Các kỹ sư thiết kế những chiếc ô tô an toàn hơn, tàu vũ trụ ổn định hơn và những cây cầu vững chắc hơn bằng cách sử dụng các bài toán phức tạp để kiểm soát các quy trình cơ bản. Tương tự như vậy, các bác sĩ sử dụng mô hình toán học để dự đoán chính xác hơn các vấn đề về tim. Những bài toán này, được gọi là phương trình vi phân từng phần, là nền tảng của kỹ thuật và khoa học. Nhưng việc giải chúng có thể mất vài ngày hoặc thậm chí vài tuần, đặc biệt đối với những hình dạng phức tạp.
Theo dõi kênh của chúng tôi để biết tin tức mới nhất Google News trực tuyến hoặc thông qua ứng dụng.
Hiện các nhà nghiên cứu tại Đại học Johns Hopkins đã tạo ra một mô hình trí tuệ nhân tạo mới có tên DIMON. Nó có thể giải những phương trình phức tạp này nhanh hơn hàng nghìn lần, ngay trên máy tính cá nhân của bạn.
Natalia Trayanova, giáo sư kỹ thuật y sinh và y học tại Johns cho biết: “Mặc dù động lực phát triển của nó xuất phát từ công việc của chúng tôi, nhưng chúng tôi tin rằng giải pháp này sẽ có tác động rất lớn đến các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau vì nó rất linh hoạt và có thể mở rộng”. Đại học Hopkins.
Phương trình vi phân từng phần là một bài toán phổ biến. Những phương trình này giúp biến các tình huống trong thế giới thực thành mô hình toán học để dự đoán những thay đổi trong tương lai của các vật thể hoặc môi trường. Tuy nhiên, việc giải những bài toán lớn này thường là công việc dành cho siêu máy tính. Với sự ra đời của trí tuệ nhân tạo, mọi thứ trở nên dễ dàng hơn.
Khung trí tuệ nhân tạo mới DIMON là viết tắt của Học tập toán tử ánh xạ khác biệt. Nhóm đã thử nghiệm DIMON trên hơn 1000 mô hình tim máy tính kỹ thuật số của bệnh nhân thật. Điều thú vị là mô hình này đã dự đoán chính xác đường đi của tín hiệu điện trong các cấu trúc khác nhau của tim.
Trong phần trình diễn này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương trình vi phân từng phần để nghiên cứu chứng rối loạn nhịp tim. Nó xảy ra khi tim con người đập không đều do tín hiệu điện bị xáo trộn.
Bằng cách sử dụng các mô hình kỹ thuật số của các bản sao của tim, các nhà nghiên cứu có thể dự đoán nguy cơ mắc phải tình trạng đe dọa tính mạng này và đề xuất các phương pháp điều trị thích hợp. "Chúng tôi đang đưa công nghệ mới vào phòng khám, nhưng nhiều giải pháp của chúng tôi chậm đến mức chúng tôi phải mất khoảng một tuần kể từ khi quét tim của bệnh nhân và giải các phương trình vi phân từng phần để dự đoán liệu bệnh nhân có nguy cơ cao bị đột tử do tim hay không và kế hoạch điều trị tốt nhất là gì," Trayanova, người đứng đầu Liên minh Đổi mới Điều trị và Chẩn đoán Tim mạch tại Đại học Johns Hopkins, giải thích.
AI mới tăng tốc đáng kể việc dự đoán bệnh tim, giảm thời gian tính toán từ hàng giờ xuống còn 30 giây. Điều này có thể được thực hiện bằng một máy tính đơn giản, giúp việc sử dụng lâm sàng hàng ngày trở nên thiết thực hơn. Điều này chứng tỏ tiềm năng của AI đối với các ứng dụng kỹ thuật khác nhau, bao gồm cả chẩn đoán y tế.
DIMON sử dụng AI để dự đoán hành vi của các hệ thống vật lý có hình dạng khác nhau. Nó học các mẫu để dự đoán các yếu tố như nhiệt, ứng suất và chuyển động, tăng tốc các tác vụ như tối ưu hóa thiết kế và mô hình hóa các hình dạng cụ thể.
"Đối với mỗi bài toán, trước tiên DIMON giải các phương trình vi phân từng phần trên một dạng, sau đó ánh xạ lời giải sang một số dạng mới. Minglang Yin, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về kỹ thuật y sinh tại Đại học Johns Hopkins, người đã phát triển nền tảng này, cho biết khả năng thay đổi hình dạng này làm nổi bật tính linh hoạt phi thường của nó.
DIMON có thể hỗ trợ trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như hàng không vũ trụ, ô tô và kỹ thuật dân dụng. Bằng cách tăng tốc mô phỏng, các kỹ sư có thể thiết kế các sản phẩm an toàn hơn và hiệu quả hơn. “Anh ấy có thể giải quyết hầu hết mọi vấn đề, trong bất kỳ lĩnh vực khoa học hoặc công nghệ nào, giải các phương trình vi phân từng phần trên nhiều dạng hình học khác nhau, chẳng hạn như trong các thử nghiệm va chạm, nghiên cứu chỉnh hình hoặc các nhiệm vụ phức tạp khác liên quan đến hình dạng, lực và vật liệu,” Trayanova nói trong một cuộc phỏng vấn. thông cáo báo chí.
Nếu bạn quan tâm đến các bài viết và tin tức về công nghệ hàng không và vũ trụ, chúng tôi mời bạn tham gia dự án mới của chúng tôi AERONAUT.media.
Đọc thêm: