عکس‌برداری با دستگاه MRI ارزان می‌شود
عکس‌برداری با دستگاه MRI ارزان می‌شود
تینا مزدکی: ام‌آرآی (MRI) که تصویربرداری تشدید مغناطیسی نامیده می‌شود، ابزاری حیاتی برای تشخیص پزشکی است. حتی پس از ده‌ها سال استفاده، ابررساناهای زیربنایی آن هنوز هم معایب خود را دارند.امروزه اکثر دستگاه‌های MRI به آهنرباهای قدرتمندی متکی‌اند که از سیم‌پیچ‌های عظیم مس و آلیاژ نیوبیم-قلع ساخته شده‌اند و ماشین‌های بسیار حجیم و گران‌قیمتی را تشکیل می‌دهند. به همین دلیل، چنین تجهیزات تصویربرداری حجیم عموماً در بیمارستان‌های بزرگ‌تر و دارای بودجه مناسب نصب می‌شوند.
محققان کالج کینگ لندن با چندین دانشگاه ژاپنی همکاری کردند که به کمک هوش مصنوعی از طریق یادگیری ماشینی (ML)، آهنربای ابررسانای جدید و بسیار ارزان‌تری مبتنی بر آهن طراحی کرده‌اند که برای کار کردن به انرژی کمتری نیاز دارد. نمونه اولیه آهنربای جدید ۲٫۷ 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 می‌کند. آهنرباهای مشابه می‌توانند با تنظیمات دقیق روزی در تأسیسات همجوشی هسته‌ای، هواپیماهای الکتریکی و قطارها به‌کار 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 تلاش‌های قبلی محققان (که پارامترهای مختلفی مانند گرما و زمان ساخت را تغییر می‌داد)، شروع به شناسایی نقاط ضعف و بهبود کرد. هوش مصنوعی سپس ساختار اصلی آهنربا را بهینه کرد تا بهترین طراحی را در کمترین زمان ممکن ارائه دهد.
BOXVIA با انجام این کار، رویکرد معماری جدیدی را نشان داد که طراحان قبلاً آن را در نظر نمی‌گرفتند. این رویکرد به‌جای بلورهای یکنواختی که مهندسان معمولا استفاده می‌کنند از بلورهایی با اندازه‌های مختلف بهره میبرد.
البته آهنرباهای ابررسانا هنوز به خنک شدن تا دمای بسیار پایین (حدود ۵ کلوین یا منفی ۲۶۸ درجه سلسیوس) نیاز دارند. مارک آینزلی، استاد مهندسی در کالج کینگ و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «این فرآیند، به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا بتوانند سریع‌تر، دستگاه‌های قدرتمندی را برای کاربردهای صنعتی بسازند. این بدان معناست که این دستگاه‌ها از دستگاه‌های MRI امروزی ارزان‌تر و حتی در دسترس‌تر خواهند بوذ.»
کاهش میزان سیم ابررسانای موردنیاز در دستگاه‌های MRI می‌تواند نسل جدیدی از ابزارهای کوچک‌تر را در اختیار بشر قرار دهد که می‌توانند در مطب پزشک عمومی کار کنند و درنتیجه دسترسی را به‌طور چشمگیری افزایش دهند. در ادامه این پژوهش‌ها محققان قصد دارند مطالعه کنند که چگونه نانوساختارهای جدید کشف‌شده با یادگیری ماشینی، آهنرباهای ابررسانای منحصربه‌فردی بسازد.
منبع: popsci
۳۲۳
