KMITL Expo 2026 LogoKMITL 66th Anniversary Logo

การทำนายคุณสมบัติของโครงสร้างกระดูกจากวัสดุชีวภาพคอมโพสิตทำจากการพิมพ์ 3 มิติ โดยใช้การวิเคระห์ด้วยไฟไนต์เอลิเมนต์

รายละเอียด

โครงสร้างกระดูกจากวัสดุชีวภาพเป็นวัสดุที่ช่วยให้การฟื้นฟู หรือซ่อมแซ่มเนื้อเยื้อกระดูกได้อย่างรวดเร็วขึ้น พร้อมทั้งนี้ตัววัสดุที่เป็นโครงสร้างสามารถที่จะย่อยสลายภายในร่างกาย หรือในระบบชีวภาพได้เป็นอย่างดี ในงานนี้จึงนี้จุดมุ่งหมายในการศึกษาถึงวัสดุ รูปร่าง และกระบวนการผลิตในการพิมพ์ 3 มิติด้วยเทคนิคการหลอมละลายเส้นพลาสติก (fused deposition modeling: FDM) ที่เหมาะสม ซึ่งได้ใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อทำนายคุณสมบัติเชิงกลของโครงสร้างกระดูกที่มีรูปร่าง และขนาดรูพรุนที่เหมาะสม อย่างไรก็ตามวัสดุที่ใช้การศึกษานี้ ได้แก่ พอลีแลคติคแอซิด (polylactic acid: PLA) พอลิคาโพรแลกโตน (polycaprolactone: PCL) และ ไฮดรอกซิลอะพาไทต์ (hydroxyapatite: HA)

วัตถุประสงค์

โครงเลี้ยงเซลล์ (Scaffold) หรือวัสดุที่มีรูพรุนเพื่อการเจริญเติบโตของเซลล์สู่การกลายเป็นเนื้อเยื่อสำหรับการฟื้นฟูส่วนที่เสียหายของร่างกาย ซึ่งในปัจจุบันมีความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดขึ้นจากอุบัติเหตุ โรค เป็นต้น โดยการรักษาแบบดั้งเดิมจะใช้การรับเนื้อเยื่อจากผู้บริจาค แต่ก็อาจไม่เข้ากันกับร่างกายของผู้ป่วยทางวิศวกรรมเนื้อเยื่อจึงได้มีการพัฒนาโครงเลี้ยงเซลล์ขึ้นมาซึ่งจำเป็นต้องมีคุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ การทนต่อการรับแรง การย่อยสลายภายในร่างกาย และความเข้ากันได้ทางระบบชีวภาพ อย่างไรก็ตามมีความท้าทายมากมายในการพัฒนาวัสดุชีวภาพในโครงเลี้ยงเซลล์ เช่น การรองรับความหนาแน่นของเซลล์ที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเจริญเติบโต ซึ่งจำเป็นต้องออกแบบรูพรุนภายในโครงเลี้ยงเซลล์ การรับแรงการแรงกดโดยมวลกล้มเนื้อของร่างกาย และเลือกวัสดุที่เหมาะสมเพื่อรองรับการเจริญเติบโตของเซลล์ เป็นต้น

นวัตกรรมอื่น ๆ

ระบบจำแนกสุขภาพปะการัง

คณะวิทยาศาสตร์

ระบบจำแนกสุขภาพปะการัง

ในปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและกิจกรรมของมนุษย์ส่งผลให้แนวปะการังทั่วโลกเผชิญกับภาวะเสื่อมโทรมอย่างรวดเร็ว การตรวจสอบสุขภาพของปะการังจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการอนุรักษ์ระบบนิเวศทางทะเล โครงการนี้มุ่งเน้นการพัฒนาแบบจำลองปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อจำแนกสุขภาพของปะการังออกเป็นสี่ประเภท ได้แก่ ปะการังแข็งแรง (Healthy), ปะการังฟอกขาว (Bleached), ปะการังซีด (Pale), และปะการังตาย (Dead) โดยใช้โครงข่ายประสาทเทียมเชิงลึก (Deep Learning) เป็นพื้นฐานในการฝึกสอนแบบจำแนกภาพ ในกระบวนการฝึกแบบจำลอง ได้มีการใช้เทคนิค Cross-Validation (k=5) เพื่อเพิ่มความแม่นยำ พร้อมทั้งบันทึกโมเดลที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดหลังการฝึกผลลัพธ์ของโครงการนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการติดตามการเปลี่ยนแปลงของแนวปะการัง และช่วยนักวิทยาศาสตร์ทางทะเลวิเคราะห์ข้อมูลได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการวางแผนอนุรักษ์ระบบนิเวศทางทะเลในอนาคต

สเปกโตรโฟโตมิเตอร์แบบพิมพ์สามมิติสำหรับการตรวจวัดฟอร์มาลดีไฮด์ ในอาหารทะเลสด

คณะวิศวกรรมศาสตร์

สเปกโตรโฟโตมิเตอร์แบบพิมพ์สามมิติสำหรับการตรวจวัดฟอร์มาลดีไฮด์ ในอาหารทะเลสด

งานวิจัยนี้ศึกษาการสร้างสเปกโตรโฟโตมิเตอร์แบบพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งได้ทำการสร้างสเปกโตรโฟโตมิเตอร์แบบพิมพ์ 3 มิติ ด้วยโปรแกรม AutoCAD ทำให้ตัวเครื่องนั้นมีความแข็งแรงทนทาน ต้นทุนต่ำ และพกพาสะดวก เพื่อใช้ในการตรวจวัดปริมาณฟอร์มาลดีไฮด์ในอาหารทะเลสด

เครื่องคัดแยกเฉดสีของพลอยอัตโนมัติ

วิทยาลัยนวัตกรรมการผลิตขั้นสูง

เครื่องคัดแยกเฉดสีของพลอยอัตโนมัติ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเครื่องคัดแยกเฉดสีของพลอยแบบอัตโนมัติ เพื่อลดข้อจำกัดของการคัดแยกเฉดสีโดยอาศัยแรงงานมนุษย์ ซึ่งมีข้อจำกัดในด้านความรวดเร็วและความแม่นยำ งานวิจัยนี้นำเทคโนโลยีการเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning) มาใช้ในการวิเคราะห์และแยกเฉดสีของพลอย โดยพัฒนาอัลกอริทึมที่สามารถตรวจจับและจำแนกเฉดสีได้อย่างแม่นยำ พร้อมด้วยการออกแบบระบบรางอัตโนมัติเพื่อขนส่งพลอยผ่านเครื่องคัดแยกเฉดสีได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบรางดังกล่าวช่วยให้กระบวนการคัดแยกดำเนินการได้อย่างต่อเนื่อง วิธีการทำงานของเครื่องคัดแยกประกอบด้วยการจับภาพสีของพลอยด้วยกล้องความละเอียดสูง จากนั้นประมวลผลภาพด้วยโปรแกรม เพื่อจำแนกเฉดสีของพลอย และส่งพลอยไปยังตำแหน่งที่กำหนดบนรางอัตโนมัติ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า เครื่องคัดแยกเฉดสีอัตโนมัติที่รวมระบบรางมีความแม่นยำและรวดเร็วสูง สามารถช่วยลดต้นทุนแรงงานและเพิ่มประสิทธิภาพในการคัดแยกเฉดสีของพลอยได้อย่างมีนัยสำคัญ