Ngày 1 tháng 8 năm 2024
Hãy tìm hiểu cách AI đang chuyển đổi quang học bằng cách nâng cao khả năng chăm sóc mắt, hợp lý hóa sản xuất kính mắt và cải tiến truyền thông cáp quang.
Quang học là ngành nghiên cứu về ánh sáng và sự tương tác của nó với các vật liệu khác nhau. Nghe có vẻ như chỉ là một chủ đề khoa học khác, nhưng thực ra nó rất quan trọng và hiện diện rất nhiều trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Trong nhiều năm qua, nhiều ngành công nghiệp đã kết hợp các công nghệ dựa trên quang học để tạo ra các giải pháp sáng tạo. Ví dụ, trong nhãn khoa, quang học được sử dụng để phát triển thấu kính điều chỉnh, kính áp tròng và các thủ thuật phẫu thuật như LASIK. Trong sản xuất , quang học đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển máy ảnh, kính thiên văn, ống nhòm và mạng cáp quang để truyền thông nhanh hơn.
Trí tuệ nhân tạo (AI) đang được sử dụng để cải thiện nhiều giải pháp quang học này. Ví dụ, phân tích dự đoán có thể giúp xác định bệnh nhân nào sẽ được hưởng lợi nhiều nhất từ các ca phẫu thuật phức tạp như LASIK. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cách AI đang được sử dụng trong quang học và hiểu những lợi ích mà nó mang lại cũng như những thách thức mà nó đặt ra. Hãy bắt đầu thôi!
Trước tiên, chúng ta hãy tìm hiểu một số ứng dụng của AI trong quang học, chẳng hạn như nhãn khoa, sản xuất thiết bị quang học và truyền thông mạng thông qua sợi quang.
Ngày nay, AI trong chăm sóc sức khỏe đang trở nên phổ biến hơn. Cụ thể trong quang học, AI đang định nghĩa lại các lĩnh vực như nhãn khoa và quang học. Nhãn khoa bao gồm chẩn đoán và điều trị các rối loạn về mắt, trong khi quang học bao gồm đánh giá mắt để tìm các vấn đề về thị lực và kê đơn kính thuốc. AI đang được sử dụng để chẩn đoán, điều trị cá nhân hóa và cải thiện hiệu quả trong chăm sóc mắt.
Ví dụ, hệ thống AI có thể giúp tìm ra các dấu hiệu sớm của các bệnh như bệnh tăng nhãn áp và bệnh võng mạc tiểu đường. Theo Quỹ nghiên cứu bệnh tăng nhãn áp, chỉ riêng tại Hoa Kỳ đã có hơn ba triệu người mắc bệnh tăng nhãn áp, nhưng chỉ một nửa trong số họ biết rằng họ mắc bệnh. Các hệ thống này có thể phát hiện sớm các bệnh về mắt như vậy và bắt đầu điều trị sớm hơn để ngăn ngừa mù lòa.
Đánh giá bệnh võng mạc tự động (ARDA) của Google là một ví dụ tuyệt vời về cách AI thị giác có thể cải thiện việc chăm sóc mắt. Google đã hợp tác với một nhóm lớn các bác sĩ nhãn khoa để đào tạo một mô hình AI sử dụng hơn 100.000 lần quét võng mạc. Mục tiêu là tạo ra một hệ thống có thể phát hiện bệnh võng mạc tiểu đường bằng cách phân loại hình ảnh . Một trong những lợi thế lớn nhất của ARDA là nó có thể được sử dụng ở các nước đang phát triển, nơi khả năng tiếp cận dịch vụ chăm sóc mắt có thể bị hạn chế.
AI cũng đang tạo nên làn sóng trong thiết kế và sản xuất nhiều thiết bị quang học khác nhau. Về mặt thiết kế, AI tạo ra có thể hữu ích để thiết kế nhanh các thiết bị quang học. Sau đó, các hệ thống AI có thể tham gia để giám sát các quy trình sản xuất và giúp cắt giảm chi phí. Cuối cùng, AI và thị giác máy tính có thể được sử dụng để kiểm tra và phát hiện bất kỳ lỗi nào trong các sản phẩm được sản xuất như cáp quang hoặc ống kính mà mắt người có thể bỏ sót.
Để đạt được mục tiêu này, nhiều công ty đang tìm cách sử dụng AI để thiết kế và sản xuất các loại tròng kính hiện đại. Là một công ty hàng đầu trong ngành tròng kính nhãn khoa, EssilorLuxottica đã thu thập được một lượng lớn dữ liệu ẩn danh từ các đơn đặt hàng tròng kính, dữ liệu thử nghiệm và các nghiên cứu nội bộ. Họ đang sử dụng AI để trích xuất kiến thức từ dữ liệu này, chẳng hạn như thông tin chi tiết về lối sống của người tiêu dùng và số liệu hiệu suất tròng kính, đồng thời sử dụng AI để cải thiện thiết kế tròng kính. Họ cũng đang sử dụng AI về hành vi để thiết kế thế hệ tròng kính đa tiêu cự mới nhất của mình. Điều này tính đến hành vi không gian của bệnh nhân (cách họ di chuyển đầu và mắt để quan sát môi trường xung quanh) để thiết kế tròng kính thoải mái hơn.
Sau đây là một số lợi ích của việc sử dụng AI để thiết kế kính mắt:
Sau khi bạn đã đến gặp bác sĩ nhãn khoa, nhận đơn thuốc và quyết định loại tròng kính bạn cần, bước tiếp theo thường là đến cửa hàng và thử kính. Tuy nhiên, công nghệ thị giác máy tính đã tái định hình quy trình bán lẻ thông qua việc thử kính ảo ngay tại nhà. Các công ty như Lenskart đã bắt đầu sử dụng sáng kiến này để cải thiện trải nghiệm của khách hàng.
Sử dụng các thuật toán tiên tiến và thực tế tăng cường (AR), thị giác máy tính có thể lập bản đồ các đặc điểm khuôn mặt của bạn theo thời gian thực. Bằng cách đó, các mô hình 3D của kính mắt có thể được phủ liền mạch lên nguồn cấp dữ liệu video trực tiếp của bạn. Kính ảo có thể xuất hiện để di chuyển tự nhiên theo đầu của bạn và điều chỉnh theo góc độ và ánh sáng để cung cấp góc nhìn thực tế về cách các gọng kính khác nhau sẽ trông như thế nào. Với việc bổ sung máy học, các hệ thống này thậm chí có thể đưa ra các đề xuất gọng kính được cá nhân hóa dựa trên cấu trúc khuôn mặt và sở thích về phong cách của bạn.
Nếu kết nối internet siêu nhanh của bạn có thể còn nhanh hơn nữa thì sao? Đó chính xác là những gì thuật toán AI có thể làm cho cáp quang. Những sợi cáp này giống như đường cao tốc tốc độ cao dành cho thông tin kỹ thuật số và AI có thể giúp triển khai, quản lý và cải thiện hiệu suất của chúng.
Bằng cách tối ưu hóa các thiết kế Outside Plant (OSP), AI giúp việc mở rộng mạng băng thông rộng hiệu quả và hiệu suất hơn. OSP đề cập đến tất cả các hệ thống cáp vật lý và cơ sở hạ tầng cần thiết để cung cấp dịch vụ internet, bao gồm cáp quang, ống dẫn và các thiết bị liên quan được lắp đặt bên ngoài tòa nhà. AI có thể giúp mô phỏng nhiều kịch bản thiết kế khác nhau để xác định các giải pháp hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất. Các nhiệm vụ như quản lý dung lượng băng thông dựa trên nhu cầu trở nên đơn giản hơn. Nhìn chung, các nhiệm vụ thiết kế trước đây mất 45-60 ngày do phải làm lại, theo dõi nhiều lần và các quy trình thủ công giờ đây có thể hoàn thành chỉ trong 25 ngày với AI .
AI cũng có thể cải thiện việc lập kế hoạch tuyến cáp quang bằng cách phân tích dữ liệu lịch sử và dự đoán nhu cầu trong tương lai bằng các thuật toán học máy tiên tiến. Các kỹ thuật thị giác máy tính như phân đoạn có thể được sử dụng để kiểm tra chất lượng của cáp quang và phát hiện lỗi. Bằng cách phát hiện ra các vấn đề sớm hơn, những vấn đề này có thể được giải quyết nhanh hơn, giảm thiểu thời gian chết và chi phí bảo trì. Bằng cách làm cho các quy trình này hiệu quả hơn, AI không chỉ tăng tốc triển khai băng thông rộng mà còn cải thiện độ tin cậy và chất lượng của các dịch vụ internet, cuối cùng mang lại lợi ích cho cả cộng đồng thành thị và vùng sâu vùng xa.
Với thị trường quang học tiên tiến toàn cầu dự kiến sẽ tăng trưởng lên khoảng 628,80 tỷ đô la vào năm 2032, AI mang lại một số lợi ích trong lĩnh vực quang học. Sau đây là một số lợi thế chính:
Mặc dù đúng là AI mang lại nhiều lợi ích cho quang học, chúng ta cần lưu ý đến những thách thức và cân nhắc về mặt đạo đức cần được giải quyết khi sử dụng công nghệ AI.
Sau đây là một số thách thức khi sử dụng AI trong quang học:
Theo Viện Y tế Quốc gia (Hoa Kỳ) , các hệ thống AI đã thực hiện ngang bằng hoặc thậm chí tốt hơn các bác sĩ nhãn khoa giàu kinh nghiệm trong các nhiệm vụ như phát hiện và phân loại bệnh võng mạc tiểu đường. Tuy nhiên, bất chấp những kết quả đầy hứa hẹn này, rất ít hệ thống AI được triển khai trong các bối cảnh lâm sàng thực tế. Điều này là do những thách thức như thiên vị dữ liệu và quyền riêng tư.
Để giải quyết những thách thức này, cần có các quy tắc và quy định mới về việc sử dụng AI trong quang học. Ở các quốc gia như Hoa Kỳ, chính quyền tiểu bang đã bắt đầu quản lý AI trong chăm sóc sức khỏe để ngăn ngừa phân biệt đối xử và bảo vệ quyền riêng tư của bệnh nhân . Có khả năng chúng ta sẽ bắt đầu thấy việc điều chỉnh thị lực được cá nhân hóa, với AI tạo ra các giải pháp tùy chỉnh cho từng bệnh nhân. Điều này sẽ dẫn đến việc tạo ra kính và phương pháp điều trị được thiết kế để phù hợp hơn với nhu cầu của từng người.
Một lĩnh vực quang học khác có thể trở nên phổ biến trong tương lai nhờ AI là teleophthalmology . Teleophthalmology là việc sử dụng y học từ xa để cung cấp dịch vụ chăm sóc mắt từ xa. Hãy tưởng tượng chụp ảnh mắt của bạn và mô hình AI phân tích ảnh đó để thông báo cho bạn về sức khỏe mắt của bạn. AI có thể mang dịch vụ chăm sóc mắt đến tận nhà và đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các lựa chọn chẩn đoán và điều trị từ xa. Nó đặc biệt có lợi cho những người ở vùng sâu vùng xa hoặc vùng thiếu dịch vụ và có thể giúp đảm bảo họ nhận được dịch vụ chăm sóc kịp thời và hiệu quả.
AI đang nhanh chóng thay đổi lĩnh vực quang học, từ chăm sóc sức khỏe đến sản xuất. Nó đang nâng cao chẩn đoán y tế, cá nhân hóa phương pháp điều trị và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Mặc dù có những thách thức như tuân thủ quy định và quyền riêng tư dữ liệu, nhưng lợi ích tiềm năng là rất lớn. AI đang sẵn sàng biến đổi cách chúng ta nhìn và tương tác với thế giới thông qua những tiến bộ trong quang học.
Hãy cùng nhau học hỏi và phát triển! Khám phá kho lưu trữ GitHub của chúng tôi để xem những đóng góp của chúng tôi cho AI. Xem cách chúng tôi đang định nghĩa lại các ngành công nghiệp như xe tự lái và nông nghiệp bằng AI. 🚀
