牛刀小試!“人工智能”和“3D打印”完美結合,助力大健康!

近日,鍾南山院士分享了自己保持身體健康的心得:要加強自身身體的鍛鍊。“健康是一個人幹事情的本錢“,鍾院士如是說。

人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖瞭解智能的實質,並生產出一種新的能與人類智能相似的方式做出反應的智能機器,該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。人工智能從誕生以來,理論和技術日益成熟,應用領域也不斷擴大,可以設想,未來人工智能帶來的科技產品,將會是人類智慧的“容器”。人工智能可以對人的意識、思維的信息過程的模擬。人工智能不是人的智能,但能像人那樣思考、也可能超過人的智能。

人工智能的方法很多,包括神經網絡、遺傳算法、蟻群算法和專家系統等。人工智能(AI)是研究使計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為(如推理、證明、識別、理解、設計、學習、思考、規劃等)的學科,主要包括計算機實現智能的原理、製造類似於人腦智能的計算機,使計算機能實現更高層次的應用。

牛刀小試!“人工智能”和“3D打印”完美結合,助力大健康!

將人工智能的方法與3D打印結合,將賦予產品更加強大的能量。

神經網絡和遺傳算法,是目前應用最為廣泛和成熟的兩種人工智能方法。在與3D打印的結合過程中,這兩種方法也展現出了極強的生命力和創造力。特別是在生命健康領域的表現,可以稱的上“驚豔”。

計算機強大的地方是運算能力,假設說問x的n次方計算機會瞬間給出答案,但是人卻不行;但如果要問地上跑的是貓還是狗,三歲小孩都會瞬間給出答案,計算機卻不行。為了讓計算機在分類識別領域有所進展,神經網絡誕生了。構成電腦神經網絡的組成部分叫“神經元”。

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神經網絡:人工智能的基石。

自主(深度)學習

模仿人腦實現主動學習,人類的大腦在一段時間內受到高頻率的刺激,則和輸入信號的神經元之間的連接強度就會按某種過程改變,使得該神經細胞下一次受到激勵時更容易興奮。與此相反的是,如果一個神經細胞在一段時間內不受到激勵,那麼它的連接的有效性就會慢慢地衰減。這一現象就稱可塑性。

損傷冗餘

大腦即使有很大一部分受到了損傷,它仍然能夠執行復雜的工作。在大腦中,知識並不是保存在一個局部地方。

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神經網絡是期望通過模擬現實中的生物思維來直接實現人工思維,而遺傳算法則期望模擬生物進化來再次產生思維。

處理信息效率極高

神經細胞之間電-化學信號的傳遞,與一臺數字計算機中CPU的數據傳輸相比,速度是非常慢的,但因神經細胞採用了並行的工作方式,使得大腦能夠同時處理大量的數據。

善於歸納

大腦和數字計算機不同,它極擅長的事情之一就是模式識別,並能根據已熟悉信息進行歸納推廣。

意識

對於意識實際究竟是什麼,至今尚未取得實質性的統一看法。我們甚至不能同意只有人類才有意識,因此,人工神經網絡(Artificial neural network,簡稱ANN)就是在當代數字計算機現有規模的約束下,來模擬這種大量的並行性,並在實現時,使它能顯示出許多和生物學大腦相類似的特性。

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遺傳算法:自我進化。

遺傳算法的工作過程本質上就是模擬生物的進化過程。需要隨著時間的推移不斷成長、演化,最後才能收斂,得到針對某類特定問題的一個或多個解。遺傳算法並不保證你能獲得問題的最優解,但只要採用的方法正確,你通常都可以利用遺傳算法在一定範圍內得到一個限定條件下的最優解(尋優)。

遺傳算法的優點

遺傳算法的最大優點就是在於你不必去了解和操心如何去“找”最優解,而只要簡單的“否定”一些表現不好的“解”。

遺傳算法的缺點

遺傳算法的編碼和解碼比較複雜,在開始進化前需要做複雜的編碼工作,在遺傳操作過程中也不易掌控,容易出錯。

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基於人工智能實現真正意義上的私人定製

OneStepFit 充分利用人工智能中的神經網絡(深度學習)和遺傳算法,針對每個人足部特徵、步態數據和生物力學原理進行足部應力的深入分析,有效結合有限元與醫師的人為干預,提供真正意義上的私人定製。

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對於足部形態的判斷和掃描,以及人體骨骼的提取。更為準確的人體姿態判斷,為用戶提供更加科學的定製方案。

OneStepFit 基於人工智能的視覺識別技術為模型建立和步態判斷提供了精準的數據。而物體的形狀和結構是產生壓力和應力的決定因素。

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OneStepFit 自產的工業級選擇性激光燒結 (Selective Laser Sintering,SLS)3D打印設備,基於人工智能建立“複雜結構-工藝參數-打印性能”之間的關聯模型,以工藝參數為驅動變量,實現個性化定製產品複合材料複雜結構的性能調控。

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選擇性激光燒結 (Selective Laser Sintering,SLS)技術自30年前的問世以來,SLS技術已經逐漸成為一種能夠進行功能原型製作的成熟技術,近些年來還被用於最終用途部件的生產。硬件和材料領域的持續創新促進了該技術更加廣泛的應用,以及終端用戶開發新應用的意願。

選擇性激光燒結技術是成型原理最複雜,條件最高,設備及材料控制精度要求最高的3D打印技術之一,但也是目前對3D打印技術發展影響最為深遠的技術。從理論上來說,任何加熱後能夠形成原子間黏結的粉末材料都可以被用來作為SLS的成型材料,目前,已可成熟運用於SLS設備打印的材料種類也是最多的,從無機材料到高分子材料和金屬材料。

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選擇性激光燒結使用大功率激光逐層將粉末熔化,該技術的主要優點之一是其打印過程不需要任何支撐結構,極少的內應力和來自粉末的自支撐,使SLS打印件能夠自由成型。

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選擇性激光燒結 (Selective Laser Sintering,SLS)技術,是目前最好的用於3D打印私人定製鞋墊的增材製造技術,沒有“之一”。

OneStepFit 自產的工業級SLS設備,可以自主調整多種參數,並且可以自主的對原料進行改性處理。而目前市面在售的同類設備的參數和材料都是封閉或是半封閉的,用戶無法根據實際的需要進行靈活的參數調整和材料的搭配,那麼最終也無法為用戶提供最優的選擇。通過靈活參數和特有的材料配方,OneStepFit 提供的3D打印的定製鞋墊,將可以更加充分的利用足底眾多的本體感應器。

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本體感覺是人體保持平衡最重要的因素

增強和恢復本體感覺

本體感覺在醫學上是指肌、腱、關節等運動器官本身在不同狀態(運動或靜止)時產生的感覺。科學文獻表明,能夠做到與腳底的形狀緊密貼合的3D打印定製鞋墊對相關肌肉的平衡,穩定性和肌電活動都有著非同一般的影響。OneStepFit的3D打印定製鞋墊可以加強本體感覺,對腳部姿態、身體平衡和運動模式具有長期的積極作用。通過穩定足部和下肢,減少相關的痛楚、磨損和肌肉疲勞,幫助使用者迅捷恢復。

牛刀小試!“人工智能”和“3D打印”完美結合,助力大健康!

通過人工智能和3D打印結合的“天造地設”,OneStepFit生產的3D打印私人定製鞋墊呵護您的健康。

疫情的突如起來,讓大家更明白了,唯有免疫力才是核心競爭力,讓OneStepFit呵護您人生的每一步!


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