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
PGS.TS. Hoàng Minh Sơn được giao quyền Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo

PGS.TS. Hoàng Minh Sơn được giao quyền Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo

Ngày 27/2/2026, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 356/QĐ-TTg điều động và giao Quyền Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo cho PGS.TS. Hoàng Minh Sơn - Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XIV, Giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội. Quyết định thể hiện sự tin tưởng của Đảng, Nhà nước đối với năng lực quản lý và những đóng góp nổi bật của ông trong tiến trình đổi mới giáo dục đại học.
Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế ban hành tiêu chuẩn mới cho hệ thống SCADA

Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế ban hành tiêu chuẩn mới cho hệ thống SCADA

Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế (ISA) vừa chính thức công bố tiêu chuẩn ANSI/ISA-112.00.01-2025 - Hệ thống SCADA, Phần 1: Vòng đời, sơ đồ và thuật ngữ của hệ thống SCADA, đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc chuẩn hóa quản lý và hiện đại hóa các hệ thống điều khiển giám sát trên toàn cầu. Tiêu chuẩn hiện đã được phát hành trên website của ISA và được cung cấp miễn phí cho các thành viên như một quyền lợi thành viên.
Động cơ SynRM tiêu chuẩn IE6 mở ra bước tiến mới về tiết kiệm năng lượng trong công nghiệp

Động cơ SynRM tiêu chuẩn IE6 mở ra bước tiến mới về tiết kiệm năng lượng trong công nghiệp

ABB vừa công bố cung cấp rộng rãi động cơ đồng bộ từ trở không nam châm (SynRM) đạt cấp hiệu suất IE6, với dải công suất từ 100 kW đến 450 kW. Theo hãng, dòng động cơ mới có thể giúp giảm tới 76% mức tiêu thụ năng lượng so với các thiết bị đạt chuẩn IE5 trước đó. Các động cơ siêu hiệu suất này sử dụng khung 280 và 315, vận hành ở tốc độ 3.600 vòng/phút, hướng tới các ứng dụng công nghiệp yêu cầu hiệu suất cao như quạt, bơm, máy nén và nhiều hệ thống truyền động khác.
Phim Tết Việt rộn ràng "xuất ngoại": Từ phòng vé nội địa đến quảng bá văn hóa toàn cầu

Phim Tết Việt rộn ràng "xuất ngoại": Từ phòng vé nội địa đến quảng bá văn hóa toàn cầu

Không chỉ tạo sức nóng tại rạp chiếu trong nước dịp đầu Xuân Bính Ngọ, nhiều phim Tết Việt năm nay còn đồng loạt mở rộng phát hành quốc tế.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/2/2026: Tuổi Tý một ngày vượng, tuổi Dần chú ý lối hành xử

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/2/2026: Tuổi Tý một ngày vượng, tuổi Dần chú ý lối hành xử

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 28/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 27/2: VN Index chạm 1.900 điểm rồi hạ nhiệt, áp lực chốt lời gia tăng cuối phiên

Thị trường chứng khoán ngày 27/2: VN Index chạm 1.900 điểm rồi hạ nhiệt, áp lực chốt lời gia tăng cuối phiên

Thị trường khởi sắc trong buổi sáng khi VN Index có thời điểm chạm mốc 1.900 điểm. Tuy nhiên, áp lực chốt lời gia tăng trong phiên chiều khiến chỉ số thu hẹp đà tăng và đóng cửa sát tham chiếu.
GS.VS. Châu Văn Minh giữ cương vị Bí thư Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam

GS.VS. Châu Văn Minh giữ cương vị Bí thư Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam

Giáo sư, Viện sĩ Châu Văn Minh - Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nguyên Ủy viên Trung ương Đảng các khóa XI, XII, XIII được chỉ định giữ chức Bí thư Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam nhiệm kỳ 2025-2030, tiếp tục đảm trách vai trò hạt nhân chính trị trong hệ thống các hội khoa học - kỹ thuật cả nước.
Robot tự hành hướng tới tăng tính linh hoạt cho nhà máy

Robot tự hành hướng tới tăng tính linh hoạt cho nhà máy

Những robot di động tự hành có khả năng tùy biến hoàn toàn đầu tiên được phát triển tại Anh đã được Siemens triển khai cùng Expert Technologies Group và RMGroup, nhằm nâng cao tính linh hoạt trong vận hành nhà máy và kho bãi.
Khắc ghi lời Bác dặn ngành Y: Đoàn kết - Nhân ái - Xây dựng nền y học Việt Nam

Khắc ghi lời Bác dặn ngành Y: Đoàn kết - Nhân ái - Xây dựng nền y học Việt Nam

Nhân ngày Thầy thuốc Việt Nam 27/2, bức thư của Chủ tịch Hồ Chí Minh gửi cán bộ ngành Y tế, đăng trên Báo Nhân Dân ngày 27/2/1955, vẫn vẹn nguyên giá trị. Chỉ với 368 từ ngắn gọn, súc tích, Người đã căn dặn ba nội dung cốt lõi: thật thà đoàn kết, thương yêu người bệnh và xây dựng nền y học nước nhà - trở thành kim chỉ nam cho nhiều thế hệ thầy thuốc Việt Nam.
TP.HCM ban hành bộ tiêu chí xét chọn tổ chức, cá nhân tham gia không gian làm việc tại SIHUB

TP.HCM ban hành bộ tiêu chí xét chọn tổ chức, cá nhân tham gia không gian làm việc tại SIHUB

Nhằm cụ thể hóa Nghị quyết 57-NQ/TW về đột phá phát triển khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM đã ban hành Bộ tiêu chí và Quy trình xét chọn các tổ chức, cá nhân tham gia sử dụng không gian làm việc tại Trung tâm Khởi nghiệp sáng tạo Thành phố (SIHUB), hướng đến xây dựng mạng lưới đối tác chiến lược trong hệ sinh thái khởi nghiệp.
song-gia-tri