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)

chao-mung-ngay-bao-chi
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/6/2025: Tuổi Tuất gặp mâu thuẫn, tuổi Tỵ tinh thần hăng hái

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/6/2025: Tuổi Tuất gặp mâu thuẫn, tuổi Tỵ tinh thần hăng hái

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 16/6/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
ATE: Trụ cột chiến lược cho sản xuất điện tử hiện đại

ATE: Trụ cột chiến lược cho sản xuất điện tử hiện đại

Trong bối cảnh ngành công nghiệp điện tử đang phát triển với tốc độ chóng mặt, việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, giảm thiểu lỗi và rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường là những yêu cầu sống còn đối với các nhà sản xuất. Đó là lúc Thiết bị kiểm tra tự động (ATE - Automated Test Equipment) đóng vai trò then chốt, mang lại khả năng xác minh sản phẩm nhanh chóng, chính xác và có tính lặp lại cao trên dây chuyền sản xuất.
Trung Quốc tung ra chip AI "phi nhị phân" đầu tiên trên thế giới

Trung Quốc tung ra chip AI "phi nhị phân" đầu tiên trên thế giới

Trung Quốc vừa bước một bước dài trong cuộc đua công nghệ toàn cầu khi tuyên bố đã bắt đầu sản xuất hàng loạt chip AI phi nhị phân đầu tiên trên thế giới. .
Phân tích chế độ thực nghiệm dựa trên OS-ELM để dự báo bức xạ mặt trời ngắn hạn: Nghiên cứu trường hợp tại Hà Nội

Phân tích chế độ thực nghiệm dựa trên OS-ELM để dự báo bức xạ mặt trời ngắn hạn: Nghiên cứu trường hợp tại Hà Nội

Dự báo bức xạ mặt trời đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của các nguồn năng lượng tái tạo.
Dấu ấn nhà báo Đinh Thế Huynh

Dấu ấn nhà báo Đinh Thế Huynh

Cái tên Đinh Thế Huynh được nhắc đến khá nhiều dưới gốc đa 71 Hàng Trống, trước khi ông chính thức trở thành phóng viên Báo Nhân Dân. Rằng ông đã là lính chiến đấu ở thành cổ Quảng Trị, rồi học đại học, làm Phó Tiến sĩ ở Đại học danh tiếng Lô-mô-nô-xốp, Mát-xcơ-va. Ông đã viết bài cộng tác với Báo Nhân Dân và điều đặc biệt là những nhà báo lão làng như Hoàng Tùng, Hồng Hà, Hà Đăng nhất trí “chấm” ông về báo. Đặc biệt hơn nữa, ông được cụ Thép - tên thường gọi của nhà báo nổi tiếng Thép Mới, chọn làm đệ tử chân truyền! Với những nhà báo tập tọe như chúng tôi - những kẻ coi giời bằng vung, lối ra mắt như thế gây choáng nặng!
Chính thức công bố Chương trình Chuyển đổi số chợ truyền thống và tiểu thương

Chính thức công bố Chương trình Chuyển đổi số chợ truyền thống và tiểu thương

Ngày 14/6/2025, tại TP.HCM, Cục Thương mại điện tử và Kinh tế số (Bộ Công Thương) chính thức phát động Chương trình Chuyển đổi số tiểu thương chợ truyền thống.
Quốc hội chốt áp thuế suất ưu đãi 10% cho báo chí

Quốc hội chốt áp thuế suất ưu đãi 10% cho báo chí

Luật Thuế thu nhập doanh nghiệp (sửa đổi) quy định áp mức thuế suất ưu đãi 10% đối với thu nhập của các cơ quan báo chí.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: VietinBank nhân tài là trái tim chuyển đổi số

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: VietinBank nhân tài là trái tim chuyển đổi số

Tuần qua, 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: MB tặng miễn phí ứng dụng bán hàng và xuất hóa đơn điện tử; VietinBank: Nhân tài là trái tim của chuyển đổi số; SHB đồng hành kiến tạo hệ sinh thái số quốc gia...
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/6/2025: Tuổi Hợi bước tiến đáng kể, tuổi Dần nguy cơ mất tiền

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/6/2025: Tuổi Hợi bước tiến đáng kể, tuổi Dần nguy cơ mất tiền

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 15/6/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tổ chức nghiên cứu, đào tạo IIT Ấn Độ thiết lập quan hệ hợp tác chiến lược với VAA

Tổ chức nghiên cứu, đào tạo IIT Ấn Độ thiết lập quan hệ hợp tác chiến lược với VAA

Chiều 13/6, tại Văn phòng Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) đã diễn ra cuộc gặp mặt giữa lãnh đạo VAA và các giáo sư Ấn Độ, đại diện cho Tổ chức nghiên cứu đào tạo IIT, nhằm hướng tới một chiến lược giáo dục đào tạo dài hạn giữa các đơn vị, tổ chức, doanh nghiệp của Việt Nam và Ấn Độ.
siement
Quảng cáo
moxa