新技术可以缩小笨重的核磁共振成像仪

磁共振成像（MRI）机器是医疗保健的关键工具，但即使使用了几十年，其底层超导体仍然存在缺陷。如今，大多数MRI机器依赖于由铜和铌锡合金制成的巨大线圈制成的强大磁铁，这些磁铁制造出极其笨重和昂贵的机器。因此，筛查设备通常被降级到资金充足的大型医院，这些医院有专门的区域来安装MRI系统。

然而，在机器学习（ML）的帮助下，伦敦国王学院的研究人员与多所日本大学合作，设计了一种新的、更便宜的铁基超导磁铁，运行所需的能量更少。6月7日发表在NPG亚洲材料杂志上的一项新研究详细介绍了这种新型原型，其功率是以前铁变体的2.7倍，也是同类产品中第一个满足严格的磁共振成像机器稳定性和强度要求的。通过额外的微调，类似的磁铁有一天也可以进入核聚变设施、电动飞机和磁悬浮列车。

铁超导磁铁的关键在于它的微观结构布局——这种设计是在使用名为BOXVIA的ML系统时才发现的。在根据研究人员以前的铁磁铁尝试（改变热量和制造时间等参数）对程序进行训练后，BOXVIA开始识别弱点和潜在的改进。从那时起，ML程序调整了磁铁的基本结构，以在人类完成的时间的一小部分内确定最佳设计。

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在这样做的过程中，BOXVIA揭示了一种设计师以前没有考虑过的新建筑方法——一种依赖于不同尺寸的铁晶体，而不是通常由工程师创造的均匀速率。

国王学院工程学教授、该研究的合著者马克·安斯利周五在一份随附的声明中表示：“我们的工艺为制造商以足够快的速度和足够强大的功率制造工业应用奠定了基础——这意味着以更便宜的价格制造更多的核磁共振机器。”

安斯利补充说，减少核磁共振成像机器所需的超导线数量，可能会开辟新一代更小的工具，能够在全科医生的办公室内操作，从而极大地扩大可及性。尽管超导磁体仍然需要冷却到极低的温度（约5开尔文，或-450.76华氏度），安斯利说，他们的新设计“为制造商制造出足以满足工业应用的速度和功率奠定了基础。”

展望未来，研究人员的目标是研究机器学习发现的新纳米结构如何使磁铁具有如此独特的超导性——这一发现可能预示着未来更强大的磁铁。