الطباعة ثلاثية الابعاد بالذكاء الاصطناعي ستكون التقنية الجديدة القادمة

أعلن باحثون في جامعة ولاية واشنطن عن تطويرهم تقنية جديدة من أجل الطباعة ثلاثية الابعاد يمكنها تحسين عملية التصميم والتصنيع للأجهزة المعقدة، مثل الأعضاء الاصطناعية والإلكترونيات المرنة وأجهزة الاستشعار البيولوجية القابلة للارتداء.

علام تعتمد تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد؟

وتعتمد التقنية الجديدة على استخدام خوارزمية تعلم الآلة لتحديد أفضل إعدادات الطباعة ثلاثية الأبعاد اللازمة لإنتاج نماذج دقيقة للأعضاء البشرية، مثل الكلى والبروستاتا. وقد تمكن الباحثون من إنتاج 60 نسخة متتالية من هذه النماذج، كل منها أفضل من سابقتها، وقال كايان تشيو، أحد مؤلفي الدراسة المنشورة في مجلة “Advanced Materials Technologies”، إن هذه التقنية الجديدة يمكن أن تساعد في توفير الوقت والتكلفة والجهد اللازمين للتصميم والتصنيع.

وتستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع في الصناعات المختلفة، حيث يمكن للمهندسين تحويل التصاميم الرقمية إلى منتجات مادية متنوعة، مثل الأجهزة القابلة للارتداء والبطاريات ومكونات الطائرات، ومع ذلك فإن تحديد الإعدادات الصحيحة للطباعة ثلاثية الابعاد يمكن أن يكون عملية صعبة ومستهلكة للوقت، إذ يتعين على المهندسين اختيار المواد المناسبة وتكوين الطابعة وضغط النفاثة، وكل ذلك يؤثر على النتيجة النهائية، وقالت جانا دوبا إحدى مؤلفي الدراسة، إن عدد المجموعات المحتملة للإعدادات هائل، وكل محاولة تكلف الوقت والمال.

متى ستتوافر تقنية الطباعة ثلاثية الابعاد؟

وقد أجرى تشيو أبحاثًا لمدة عدة سنوات في تطوير نماذج ثلاثية الابعاد معقدة ومشابهة للأعضاء البشرية، ويمكن استخدام هذه النماذج في تدريب الجراحين أو تقييم الأجهزة المزروعة، ولكن يجب أن تتضمن النماذج الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للأعضاء الحقيقية، بما في ذلك الأوردة والشرايين والقنوات وغيرها من الهياكل التفصيلية، واستخدم تشيو ودوبا وطلابهم تقنية الذكاء الاصطناعي المسماة “التحسين البايزي” لتدريب الخوارزمية والعثور على إعدادات الطباعة ثلاثية الابعاد المثلى، وبعد تدريبها، تمكن الباحثون من تحسين ثلاثة أهداف مختلفة لنماذج الأعضاء: دقة الهندسة، الوزن أو المسامية، ووقت الطباعة. وتعد المسامية مهمة لممارسة الجراحة، حيث يمكن أن تتغير الخصائص الميكانيكية للنموذج اعتمادًا على كثافته.

وقال إريك تشين، أحد مؤلفي الدراسة، إن من الصعب موازنة جميع الأهداف، ولكننا تمكننا من تحقيق توازن مناسب وتحقيق أفضل طباعة ممكنة لجسم عالي الجودة، بغض النظر عن نوع الطباعة أو شكل المادة، وأضافت ألالت أحمديان، إحدى مؤلفي الدراسة أن الباحثين تمكنوا من النظر إلى جميع الأهداف بطريقة متوازنة للحصول على نتائج إيجابية، وأن المشروع استفاد من منظورها متعدد التخصصات.

وقالت: “إنه أمر مجزٍ للغاية العمل على بحث متعدد التخصصات من خلال إجراء تجارب مخبرية فعلية لإحداث تأثير في العالم الحقيقي”، قام الباحثون أولاً بتدريب البرنامج الحاسوبي من أجل الطباعة ثلاثية الابعاد لنموذج جراحي للتدريب على البروستاتا، ولأن الخوارزمية قابلة للتعميم بشكل عام، يمكن تغييرها بسهولة بضبطات صغيرة لطباعة نموذج للكلى، وقال تشيو: “هذا يعني أن هذه الطريقة يمكن استخدامها لتصنيع الأجهزة الطبية الأخرى الأكثر تعقيدًا، وحتى في المجالات الأخرى”، تم تمويل العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم ومؤسسة WSU Startup و Cougar Cage Funds.

اقرأ ايضًا: روبوت Apple سيكون المساعد الشخصي الجديد القادم

المصدر