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)

dai-hoi-dang
Tin bài khác
Nhận định phiên giao dịch ngày 9/2: Vị thế mua rủi ro hơn cơ hội

Nhận định phiên giao dịch ngày 9/2: Vị thế mua rủi ro hơn cơ hội

Thị trường chứng khoán duy trì xu hướng điều chỉnh với áp lực bán lan rộng, khiến tâm lý nhà đầu tư trở nên thận trọng hơn. Trước diễn biến kém tích cực và các tín hiệu kỹ thuật suy yếu, vị thế mua trong ngắn hạn được đánh giá rủi ro hơn cơ hội, nhà đầu tư được khuyến nghị ưu tiên quản trị rủi ro và hạn chế giải ngân mới.
VNPT nâng cấp toàn diện hạ tầng, đảm bảo kết nối thông suốt dịp Tết Nguyên đán 2026

VNPT nâng cấp toàn diện hạ tầng, đảm bảo kết nối thông suốt dịp Tết Nguyên đán 2026

Trước xu hướng người dùng ngày càng ưu tiên dữ liệu di động, mạng xã hội và các dịch vụ OTT trong dịp Tết, Tập đoàn VNPT đã chủ động đầu tư, nâng cấp đồng bộ hạ tầng mạng lưới trên toàn quốc, sẵn sàng đáp ứng nhu cầu kết nối tăng cao và bảo đảm an toàn thông tin trong Tết Nguyên đán 2026.
Phát biểu của Tổng Bí thư Tô Lâm tại Hội nghị quán triệt Nghị quyết Đại hội XIV của Đảng

Phát biểu của Tổng Bí thư Tô Lâm tại Hội nghị quán triệt Nghị quyết Đại hội XIV của Đảng

Tạp chí Tự động hóa Ngày nay trân trọng giới thiệu toàn văn bài phát biểu của Tổng Bí thư Tô Lâm tại Hội nghị toàn quốc nghiên cứu, học tập, quán triệt và triển khai thực hiện Nghị quyết Đại hội XIV của Đảng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/2/2026: Tuổi Dậu tài vận hanh thông, tuổi Thìn tổn thương tình cảm

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/2/2026: Tuổi Dậu tài vận hanh thông, tuổi Thìn tổn thương tình cảm

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 9/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Cảnh sát gìn giữ hòa bình Việt Nam đạt PCRS Cấp 3: Khẳng định năng lực và trách nhiệm toàn cầu

Cảnh sát gìn giữ hòa bình Việt Nam đạt PCRS Cấp 3: Khẳng định năng lực và trách nhiệm toàn cầu

Đơn vị Cảnh sát Gìn giữ hòa bình số 1 của Bộ Công an Việt Nam (VNFPU1) chính thức được Liên hợp quốc nâng từ Cấp độ 2 lên Cấp độ 3 trong Hệ thống sẵn sàng năng lực (PCRS), đánh dấu bước tiến chiến lược, khẳng định uy tín, tính chuyên nghiệp và cam kết đóng góp thực chất của Việt Nam đối với hòa bình quốc tế.
Hội chợ Mùa Xuân 2026: Điểm hẹn mua sắm, kết nối đặc sản vùng miền dịp đầu năm

Hội chợ Mùa Xuân 2026: Điểm hẹn mua sắm, kết nối đặc sản vùng miền dịp đầu năm

Những ngày đầu năm 2026, Hội chợ Mùa Xuân lần thứ nhất diễn ra tại Trung tâm Triển lãm Việt Nam (xã Đông Anh, TP Hà Nội) đang trở thành điểm đến sôi động của người dân Thủ đô và du khách. Không chỉ đáp ứng nhu cầu mua sắm Tết, hội chợ còn đóng vai trò cầu nối giữa nhà sản xuất, doanh nghiệp và người tiêu dùng, góp phần kích cầu thị trường đầu năm.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Ngân hàng siết chuẩn bảo mật, nhiều ứng dụng dừng trên thiết bị cũ

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Ngân hàng siết chuẩn bảo mật, nhiều ứng dụng dừng trên thiết bị cũ

Tuần qua, đã có nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh, chiến lược nhân sự như: VietinBank thúc đẩy tín dụng xanh; SHB bứt phá lợi nhuận, hướng vào top 4 ngân hàng vốn điều lệ; Ngân hàng siết chuẩn bảo mật, nhiều ứng dụng dừng trên thiết bị cũ...
Từ chuyển đổi số phong trào đến kiến tạo năng lực công nghệ quốc gia

Từ chuyển đổi số phong trào đến kiến tạo năng lực công nghệ quốc gia

Sau hơn một thập niên nói về chuyển đổi số, Việt Nam không còn thiếu chiến lược, chương trình hay nền tảng công nghệ. Điều còn thiếu, và có lẽ khó nhất, là năng lực công nghệ thực sự nằm trong doanh nghiệp. Đó là năng lực làm chủ, cải tiến và tích lũy tri thức công nghệ như một tài sản dài hạn, không phụ thuộc vào phong trào hay nhiệm kỳ.
Một phương pháp tiếp cận điều khiển số cho nghịch lưu nguồn áp một pha kết hợp bộ bù trễ thời gian

Một phương pháp tiếp cận điều khiển số cho nghịch lưu nguồn áp một pha kết hợp bộ bù trễ thời gian

Bài báo này trình bày phương pháp điều khiển số cho nghịch lưu nguồn áp một pha, sử dụng vi điều khiển TI Delfino F28377S và cách tiếp cận Model-Based Design để rút ngắn thời gian phát triển.
Nền tảng thể chế và động lực mới cho khát vọng phát triển

Nền tảng thể chế và động lực mới cho khát vọng phát triển

Sáng 7/2, Bộ Chính trị, Ban Bí thư tổ chức Hội nghị toàn quốc nghiên cứu, học tập, quán triệt và triển khai thực hiện Nghị quyết Đại hội XIV. Hội nghị diễn ra trong cả ngày theo hình thức trực tiếp kết hợp trực tuyến, với điểm cầu trung tâm tại Hội trường Diên Hồng (Nhà Quốc hội), kết nối tới các tỉnh ủy, thành ủy, đảng ủy trực thuộc Trung ương, các ban, bộ, ngành và nhiều điểm cầu cơ sở.
song-gia-tri