Các nhà nghiên cứu của HKU phát triển sản xuất vương miện nha khoa thông minh với AI sáng tạo

Hồng Kông: Các nhà nghiên cứu từ Đại học Hồng Kông (HKU) đã phát triển một phương pháp mới để sản xuất mão răng thông minh bằng trí tuệ nhân tạo (AI). 

Nhóm của Tiến sĩ James Tsoi đã hợp tác với các đồng nghiệp từ Khoa Khoa học Máy tính của Khoa Kỹ thuật để phát triển thuật toán học sâu 3D nhằm tạo ra mão răng cá nhân hóa, chính xác, bắt chước các yêu cầu về vật liệu và hình thái của răng tự nhiên. Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố trên Vật liệu nha khoa trong một bài viết có tiêu đề “Hình thái và hiệu suất cơ học của mão răng được thiết kế bởi 3D-DCGAN".

Sử dụng 3D-DCGAN để thiết kế mão răng

Nghiên cứu đã sử dụng một phương pháp AI có tên là 3D-Deep Convolutional Generative Adversarial Network (3D-DCGAN) để thiết kế mão răng. Mão răng do AI thiết kế được so sánh với răng tự nhiên và với hai phương pháp thiết kế mão răng bằng phương pháp CAD thông thường khác. 

Kết quả cho thấy mão răng do AI thiết kế có độ sai lệch 3D thấp nhất, góc đỉnh gần nhất và các tiếp xúc khớp cắn tương tự so với răng tự nhiên. Phân tích phần tử hữu hạn cơ sinh học cũng tiết lộ rằng bằng cách sử dụng lithium silicat, mão răng do AI thiết kế có thể tiến rất gần đến tuổi thọ dự kiến ​​của răng tự nhiên.

“Nhiều cách tiếp cận AI thiết kế một sản phẩm 'trông giống nhau', nhưng tôi tin rằng đây là dự án đầu tiên đưa AI dựa trên dữ liệu vào ứng dụng nha khoa thực sự. Chúng tôi hy vọng công nghệ sản xuất thông minh này sẽ là bước đệm để thúc đẩy Công nghiệp 4.0 trong nha khoa, điều rất quan trọng để đáp ứng những thách thức của xã hội già hóa và thiếu nhân viên nha khoa ở Hồng Kông,” Tiến sĩ Tsoi cho biết.

Cải thiện hiệu quả của quy trình làm việc nha khoa

Hiện tại, quy trình kỹ thuật số Thiết kế và Sản xuất có sự hỗ trợ của Máy tính (CAD/CAM) đã cải thiện đáng kể ngành nha khoa nhưng vẫn còn những thách thức.

 Từ thiết kế đến sản xuất các bộ phận giả nha khoa, quy trình này tốn nhiều công sức, thời gian và tạo ra các mối nguy hại cho sức khỏe và môi trường trong quá trình in và phay 3D. Phần mềm sử dụng 'thư viện răng' chứa các mẫu mão răng được xác định trước để hỗ trợ tạo ra các thiết kế phục hình nhưng người vận hành vẫn cần điều chỉnh thêm để đáp ứng các điều kiện riêng lẻ.

Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng kỹ thuật sản xuất thông minh mới này có thể trở thành một giải pháp thay thế hiệu quả và chính xác hơn so với phương pháp tạo mão răng tùy chỉnh truyền thống. 

Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Quỹ nghiên cứu chung (GRF), các Quỹ đổi mới và công nghệ Chương trình tài trợ chung Đại lục-Hồng Kông (ITF-MHKJFS) và Quỹ nghiên cứu y tế và sức khỏe (HMRF). Các thử nghiệm lâm sàng để sử dụng AI tổng quát này cho mão răng đang được tiến hành. Nhóm cũng đang nghiên cứu khả năng ứng dụng của công cụ này trong các bộ phận giả nha khoa khác như cầu răng và răng giả.

Nhấp chuột tại đây để đọc toàn bộ bài viết: Hình thái và hiệu suất cơ học của mão răng được thiết kế bởi 3D-DCGAN.