تینا مزدکی: MRI که تصویربرداری رزونانس مغناطیسی نیز نامیده می شود، یک ابزار حیاتی برای تشخیص پزشکی است. حتی پس از دهه‌ها استفاده، ابررساناهای زیربنایی هنوز معایب خود را دارند. امروزه اکثر دستگاه های MRI به آهنرباهای قدرتمند ساخته شده از سیم پیچ های عظیم مس و آلیاژ نیوبیم-قلع متکی هستند که ماشین های بسیار حجیم و گران قیمتی را می سازند. به همین دلیل، چنین تجهیزات تصویربرداری حجیم معمولاً در بیمارستان‌های بزرگ‌تر و مقرون به صرفه‌تر نصب می‌شوند.
محققان کالج کینگ لندن با همکاری چندین دانشگاه ژاپنی از هوش مصنوعی از طریق یادگیری ماشینی (ML) برای طراحی آهنربای ابررسانای جدید و بسیار ارزان‌تر مبتنی بر آهن استفاده کرده‌اند که برای کارکردن به انرژی کمتری نیاز دارد. نمونه اولیه آهنربای جدید 2.7 برابر قدرتمندتر از انواع آهنی های قبلی است و اولین نمونه در نوع خود است که الزامات سختگیرانه دستگاه MRI برای پایداری و استحکام را برآورده می کند. آهنرباهای مشابه روزی می توانند در تأسیسات همجوشی هسته ای، هواپیماهای الکتریکی و قطارها با تنظیم دقیق مورد استفاده قرار گیرند.
راز آهنربای ابررسانای آهن در ساختار میکروسکوپی آن نهفته است. طرحی که تنها با استفاده از سیستم هوش مصنوعی ML به نام BOXVIA کشف شد. پس از آموزش برنامه با توجه به تلاش های قبلی محققان (که پارامترهای مختلفی مانند گرما و زمان ساخت را متفاوت می کرد)، BOXVIA شروع به شناسایی نقاط ضعف و بهبود کرد. سپس هوش مصنوعی ساختار هسته آهنربا را برای ارائه بهترین طراحی در کوتاه ترین زمان ممکن بهینه کرد.
با انجام این کار، BOXVIA یک رویکرد معماری جدید را نشان داد که طراحان قبلاً در نظر نگرفته بودند. این رویکرد به جای کریستال های یکنواختی که مهندسان معمولاً از آن استفاده می کنند، از کریستال هایی با اندازه های مختلف استفاده می کند.
البته آهنرباهای ابررسانا هنوز باید تا دمای بسیار پایین (حدود 5 کلوین یا منفی 268 درجه سانتیگراد) خنک شوند. مارک اینزلی، استاد مهندسی در کالج کینگ و یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: “این فرآیند به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا دستگاه‌های قدرتمندتری را برای کاربردهای صنعتی سریع‌تر بسازند. این بدان معناست که این دستگاه‌ها ارزان‌تر و حتی در دسترس‌تر خواهند بود. دستگاه های ام آر آی امروزی.”
کاهش میزان سیم ابررسانا مورد نیاز در دستگاه‌های MRI می‌تواند نسل جدیدی از دستگاه‌های کوچک‌تر را ارائه دهد که می‌توانند در مطب پزشک عمومی کار کنند و در نتیجه دسترسی را به طور چشمگیری افزایش دهند. در ادامه این مطالعات، محققان قصد دارند بررسی کنند که نانوساختارهای جدید کشف شده با یادگیری ماشین چگونه می توانند آهنرباهای ابررسانا منحصر به فردی بسازند.
منبع: popsci
323
