新技术可以缩小体积的 MRI 机器

磁共振成像 (MRI) 机器是医疗保健的重要工具，但即使经过数十年的使用，其底层超导体仍然存在缺陷。当今大多数 MRI 机器都依赖于由巨大的铜和铌锡合金线圈制成的强力磁铁，这使得机器非常笨重且价格昂贵。正因为如此，筛查设备通常只用于资金充足、有专门区域安装 MRI 系统的大型医院。

然而，借助机器学习 (ML) 的帮助，伦敦国王学院的研究人员与多所日本大学合作，设计了一种新型、更便宜、运行所需的能量更少的铁基超导磁体。6 月 7 日， NPG Asia Materials发表了一项新研究，详细介绍了这种新型原型，其功率是之前铁基磁体的 2.7 倍，也是同类产品中第一个满足 MRI 机器对稳定性和强度的严格要求的磁体。经过进一步的微调，类似的磁体有朝一日也有可能进入核聚变设施、电动飞机和磁悬浮列车。

铁超导磁体的关键在于其微观结构布局——这一设计只有在使用名为 BOXVIA 的 ML 系统时才被发现。在对研究人员之前的铁磁体尝试进行训练后（这些尝试的参数包括热量和制造时间），BOXVIA 开始发现弱点和潜在的改进。从那里开始，ML 程序调整磁体的基本结构，以在人类所需时间的一小部分内确定最佳设计。

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通过这种方式，BOXVIA 揭示了一种设计师以前没有考虑过的新型建筑方法——依赖于不同大小的铁晶体，而不是通常由工程师创建的统一速率。

伦敦国王学院工程学教授、研究报告共同作者马克·安斯利在周五的附带声明中表示：“我们的工艺为制造商奠定了基础，使他们能够快速、高效地生产出适合工业应用的 MRI 机器，这意味着可以以更便宜的价格生产出更多 MRI 机器。”

Ainslie 补充说，减少 MRI 机器所需的超导导线数量可以开启新一代小型工具，这些工具可以在全科医生的办公室内使用，从而大大扩大其可及性。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），但 Ainslie 表示，他们的新设计“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。”

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独特的超导性——这一发现可能预示着未来将出现更强大的磁铁。