Faodaidh Algorithms AI cur ri cruthachadh stuthan bith-sgafaid agus cuideachadh le bhith a’ leigheas lotan

Dh’ fhaodadh inntleachd fuadain agus ionnsachadh innealan cuideachadh le bhith a’ slànachadh leòntan le bhith ag àrdachadh astar leasachaidh bioscaffolds clò-bhuailte 3D. Tha bioscaffolds nan stuthan a leigeas le stuthan organach, leithid craiceann agus organan, fàs orra. Chuir obair o chionn ghoirid a rinn luchd-rannsachaidh aig Oilthigh Rice algorithms AI an sàs ann an leasachadh stuthan bith-sgafail, leis an amas a bhith a’ ro-innse càileachd stuthan clò-bhuailte. Lorg an luchd-rannsachaidh gu bheil smachd air astar a’ chlò-bhualaidh deatamach airson leasachadh implantan bioscaffald feumail.

Mar a chaidh aithris le ScienceDaily, sgioba de luchd-rannsachaidh bho Oilthigh Rice co-obrachadh gus ionnsachadh innealan a chleachdadh gus leasachaidhean a dh’ fhaodadh a bhith ann air stuthan bith-sgafaid a chomharrachadh. Tha an neach-saidheans coimpiutaireachd Lydia Kavraki, bho Sgoil Innleadaireachd Brown ann an Rice, os cionn sgioba rannsachaidh a chuir an sàs algoirmean ionnsachadh innealan gus càileachd stuthan sgafaid a ro-innse. Chaidh an sgrùdadh a cho-ùghdar le Rice bioengineer Antonios Mikos, a bhios ag obair air bioscaffolds coltach ri cnàimh a tha nan àite maothran, a tha an dùil taic a thoirt do fhàs shoithichean fala agus cheallan agus leigeil le maothran leònte slànachadh nas luaithe. Tha na bioscaffolds air a bheil Mikos ag amas air lotan musculoskeletal agus craniofacial a shlànachadh. Tha na bioscaffolds air an toirt a-mach le taic bho dhòighean clò-bhualaidh 3D a bheir a-mach sgaffaldan a tha a’ freagairt air iomall lot sònraichte.

Feumaidh pròiseas clò-bhualaidh stuth bioscaffald 3D tòrr deuchainn agus mearachd gus am bi am baidse clò-bhuailte ceart. Feumar aire a thoirt do dhiofar pharaimearan leithid co-dhèanamh stuthan, structar, agus farsaingeachd. Faodaidh cleachdadh dhòighean ionnsachaidh innealan mòran den deuchainn agus mearachd seo a lughdachadh, a’ toirt stiùireadh feumail dha na h-innleadairean a lughdaicheas an fheum air fìdhle a dhèanamh le crìochan. Bha e comasach dha Kavraki agus luchd-rannsachaidh eile fios air ais a thoirt don sgioba bith-innleadaireachd air na paramadairean a bu chudromaiche, an fheadhainn a bu dualtach buaidh a thoirt air càileachd an stuth clò-bhuailte.

Thòisich an sgioba rannsachaidh le bhith a’ mion-sgrùdadh dàta mu sgafaill clò-bhualaidh bho sgrùdadh 2016 air polypropylene fumarate bith-ruigsinneach. A bharrachd air an dàta seo, thàinig an luchd-rannsachaidh suas le seata de chaochladairean a chuidicheadh ​​​​iad le bhith a’ dealbhadh seòrsaiche ionnsachadh inneal. Aon uair ‘s gun deach an dàta riatanach gu lèir a chruinneachadh, bha e comasach don luchd-rannsachaidh modalan a dhealbhadh, deuchainn a dhèanamh orra, agus na toraidhean fhoillseachadh ann am beagan a bharrachd air leth-bhliadhna.

A thaobh nam modalan ionnsachaidh inneal a chleachd an sgioba rannsachaidh, rinn an sgioba deuchainn air dà dhòigh-obrach eadar-dhealaichte. Bha an dà dhòigh ionnsachaidh inneal stèidhichte air algorithms coille air thuaiream, a bhios a’ cruinneachadh chraobhan co-dhùnaidh gus modal nas làidire agus nas cinntiche a choileanadh. B’ e aon de na modailean a rinn an sgioba deuchainn air dòigh seòrsachaidh binary a bha a’ ro-innse an toireadh seata sònraichte de pharamadairean toradh ìosal no àrd-inbhe. Aig an aon àm, chleachd an dàrna dòigh seòrsachaidh dòigh ais-tharraing a bha a’ tomhas dè na luachan paramadair a bheireadh toradh àrd-inbhe.

A rèir toraidhean an rannsachaidh, b’ iad na crìochan as cudromaiche airson bioscaffolds àrd-inbhe farsaingeachd, còmhdachadh, cuideam, co-dhèanamh stuthan, agus astar clò. B’ e astar clò-bhualaidh an caochladair as cudromaiche san fharsaingeachd, air a leantainn le sgrìobhadh stuthan. Thathas an dòchas gun lean toraidhean an sgrùdaidh gu clò-bhualadh bioscaffolds nas fheàrr agus nas luaithe, agus mar sin ag àrdachadh earbsachd pàirtean bodhaig clò-bhualaidh 3D leithid cartilage, glùinean, agus giallan.

A rèir Kavraki, tha comas aig na dòighean a chleachd an sgioba rannsachaidh a bhith air an cleachdadh aig deuchainn-lannan eile. Mar a chaidh Kavraki a ghairm le ScienceDaily:

“San fhad-ùine, bu chòir gum biodh e comasach dha deuchainn-lannan tuigsinn dè na stuthan aca as urrainn diofar sheòrsaichean de sgaffaldan clò-bhuailte a thoirt dhaibh, agus san fhad-ùine, eadhon ro-innse toraidhean airson stuthan nach do dh’ fheuch iad. Chan eil dàta gu leòr againn airson sin a dhèanamh an-dràsta, ach aig àm air choreigin tha sinn den bheachd gum bu chòir dhuinn a bhith comasach air modalan mar sin a ghineadh.”