機械学習は、高解像度3Dプリンティング技術の急速な進歩を支援

January, 14, 2025, Brisbane--QUTのバイオメディカルエンジニアは、組織工学や再生医療で使用される新しい高解像度3Dプリンティング技術、Melt Electrowritingを劇的に進化させる新しい自動化方法を開発した。

新しい方法により、メルトエレクトロライティング(MEW)実験を数日ではなく数時間で行うことができる。
MEWには、ソフトロボティクス、組織工学など、多くの生物医学的アプリケーションがある。

筆頭著者で、QUTのARCトレーニングセンタでアディティブバイオマニュファクチャリングのPh.Dを取得したDr. Pawel Mieszczanekは、研究者の方法により、メルトエレクトロライティング(MEW)技術の迅速な進歩が可能になると話している。

「MEWは、生物工学、生体材料科学、ソフトロボティクスにもアプリケーションがある多面的な3Dプリンティング技術である」とDr.Mieszczanekはコメントしている。

「しかし、10年以上前の初期段階から現在の段階まで、長い実験時間、プリンティング速度の遅さ、結果の一貫性の低さ、プリンタ操作のユーザ依存など、多くの課題に直面してきた。

「これらの問題に対処するために、機械学習(ML)を使用して、MEWのクローズドループプロセス制御システムを作成した。

「新しいMEWシステム設計は、ファイバフライトパスを監視し、リアルタイムのイメージングを使用して連続分析を行うことができるため、効果的である。」

QUTに拠点を置くマックス・プランク・クイーンズランド・センター(MPQC)の細胞外マトリックス材料科学の所長、Dietmar W Hutmacher特別教授は、「新しい自動データ収集システムにより、実験時間が数日や数週間ではなく数時間に短縮された」と話している。

「フィードフォワードニューラルネットワーク、最適化技術、フィードバックループを使用して、プリントされた部品が一貫して再現可能であることを確認している。

「この研究は、機械学習がMEW操作を自動化し、複雑な3Dプリンティング技術における効果的な閉ループ制御のエンジニアリングをサポートできることを示している。」

この研究「Towards industry-ready additive manufacturing: AI-enabled closed-loop control for 3D melt electrowriting」は、Communications Engineeringに掲載された。