工程师利用人工智能推进纳米医学制造

纳米医学见解

• 聚合物纳米颗粒可以将药物精确地输送到人体内的正确位置，但它们的使用受到了制造限制。
• Yang和合作者将利用人工智能实时分析和指导聚合物纳米颗粒的生产。
• 如果成功，这项研究可能会导致网络驱动的制造方法取得重大进展，并彻底改变聚合物纳米颗粒和其他纳米药物的制造方式。

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据康奈尔大学的研究人员称，人工智能和生产技术的一种新颖组合可能改变纳米医学的未来，他们利用美国国家科学基金会的300万美元新拨款，彻底改变聚合物纳米颗粒的制造方式。

聚合物纳米颗粒已经成为一种强大的工具，可以在正确的时间将药物精确地递送到人体内的正确位置，但由于制造的复杂性，它们的使用受到了限制。

“一家公司可能需要几十年的时间来设计一种分子配方，并使其在大规模上始终如一地可重复，”他说荣杨他是史密斯化学与生物分子工程学院的助理教授，也是该基金的首席研究员。“从实验规模的合成到工业规模的制造存在一个瓶颈，这就是我们正在努力解决的问题。”

Yang和合作者将利用人工智能实时分析和指导聚合物纳米颗粒的生产。由于纳米颗粒是用初始化学气相沉积(iCVD)系统合成的，研究人员将加入液晶，留下“光学指纹”，供计算机视觉读取。所得数据将用于训练卷积神经网络，以识别聚合物纳米颗粒的信息，然后用于组装过程中的实时自动化决策。

杨说:“我们将使用液晶作为溶剂，同时也用作显示器，就像你在电视屏幕上看到的那样。”“我们可以用它们来建立材料性质之间的联系，比如聚合物纳米颗粒的分子量、大小和形态，然后将其与我们从人工智能读取的光学输出联系起来。”

为这项研究带来液晶方面的专业知识的是联合首席研究员尼古拉斯·阿伯特他是蒂施大学史密斯学院的教授，而人工智能方面的专业知识将来自联合首席研究员Fengqi你他是能源系统工程的罗克珊·E.和迈克尔·j·扎克教授。

如果成功，这项研究不仅会产生新的网络驱动的制造方法，而且最终会彻底改变聚合物纳米颗粒和纳米药物的制造方式，杨说。

杨说:“想象一下，每个人服用的药片都略有不同，现场生产的个性化药物。”他补充说，这种生产方式也可以改变其他含有聚合物的产品的生产方式，比如建筑材料。“对合成过程的快速表征和反馈可以打开所有这些以前不存在的可能性。”

该基金的其他共同主要研究人员包括埃里森·古德温史密斯学院副教授，以及北卡罗莱纳州立大学化学和生物分子工程学教授简·根泽。

Syl Kacapyr是康奈尔大学工程学院营销与传播副主任。

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