香港:香港大学(HKU)的研究人员开发了一种使用生成人工智能(AI)制造智能牙冠的新方法。
James Tsoi博士的团队与工程学院计算机科学系的同事合作,开发了一种3D深度学习算法,用于生产精确、个性化的牙冠,模仿自然牙齿的形态和材料要求。他们的研究结果发表在《牙科材料》杂志的一篇题为“3D-DCGAN设计的牙冠的形态学和机械性能”的文章中。
这项研究使用了一种名为3D深度卷积生成对抗网络(3D-DCGAN)的人工智能方法来设计牙冠。将人工智能设计的牙冠与天然牙齿以及其他两种传统的牙冠设计方法进行比较。
结果显示,与天然牙齿相比,人工智能设计的牙冠具有最低的3D差异、最接近的牙尖顶角和相似的咬合接触。生物力学有限元分析还表明,通过使用硅酸锂,人工智能设计的牙冠可以非常接近自然牙齿的预期寿命。
Tsoi博士说:“许多人工智能方法都设计了一个‘外观相似’的产品,但我相信这是第一个将数据驱动的人工智能功能化为实际牙科应用的项目。我们希望这项智能制造技术将成为推动牙科行业4.0的跳板,这对于应对香港老龄化社会和牙科人员短缺的挑战至关重要”。
目前,计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)数字工作流程显著改善了牙科,但仍面临挑战。
从假牙的设计到制造,这一过程劳动密集、耗时,并且在3D打印和铣削过程中会对健康和环境造成危害。该软件使用包含预定义牙冠模板的“牙齿库”来帮助生成假肢设计,但操作员仍需要进一步调整以满足个人条件。
研究人员希望这种新的智能制造技术能够成为一种更高效、更准确的替代传统的定制牙冠的方法。
该研究得到了普通研究基金(GRF)、创新技术基金(Mainland-Hong-Kong Joint Funding Scheme)和健康与医学研究基金(HMRF)的支持。将这种生成人工智能用于牙冠的临床试验正在进行中。该团队也在研究这种工具在其他假牙(如桥和假牙)中的适用性。