Инженеры разрабатывают технологию для использования генеративного ИИ в умном производстве зубных коронок.
Ведущие исследователи стоматологического факультета Университета Гонконга (HKU) разработали новое интеллектуальное производство зубных коронок с использованием генеративного искусственного интеллекта (ИИ), в котором используются технологии производства зубов.
Команда под руководством доктора Джеймса Цоя, доцента стоматологического материаловедения, сотрудничала с коллегами из факультета компьютерных наук инженерного факультета HKU, чтобы сделать шаг вперед для рабочего процесса производства зубных протезов следующего поколения, разработанного с помощью искусственного интеллекта.
Исследователи разработали генеративный алгоритм искусственного интеллекта, который использует настоящий трехмерный (3D) подход к глубокому обучению, создавая персонализированные зубные коронки с высокой точностью, которые имитируют морфологию и соответствуют материалам, необходимым для биомеханики естественных зубов. Биомеханический анализ конечных элементов показал, что с использованием силиката лития коронка, разработанная искусственным интеллектом, может приблизиться к ожидаемому сроку службы естественных зубов. Напротив, два существующих метода изготовления зубных коронок приводят к тому, что коронки либо слишком большие, либо слишком тонкие, и не соответствуют тому же сроку службы, что и естественные зубы.
Результаты были опубликованы в журнале Dental Materials в статье под названием «Морфология и механические характеристики зубной коронки, разработанной 3D-DCGAN».
В настоящее время цифровой рабочий процесс автоматизированного проектирования и производства (CAD / CAM) значительно улучшил стоматологию, но все еще имеет свои проблемы. Процесс от проектирования до изготовления зубных протезов является трудоемким, длительным и создает опасность для здоровья и окружающей среды во время процессов 3D-печати и фрезерования. Программное обеспечение использует «библиотеку зубов», которая содержит предопределенные шаблоны коронок, чтобы помочь в создании конструкций протезов, но оператору по-прежнему требуются дополнительные настройки для соответствия индивидуальным условиям.
Интеллектуальный метод производства, разработанный исследовательской группой, может решить эту проблему и помочь заменить традиционный подход к разработке персонализированных зубных коронок.
«Мы использовали подход 3D-DCGAN (3D-Deep Convolutional Generative Adversarial Network), чтобы «обучить» алгоритм ИИ «хорошему» дизайну, предоставив алгоритму более 600 случаев естественных и здоровых зубов. Алгоритм улучшает качество дизайна. через внутреннюю конкуренцию между генератором и дискриминатором», — сказал доктор Хао Дин, соавтор проекта.
«В процессе обучения алгоритм изучил морфологические особенности естественных зубов, чтобы он мог создавать зубные коронки, сравнимые с естественными зубами — как морфологически, так и функционально», — добавил доктор Дин.
Коронки, разработанные с помощью искусственного интеллекта 3D-DCGAN, сравнивали с естественными зубами и с двумя другими традиционными методами проектирования коронок с помощью САПР . Результаты показали, что коронки, разработанные генеративным искусственным интеллектом, имели наименьшее трехмерное несоответствие, самый близкий угол бугорка (морфологический признак) и аналогичные окклюзионные контакты (функциональный признак) по сравнению с естественными зубами.
«Это демонстрирует, что 3D-DCGAN можно использовать для проектирования персонализированных зубных коронок с высокой точностью, которые могут не только имитировать как морфологию, так и биомеханику естественных зубов, но также работать без какой-либо дополнительной точной настройки человеком, что позволяет сократить дополнительные затраты на производство . процесса», — сказал главный исследователь доктор Джеймс Цой.
«Многие подходы к искусственному интеллекту разрабатывают «похожий» продукт, но я считаю, что это первый проект, который превращает управляемый данными искусственный интеллект в реальное стоматологическое приложение. что жизненно важно для решения проблем стареющего общества и нехватки стоматологического персонала в Гонконге», — добавил он.
Доктор Цой сказал, что этот прорыв знаменует собой важный шаг на пути к максимальному использованию стоматологической отрасли в районе Грейт-Бэй, которая получает ежегодный доход в размере 3,3 млрд долларов США от производства 25–30% зубных протезов во всем мире, а также для соответствия Национальному 14-му пятилетнему плану. в развитии новых форм индустриализации и информатизации, т.е. умное интеллектуальное производство.
Клинические испытания по использованию этого генеративного ИИ для зубных коронок продолжаются. Команда также работает над применимостью этого инструмента в других зубных протезах, таких как мосты и зубные протезы.
