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)

Bài liên quan
nam-moi
Tin bài khác
NMLD Dung Quất chạy vượt công suất 125%, bảo đảm nguồn xăng dầu Tết

NMLD Dung Quất chạy vượt công suất 125%, bảo đảm nguồn xăng dầu Tết

Trước dự báo nhu cầu xăng dầu tăng mạnh trong dịp Tết Nguyên đán Bính Ngọ 2026, Công ty cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) - đơn vị thành viên của Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam đã chủ động xây dựng các kịch bản vận hành linh hoạt, duy trì sản xuất an toàn, liên tục tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, nhằm bảo đảm nguồn cung ổn định cho thị trường trong nước.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Ngân hàng nghỉ Tết - Khách hàng cần chủ động giao dịch, tránh gián đoạn

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Ngân hàng nghỉ Tết - Khách hàng cần chủ động giao dịch, tránh gián đoạn

Tuần qua, đã có nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm tăng cường “hàng rào số” bảo vệ khách hàng giao dịch mùa Tết: Vietcombank, BIDV, Agribank, TPBank... nghỉ Tết, ngân hàng số và chuyển khoản nhanh 24/7 vẫn hoạt động nhưng chuyển khoản liên ngân hàng thường sẽ xử lý sau Tết.
Kiến trúc Station SCADA trong hệ thống Metro hiện đại và khả năng tích hợp theo mô hình mở

Kiến trúc Station SCADA trong hệ thống Metro hiện đại và khả năng tích hợp theo mô hình mở

Trong Metro hiện đại, SCADA không còn giới hạn ở giám sát điện hay một nhóm thiết bị phụ trợ riêng lẻ. Thay vào đó, SCADA đóng vai trò nền tảng tích hợp dữ liệu đa hệ, bảo đảm phối hợp vận hành đồng bộ giữa năng lượng, cơ điện, an toàn, thông tin hành khách và các phân hệ đường sắt liên quan.
Điều còn lại sau mái chùa

Điều còn lại sau mái chùa

Phật giáo Việt Nam đang đứng trước một nghịch lý của thời đại. Chùa chiền ngày càng lớn, nhưng câu hỏi về di sản đích thực của đạo Phật lại ngày càng trở nên cấp thiết. Điều gì sẽ còn lại sau hình tướng, những công trình vật chất, hay khả năng khai mở tỉnh thức nơi con người?
Xây dựng văn hóa “an toàn là trên hết” trong kỷ nguyên robot tự động

Xây dựng văn hóa “an toàn là trên hết” trong kỷ nguyên robot tự động

Trong lĩnh vực sản xuất hiện đại, khái niệm an toàn không còn giới hạn ở các biện pháp truyền thống như trang bị bảo hộ cá nhân, che chắn máy móc hay quy trình khóa, ghi nhãn. Khi các nhà máy và kho hàng ngày càng tự động hóa, an toàn được định nghĩa rộng hơn: đó là cách các hệ thống được thiết kế, tích hợp và vận hành sao cho con người và robot có thể làm việc hài hòa, hiệu quả và bền vững.
EVN bảo đảm vận hành an toàn, ổn định hệ thống điện quốc gia dịp Tết Bính Ngọ 2026

EVN bảo đảm vận hành an toàn, ổn định hệ thống điện quốc gia dịp Tết Bính Ngọ 2026

Để phục vụ nhu cầu sản xuất, tiêu dùng và sinh hoạt của người dân trong dịp Tết Nguyên đán Bính Ngọ 2026, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã xây dựng và triển khai đồng bộ các phương án cung ứng điện an toàn, ổn định; không thực hiện cắt điện từ 27 Tết đến hết mùng 6 Tết, trừ trường hợp xử lý sự cố bắt buộc.
Rực rỡ Chợ hoa Xuân Phố cổ Hà Nội cận Tết Bính Ngọ 2026

Rực rỡ Chợ hoa Xuân Phố cổ Hà Nội cận Tết Bính Ngọ 2026

Những ngày cận Tết Nguyên đán Bính Ngọ 2026, khu phố cổ Hà Nội khoác lên mình diện mạo rực rỡ, nhộn nhịp với Chợ hoa Xuân Phố cổ trải dài trên nhiều tuyến phố trung tâm. Không chỉ là nơi mua sắm hoa, cây cảnh, phiên chợ truyền thống còn trở thành điểm hẹn văn hóa, thu hút đông đảo người dân và du khách đến tham quan, trải nghiệm không khí Tết cổ truyền.
Vượt đại dương mang sách đến với các bạn Cuba

Vượt đại dương mang sách đến với các bạn Cuba

Chiều ngày 12/2/2026 (tức đêm 13/2 theo giờ Hà Nội), Đoàn công tác của Cục Xuất bản, In và Phát hành sách, Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch cùng đại diện Ban Chấp hành Hội Nhà văn Việt Nam đã tới thăm và làm việc tại trụ sở Hội Liên hiệp nhà văn và nghệ sĩ Cuba (UNEAC) tại thủ đô La Havana.
Tăng cường phục hồi dữ liệu trước thời tiết cực đoan

Tăng cường phục hồi dữ liệu trước thời tiết cực đoan

Thời tiết cực đoan không còn là rủi ro hiếm gặp mà đã trở thành biến số thường trực trong chiến lược vận hành doanh nghiệp. Từ bão tuyết, lũ lụt đến mất điện diện rộng, các sự kiện khí hậu ngày càng bộc lộ điểm yếu của hạ tầng CNTT hiện đại. Trong môi trường sản xuất nơi dữ liệu vận hành, SCADA, ERP và hệ thống điều khiển phụ thuộc mạnh vào đám mây khả năng sao lưu và phục hồi không thể chỉ dừng ở “cam kết SLA 99,999%”.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/2/2026: Tuổi Tý nảy sinh tranh cãi, tuổi Dần tin vui về công việc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/2/2026: Tuổi Tý nảy sinh tranh cãi, tuổi Dần tin vui về công việc

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 15/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri