Исследование Университета штата Вашингтон показало, что алгоритм способен создавать улучшенные модели органов почек и простаты. Было распечатано 60 версий моделей.

По словам одного из авторов исследования Каяна Цю, этот метод позволяет оптимизировать результаты, экономя время, деньги и трудозатраты.

3D-печать становится всё популярнее. Она позволяет промышленным инженерам быстро создавать самые разные продукты: от носимых устройств до аэрокосмических деталей.

Но разработать правильные параметры для печати непросто. Инженеры должны выбрать материалы, настроить принтер и давление в сопле. Всё это влияет на конечный продукт.

Количество возможных комбинаций огромно, а каждое испытание требует времени и денег, — говорит Яна Доппа, соавтор работы и доцент кафедры компьютерных наук в WSU.

Цю уже несколько лет разрабатывает сложные 3D-печатные модели человеческих органов. Они используются для обучения хирургов и оценки устройств для имплантации.

Модели включают механические и физические свойства реальных органов, такие как вены, артерии, каналы и другие детальные структуры.

Цю, Доппа и их студенты применили метод искусственного интеллекта «Байесовская оптимизация» для оптимизации параметров 3D-печати. Исследователи смогли оптимизировать три задачи: точность геометрии модели, её вес или пористость, а также время печати. Пористость важна для хирургической практики, так как механические свойства модели зависят от её плотности.

Эрик Чен, приглашённый студент WSU, работающий в группе Цю в Школе механики и материаловедения, рассказал, что было трудно сбалансировать все цели, но они смогли найти баланс и добиться качественной печати независимо от типа печати или формы материала.

Алалех Ахмадиан, соавтор и аспирант WSU в Школе электротехники и компьютерных наук, добавила, что исследователи смогли рассмотреть все задачи для достижения благоприятных результатов. Проект выиграл от междисциплинарной перспективы.

Она сказала, что ей нравится работать над междисциплинарными исследованиями и проводить физические лабораторные эксперименты, результаты которых можно применить на практике.

Исследователи обучили компьютерную программу печатать хирургическую модель простаты. Поскольку алгоритм является универсальным, они легко адаптировали его под печать модели почки.

По словам Цю, этот метод может применяться для создания других сложных биомедицинских устройств и в других областях.

Результаты опубликованы в издании Advanced Materials Technologies.