عکس برداری با دستگاه MRI ارزان می شود

تینا مزدکی: ام آرآی (MRI) که تصویربرداری تشدید مغناطیسی نامیده می شود، ابزاری حیاتی برای تشخیص پزشکی است. حتی پس از ده ها سال استفاده، ابررساناهای زیربنایی آن هنوز هم معایب خود را دارند.امروزه اکثر دستگاه های MRI به آهنرباهای قدرتمندی متکی اند که از سیم پیچ های عظیم مس و آلیاژ نیوبیم-قلع ساخته شده اند و ماشین های بسیار حجیم و گران قیمتی را تشکیل می دهند. به همین دلیل، 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 کمک هوش مصنوعی از طریق یادگیری ماشینی (ML)، آهنربای ابررسانای جدید و بسیار ارزان تری مبتنی بر آهن طراحی کرده اند که برای کار کردن به انرژی کمتری نیاز دارد. نمونه اولیه آهنربای جدید 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 کند. آهنرباهای مشابه می توانند با تنظیمات دقیق روزی در تاسیسات 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 تلاش های قبلی محققان (که پارامترهای مختلفی مانند گرما و زمان ساخت را تغییر می داد)، 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 ارایه دهد.

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

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

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

منبع: popsci

323