عکس برداری با دستگاه MRI مقرون به صرفه می گردد - باتسک

تینا مزدکی: ام آرآی (MRI) که تصویربرداری تشدید مغناطیسی نامیده می گردد، ابزاری حیاتی برای تشخیص پزشکی است. حتی پس از ده ها سال استفاده، ابررساناهای زیربنایی آن هنوز هم معایب خود را دارند.امروزه بیشتر دستگاه های MRI به آهنرباهای قدرتمندی متکی اند که از سیم پیچ های بزرگ مس و آلیاژ نیوبیم-قلع ساخته شده اند و ماشین های بسیار حجیم و گران قیمتی را تشکیل می دهند. به همین علت، چنین تجهیزات تصویربرداری حجیم عموماً در بیمارستان های بزرگ تر و دارای بودجه مناسب نصب می شوند.

محققان کالج کینگ لندن با چندین دانشگاه ژاپنی همکاری کردند که به یاری هوش مصنوعی به وسیله یادگیری ماشینی (ML)، آهنربای ابررسانای نو و بسیار مقرون به صرفه تری مبتنی بر آهن طراحی نموده اند که برای کار کردن به انرژی کمتری احتیاج دارد. نمونه اولیه آهنربای نو 2.7 برابر قدرتمندتر از انواع آهنی قبلی است و اولین نمونه در نوع خود است که الزامات سختگیرانه دستگاه MRI را برای پایداری و استحکام برآورده می نماید. آهنرباهای مشابه می توانند با تنظیمات دقیق روزی در تأسیسات همجوشی هسته ای، هواپیماهای الکتریکی و قطارها به کار روند.

راز آهنربای ابررسانای آهنی در ساختار میکروسکوپی آن نهفته است؛ طرحی که تنها با استفاده از سیستم هوش مصنوعی ML به نام BOXVIA کشف شد. BOXVIA پس از آموزش برنامه با توجه به کوشش های قبلی محققان (که پارامترهای مختلفی مانند گرما و زمان ساخت را تغییر می داد)، آغاز به شناسایی نقاط ضعف و بهبود کرد. هوش مصنوعی سپس ساختار اصلی آهنربا را بهینه کرد تا برترین طراحی را در کمترین زمان ممکن ارائه دهد.

BOXVIA با انجام این کار، رویکرد معماری نوی را نشان داد که طراحان قبلاً آن را در نظر نمی گرفتند. این رویکرد به جای بلورهای یکنواختی که مهندسان معمولا استفاده می نمایند از بلورهایی با مقدار های مختلف بهره می برد.

البته آهنرباهای ابررسانا هنوز به خنک شدن تا دمای بسیار پایین (حدود 5 کلوین یا منفی 268 درجه سلسیوس) احتیاج دارند. مارک آینزلی، استاد مهندسی در کالج کینگ و یکی از نویسندگان این پژوهش می گوید: این فرآیند، به تولیدنمایندگان یاری می نماید تا بتوانند سریع تر، دستگاه های قدرتمندی را برای کاربردهای صنعتی بسازند. این بدان معناست که این دستگاه ها از دستگاه های MRI امروزی مقرون به صرفه تر و حتی در دسترس تر خواهند بوذ.

کاهش مقدار سیم ابررسانای مورداحتیاج در دستگاه های MRI می تواند نسل نوی از ابزارهای کوچک تر را در اختیار بشر قرار دهد که می توانند در مطب پزشک عمومی کار نمایند و درنتیجه دسترسی را به طور چشمگیری افزایش دهند. در ادامه این پژوهش ها محققان قصد دارند مطالعه نمایند که چگونه نانوساختارهای نو کشف شده با یادگیری ماشینی، آهنرباهای ابررسانای منحصربه فردی بسازد.

منبع: popsci

323