TMĐT) Temu sẽ phải hoàn tiền và bồi thường cho những khách hàng
Siemens Healthineers chuyển giao siêu máy chụp CT đầu tiên cho Việt Nam

Siemens Healthineers chuyển giao siêu máy chụp CT đầu tiên cho Việt Nam

Siêu máy CT Somatom Force VB30 với khả năng tái tạo hơn 100.000 lát cắt trong một lần chụp vừa được Siemens Healthineers Việt Nam chuyển giao cho Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh Hà Nội.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/2/2025: Tuổi Tý vô cùng thuận lợi, tuổi Tuất gặp chuyện thị phi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/2/2025: Tuổi Tý vô cùng thuận lợi, tuổi Tuất gặp chuyện thị phi

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 9/2/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Đề xuất một số định hướng xây dựng Luật Năng lượng nguyên tử (sửa đổi)

Đề xuất một số định hướng xây dựng Luật Năng lượng nguyên tử (sửa đổi)

Cục An toàn bức xạ và hạt nhân vừa phối hợp với các đơn vị liên quan trực thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ tổ chức Hội thảo khoa học về góp ý hoàn thiện chính sách, pháp luật năng lượng nguyên tử (NLNT).
PV Power nỗ lực vì an ninh năng lượng quốc gia

PV Power nỗ lực vì an ninh năng lượng quốc gia

Mới đây, Nhà máy điện Nhơn Trạch 3, nhà máy điện khí LNG đầu tiên của Việt Nam do Tổng công ty Điện lực dầu khí Việt Nam (PV Power) làm chủ đầu tư đã hòa lưới điện quốc gia thành công, với công suất đạt 50MW.
hoi-thao-khoa-hoc-phat-trien-giao-thong-xanh
Quảng cáo
qc-may-tinh