دانشمندان دو دستاورد مهم و سرنوشتساز در حوزههای پزشکی و مهندسی را معرفی کردهاند؛ دستاوردهایی که میتوانند آینده علم و فناوری را به شکل چشمگیری دگرگون کنند. نخستین دستاورد، توسعه و بهبود فناوری تصویربرداری MRI برای تشخیص سریعتر و دقیقتر بیماریهای مغزی است. دستاورد دوم نیز به حوزه مهندسی مواد و فناوری چاپ چهاربعدی بازمیگردد که با استفاده از پلیمرهای حافظهدار، امکان طراحی و ساخت اشیائی با قابلیت تغییر شکل و عملکرد در طول زمان را فراهم میآورد. این دو موفقیت علمی، که در گزارش «پارستودی» شریک رسانهای «تیوی بریکس» بازتاب یافته، نویدبخش تحولاتی بنیادین در پزشکی، مهندسی و حتی صنایع آینده است.
جهش در تصویربرداری MRI با کمک هوش مصنوعی
MRI یکی از ابزارهای کلیدی در تشخیص بیماریهای مغزی به شمار میرود، اما محدودیتهایی مانند کیفیت پایین تصاویر، نویز زیاد، و خطاهای حرکتی بیماران میتواند دقت تشخیص را کاهش دهد. برای رفع این چالشها، یک تیم تحقیقاتی موفق شده است دو مدل هوش مصنوعی نوآورانه طراحی کند که به طور خاص برای بهبود کیفیت و دقت MRI مغز توسعه یافتهاند.
مدل نخست، با دقت بالاتر در جداسازی ساختارهای پیچیده مغز، امکان تحلیل عمیقتر و دقیقتر تغییرات ناشی از رشد طبیعی یا فرایند پیری را فراهم میکند. این قابلیت برای پزشکان و پژوهشگران اهمیت حیاتی دارد، زیرا میتواند به شناسایی زودهنگام انحرافات ناشی از بیماریهای نورولوژیک کمک کند.
مدل دوم نیز بر ارتقای کلی کیفیت تصاویر تمرکز دارد. این مدل، وضوح تصاویر را افزایش میدهد، میزان نویز را کاهش میدهد، خطاهای ناشی از حرکت بیماران در طول اسکن را اصلاح میکند و حتی دادههای به دست آمده از اسکنرهای مختلف را با یکدیگر هماهنگ میسازد. نتیجه این پیشرفت، تولید تصاویری بسیار شفافتر و یکپارچهتر است که میتواند دقت تشخیص پزشکان را به طرز چشمگیری افزایش دهد.
پژوهشگران پیشبینی میکنند که این فناوریهای هوش مصنوعی به زودی به ابزارهای استاندارد در مراکز درمانی بدل شوند و امکان غربالگری زودهنگام بیماریهایی مانند آلزایمر، پارکینسون و سایر اختلالات عصبی را فراهم کنند. افزون بر این، ارتقای کیفیت MRI میتواند مسیر پژوهشهای عصبشناسی و روانپزشکی را نیز هموارتر سازد و افقهای تازهای در شناخت عملکرد مغز بگشاید.
انقلاب چاپ چهاربعدی در دانشگاه تهران
همزمان با این دستاورد پزشکی، پژوهشگران دانشگاه تهران در حوزه مهندسی نیز به موفقیتی چشمگیر دست یافتهاند. آنها تاکنون بیش از ۴۰ مقاله بینالمللی درباره طراحی، تولید و کاربرد مواد هوشمند مبتنی بر پلیمر در فناوری چاپ چهاربعدی منتشر کردهاند؛ موضوعی که بازتاب گستردهای در مجامع علمی جهان داشته است.
چاپ چهاربعدی مفهومی فراتر از چاپ سهبعدی است. در حالی که چاپ سهبعدی تنها امکان ساخت اشیاء با ابعاد طول، عرض و ارتفاع را فراهم میسازد، چاپ چهاربعدی بعد چهارمی به نام «زمان» را به این فرایند میافزاید. به بیان ساده، محصولات ساختهشده با این فناوری میتوانند در طول زمان و در پاسخ به محرکهای بیرونی مانند دما، رطوبت یا فشار تغییر شکل دهند و عملکرد تازهای به خود بگیرند.
پلیمرهای حافظهدار که در این فرایند به کار میروند، مواد هوشمندی هستند که قابلیت بازگشت به شکل اولیه یا تغییر به فرم از پیش تعیینشده را دارند. این ویژگی، دریچهای تازه به سوی کاربردهای متنوع پزشکی و صنعتی گشوده است.
کاربردهای پزشکی چاپ چهاربعدی
یکی از مهمترین عرصههای بهرهبرداری از چاپ چهاربعدی، پزشکی است. پژوهشگران دانشگاه تهران بر این باورند که این فناوری میتواند تحولی بنیادین در جراحیهای کمتهاجمی ایجاد کند. برای نمونه، ابزارهای جراحی ساختهشده با پلیمرهای هوشمند میتوانند در زمان ورود به بدن کوچک و انعطافپذیر باشند و پس از قرارگیری در محل مورد نظر، شکل و عملکرد خود را تغییر دهند تا بهترین کارایی را ارائه دهند.
همچنین این فناوری میتواند در ساخت ایمپلنتهای تطبیقپذیر به کار رود؛ ایمپلنتهایی که با شرایط بیولوژیکی بدن هماهنگ میشوند و میتوانند در طول زمان بافتهای آسیبدیده را پشتیبانی کنند. علاوه بر این، دستگاههای پزشکی برنامهپذیر که بر اساس نیاز بیمار شکل و عملکردشان تغییر میکند، یکی دیگر از دستاوردهای بالقوه چاپ چهاربعدی به شمار میروند.
فراتر از پزشکی، رباتیک و فناوریهای پایدار
کاربردهای چاپ چهاربعدی محدود به حوزه سلامت نیست. این فناوری در صنایع دیگری همچون رباتیک نرم، که بر طراحی رباتهای انعطافپذیر و شبیهسازی حرکت موجودات زنده تمرکز دارد، آیندهای روشن پیش رو دارد. رباتهای ساختهشده با این فناوری میتوانند در محیطهای پیچیده و غیرقابل پیشبینی عملکرد بهتری داشته باشند.
همچنین، در حوزه فناوریهای پوشیدنی، چاپ چهاربعدی میتواند به تولید لباسها و تجهیزات هوشمندی منجر شود که متناسب با شرایط محیطی یا نیاز کاربر تغییر شکل دهند. در زمینه مواد پایدار نیز این فناوری نویدبخش ساخت محصولات دوستدار محیط زیست است که در طول زمان قابلیت بازیافت یا بازتولید دارند.
چشمانداز آینده
ترکیب این دو دستاورد، ارتقای MRI مغزی با هوش مصنوعی و توسعه چاپ چهاربعدی نشاندهنده سرعت بالای پیشرفتهای علمی در حوزههای میانرشتهای است. در حالی که یکی از این فناوریها به بهبود کیفیت زندگی بیماران و تسهیل فرآیند درمان کمک میکند، دیگری افقهای تازهای در صنایع پیشرفته، از پزشکی تا مهندسی و محیط زیست، میگشاید.
به نظر میرسد جهان در آستانه عصری نوین از همگرایی فناوریهای دیجیتال، زیستی و مواد هوشمند قرار گرفته است؛ عصری که در آن مرز میان علم و زندگی روزمره هر روز کمرنگتر خواهد شد.
منبع خبر : tvbrics.com
نظرات کاربران