現在の鉄ベースの超伝導磁石よりも3倍強いこの開発により、MRI機械を以前よりも小さく安価にすることができます。
科学者たちはAIを使って世界で最も強力な鉄ベースの超伝導磁石を開発しました。
超伝導磁石は、大量の電力を必要とせずに非常に強力で安定した磁場を生成できます。 これは、軟部組織の鮮明な３Ｄ画像を生成するために強い磁場を必要とするＭＲＩ機械を含む様々な技術に使用できることを意味する。 また、次世代の輸送手段にも使用できます。 SC自己負傷 日本の列車システム。
しかしながら、現在使用されている超伝導体は、主に超伝導ニオブ錫合金線の大型コイルの形態である。 これを使用するデバイスはこのサイズに対応する必要があるため、アプリケーションが制限される可能性があります。
に発表された論文から NPGアジア材料 今日、King's College Londonと日本の研究者たちは、機械学習（ML）を使用して安価で強力な鉄ベースの超伝導磁石を製造し、この技術を広くて手頃な価格で使用することができます。
King's Engineering DepartmentのMark Ainslie博士は、Tokyo University of Agriculture and Technology、Japan Science and Technology Agency、National Institute for Materials Science、Kyushu Universityの研究者と協力してこれを行いました。
Mark Ainslie博士は、「超伝導磁石は未来の中枢です。 MRIマシンでがんの画像を撮影するために使用されるだけでなく、次のようながんにも不可欠です。 電気航空機 そして核融合。 しかしながら、従来の銅ベースのワイヤ超伝導体を作るのに必要な材料及び技術は、一般に高価であり、これにより市場の浸透が制限されている。 一旦磁化されると、磁性を失わない磁石として大量の形態で使用すると、より重いワイヤコイルと比較して設置スペースがより小さくなる可能性があるが、銅ベースのバルク超伝導体は製造に数週間かかることがある。
「私たちはAIを使って鉄を使って費用対効果の高いスケーラブルな代替品を作りました。 鉄は作業がはるかに簡単で、より小さく、軽量のデバイスの可能性を開きます。 最初の鉄ベースの超伝導体は10年前に作られましたが、彼らが生成した磁場は広く使用できるほど強力でも安定していませんでした。
「超伝導磁石が効果的に動作するためには、依然として非常に低い温度に冷却する必要がありますが、私たちのプロセスは、製造業者が産業用途に使用できるほど迅速かつ強力に磁石を作ることができる基盤を提供します。 これは、より多くのMRI機器をより安価にすることができるという意味です。 MRI機械における大量の超伝導線材の必要性を減らすことで、 次世代小型ユニット 病院に大きな部屋が必要なく、一般のオフィスに配布することができ、アクセシビリティが広がりました。
「私たちはAIを使って鉄を使って費用対効果の高いスケーラブルな代替品を作り出しました。
Mark Ainslie博士 – 工学講師
ＭＲＩ機械は、患者の安全性及び画像品質を保証するために磁石が発生する磁場の強度及び安定性に対する厳しい要求を有する。 研究者のプロトタイプは、これらの要件を満たす最初の鉄ベースのバルク超伝導体です。
という新しい機械学習システムを使って ボックスビア科学者たちは、以前よりも早く実験室で超伝導体の生成を最適化するためのフレームワークを開発しました。
製造工程で熱や時間などのパラメータを移動して磁石の超伝導特性を改善しようとする研究者の試みに基づいて、BOXVIAは性能を向上させるパターンを見つけ、パラメータ変更を微調整して最適な設計を提示します。 通常、研究者は各磁石を作成し、その特性をテストしてさまざまなシナリオに合わせて最適化するのに数ヶ月かかりますが、この新しいソフトウェアは時間を大幅に短縮します。
研究者たちはまた、このMLシステムで開発された超伝導磁石は、磁石構造内のより大きな鉄ベースの結晶を含む、BOXVIAなしで製造された磁石とは微細なレベルで異なる構造を持っていることを発見しました。
AIによって生成されたサンプルの構造は、人間が作った高性能サンプルとは異なりました。 このサンプルは、人間の研究者が伝統的に好んだ均一な構造とは異なり、さまざまなサイズの鉄ベースの結晶を持っていました。
チームの次の課題は、これまで見られなかったこのナノ構造が、優れた超伝導特性にどのように貢献し、将来的により強力な磁石を作ることができるかをつなぐことです。
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