Штучний інтелект підвищує ефективність 3D-друку

Алгоритми штучного інтелекту починають активно використовуватися в індустрії 3D-друку для оптимізації процесів створення складних конструкцій. Нещодавнє дослідження, проведене в Університеті штату Вашингтон, США відкрило нові можливості для використання цієї технології у виробництві штучних органів, гнучкої електроніки та біосенсорів. Алгоритм, описаний у дослідженні, дозволив роздрукувати декілька версій моделей органів людини, кожна з яких ставала дедалі кращою.

Про це пише WSU Insider.

Оптимізація в 3D-друку

В основі дослідження лежить застосування методу байєсової оптимізації, який дозволяє алгоритму навчатися та покращувати налаштування для 3D-друку в реальному часі. Цей метод допомагає визначити оптимальні параметри друку для створення точних і функціональних моделей органів із врахуванням їх геометрії, ваги та пористості. Механічні властивості таких моделей, як щільність, є важливими для реалістичної хірургічної практики, що дозволяє інженерам створювати більш надійні та функціональні вироби.

Ви можете оптимізувати результати, заощадивши час, кошти та робочу силу», — сказав Кайян Цю, співавтор статті та доцент Беррі Школи машинобудування та інженерії матеріалів WSU.

Нові можливості для біомедичних пристроїв

Алгоритм, який був спочатку використаний для друку моделі простати, виявився досить універсальним, щоб бути адаптованим для інших органів, таких як нирки. Це відкриває шлях для подальшого вдосконалення технології 3D-друку у сфері біомедичних пристроїв. Таким чином, дослідження демонструє широкі перспективи для використання штучного інтелекту в різних галузях, зокрема у медицині та електроніці.

Величезна кількість потенційних комбінацій надзвичайно велика, і кожне випробування вимагає часу та грошей», — сказала Яна Доппа, співавтор і доцент кафедри комп’ютерних наук WSU Huie-Rogers Endowed Chair.

Міждисциплінарна співпраця

Однією з ключових переваг цього проекту є тісна співпраця між фахівцями з різних галузей, що дозволяє дослідникам ефективно поєднувати теоретичні знання та практичні експерименти. Така міждисциплінарна співпраця стала одним із ключових факторів успішної реалізації проєкту, що також відзначили учасники дослідження.

Завдяки результатам цього дослідження, інженери та науковці отримують можливість ефективніше використовувати 3D-друк для створення більш складних конструкцій, які можуть бути використані не лише в медичній сфері, але й у виробництві електроніки та інших технологічних продуктів.

Ситуація в галузі

Кілька компаній активно займаються дослідженням та розвитком 3D-друку органів людини, включаючи біодрук тканин та органів для медичних цілей:

1. Organovo
   Organovo є піонером у сфері 3D-біодруку людських тканин. Компанія спеціалізується на створенні функціональних тканин для використання у фармацевтичних дослідженнях, а також на довгостроковій меті друку повноцінних органів для трансплантації.
2. CELLINK
   Шведська компанія CELLINK займається розробкою 3D-біопринтерів і біоматеріалів для друку людських тканин і органів. Їхні принтери дозволяють створювати складні структури, які імітують тканини організму.
3. BIOLIFE4D
   BIOLIFE4D працює над створенням технології 3D-біодруку, яка дозволить друкувати людські серця для трансплантації. Вони використовують стовбурові клітини пацієнтів, щоб надруковані органи були біосумісними.
4. Prellis Biologics
   Ця компанія займається розробкою технологій 3D-друку капілярних структур для штучних органів. Вони прагнуть подолати основну проблему біодруку — неможливість створення складної судинної системи для живлення штучних тканин.
5. Trestle Biotherapeutics
   Trestle Biotherapeutics спеціалізується на створенні тканин і органів за допомогою біодруку, особливо в галузі регенеративної медицини для лікування ниркових захворювань. Вони націлені на створення біонічних органів, які можуть замінювати функції пошкоджених або відсутніх органів.

Ці компанії є одними з багатьох, що ведуть дослідження в галузі біодруку, яка має великий потенціал для майбутнього трансплантаційної медицини.