磁共振成像 (MRI) 仪是医疗保健的关键工具——但即使使用了几十年，其底层的超导体仍然存在不足。如今大多数 MRI 仪依赖于由铜和铌-锡合金巨大线圈组成的强力磁体，这使得设备极其笨重且昂贵。因此，这类筛查设备通常仅限于拥有专门区域来容纳 MRI 系统的、规模较大且资金充足的医院。
然而，在机器学习 (ML) 的帮助下，伦敦国王学院的研究人员与多家日本大学合作，设计出一种新的、便宜得多的铁基超导磁体，其运行能耗更低。这项新颖的原型在 6 月 7 日发表于《NPG Asia Materials》的一项新研究中进行了详细介绍，其功率是先前铁磁体变体的 2.7 倍，并且是同类产品中首个满足 MRI 仪严格的稳定性和强度要求的。通过进一步的微调，类似的磁体未来甚至可能应用于核聚变设施、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——这个设计仅在使用了名为 BOXVIA 的 ML 系统后才被发现。在对该程序进行了对研究人员先前铁磁体尝试（改变了热量和制造时间等参数）的训练后，BOXVIA 开始识别出其弱点和潜在的改进之处。然后，ML 程序调整了磁体的基本结构，从而在人类可能需要花费的时间的一小部分内确定了最佳设计。
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通过这样做，BOXVIA 揭示了一种设计人员以前未曾考虑过的新架构方法——一种依赖于不同大小的铁晶体，而不是工程师通常创建的均匀尺寸。
伦敦国王学院工程学教授、该研究的合著者 Mark Ainslie 在周五发布的一份配套公告中表示：“我们的工艺为制造商以高速制造它们并使其足够强大以满足工业应用奠定了基础——这意味着更便宜的 MRI 仪。”
Ainslie 补充说，减少 MRI 仪所需超导线的量将能够催生新一代小型设备，可在全科医生诊所运行，从而大大提高可及性。尽管超导磁体仍需要冷却到极低的温度（约 5 开尔文，或 -450.76 华氏度），Ainslie 表示，他们的新设计“为制造商以高速制造它们并使其足够强大以满足工业应用奠定了基础。”
展望未来，研究人员旨在研究机器学习发现的新纳米结构如何使磁体具有如此独特的超导性——这些发现可能预示着未来将出现更强大的磁体。
