人工智能帮助 KCL 打造世界上最强的铁超导体

科学家们利用人工智能开发出了世界上最强大的铁基超导磁体，这可能是负担得起的核磁共振机器和电气化交通未来的重大突破。

超导磁体能够产生非常强且稳定的磁场，而不需要大量的能量。 这意味着它们可用于一系列技术，包括需要强磁场才能生成清晰的软组织 3D 图像的 MRI 机器。 它们还可以用于下一代交通，包括…… SC磁悬浮 日本的火车系统。

然而，目前使用的超导体主要是超导铌锡合金线的大线圈形式。 您使用的设备需要适应这个尺寸，这可能会限制它们的应用。

在发表于的一篇论文中 NPG亚洲材料公司 如今，伦敦国王学院和日本的研究人员利用机器学习 (ML) 制造了一种廉价且强大的铁基超导磁体，为广泛且经济地使用该技术铺平了道路。

国王大学工程系的 Mark Ainslie 博士与东京农业科技大学、日本科学技术振兴机构、日本国立材料科学研究所和九州大学的研究人员合作完成了这项工作。

Mark Ainslie 博士说：“超导磁体是未来的支柱，它们不仅用于使用 MRI 机器对癌症进行成像，而且对癌症研究至关重要。” 电动飞机 还有核聚变。 然而，制造由铜线制成的传统超导体所需的材料和技术通常很昂贵，导致市场渗透率有限。 大量使用它们，因为磁体一旦磁化就不会失去磁性，与较重的线圈相比，可以减少占地面积，但大块铜基超导体的制造可能需要数周时间。

“利用人工智能（AI），我们使用铁生产出了一种经济高效且可扩展的替代品，它更容易使用，并为更小、更轻的设备打开了大门，第一批铁基超导体是十年前制造的。但它们产生的磁场不够强或稳定，无法广泛使用。

“虽然超导磁体仍然需要冷却到非常低的温度才能有效工作，但我们的工艺为制造商使其足够快速和强大以适应工业应用奠定了基础——这意味着通过降低成本可以以更便宜的价格获得更多的 MRI 机器。 MRI 机器需要大量超导线，我们还可以制造 新一代较小的单位 “它们可以部署在全科医生办公室，而不需要医院的大房间，这增加了可达性。”

MRI机器对其磁体产生的磁场强度和稳定性有严格的要求，以确保患者安全和图像质量。 研究人员的原型是第一个满足这些要求的铁基超导体。

使用称为的新机器学习系统 布克斯维亚科学家们开发了一个框架，可以比以往更快地改进实验室中超导体的制造。

研究人员试图通过改变制造过程中的温度和时间等参数来提高磁体的超导性能，根据这一尝试，BOXVIA 确定了优化性能的模式，并调整参数变化以达到最佳设计。 通常情况下，研究人员需要花费数月的时间来制造每个磁铁并测试其特性，以针对不同的场景对其进行优化，但这款新软件极大地缩短了时间。

研究人员还发现，使用该 ML 系统开发的超导磁体在微观层面上与未使用 BOXVIA 生产的超导磁体具有不同的结构，磁体结构内具有更大的铁基晶体。

人工智能生成的样本的结构与人类创建的高性能样本不同。 这些样品包含各种尺寸的铁基晶体，这与人类研究人员传统上青睐的均匀结构不一致。

对于该团队来说，下一个挑战是关联这种前所未见的纳米结构如何对其超导特性做出贡献，这将在未来带来更强大的磁体。