Vijesti

IEEE web stranica postavlja kolačiće na vaš uređaj kako bi vam pružila najbolje korisničko iskustvo. Korištenjem naše web stranice pristajete na postavljanje ovih kolačića. Za više informacija pročitajte našu Politiku privatnosti.

Vodeći stručnjaci za RF dozimetriju analiziraju bol 5G zračenja i razliku između izloženosti i doze zračenja

Kenneth R. Foster ima desetljeća iskustva u proučavanju radiofrekventnog (RF) zračenja i njegovih učinaka na biološke sustave. Sada je koautor novog istraživanja na tu temu s još dvojicom istraživača, Marvinom Ziskinom i Quirinom Balzanom. Zajedno, njih trojica (svi stalni IEEE stipendisti) imaju više od stoljeća iskustva na toj temi.
Istraživanje, objavljeno u veljači u časopisu International Journal of Environmental Research and Public Health, proučilo je proteklih 75 godina istraživanja procjene izloženosti radiofrekvencijskim zračenjima i dozimetrije. U njemu suautori detaljno opisuju koliko je područje napredovalo i zašto ga smatraju znanstvenom pričom o uspjehu.
IEEE Spectrum je putem e-pošte razgovarao s profesorom emeritusom Fosterom sa Sveučilišta u Pennsylvaniji. Željeli smo saznati više o tome zašto su studije procjene izloženosti radiofrekvencijskim zračenjima toliko uspješne, što čini dozimetriju radiofrekvencijskim zračenjem toliko teškom i zašto se čini da javna zabrinutost zbog zdravlja i bežičnog zračenja nikada ne nestaje.
Za one koji nisu upoznati s razlikom, koja je razlika između izloženosti i doze?

Kenneth Foster: U kontekstu RF sigurnosti, izloženost se odnosi na polje izvan tijela, a doza se odnosi na energiju apsorbiranu unutar tjelesnog tkiva. Obje su važne za mnoge primjene - na primjer, medicinska istraživanja, istraživanja zaštite zdravlja na radu i sigurnosti potrošačke elektronike.
„Za dobar pregled istraživanja o biološkim učincima 5G mreže, pogledajte članak [Kena] Karipidisa, koji je pronašao 'nema konačnih dokaza da su RF polja niske razine iznad 6 GHz, poput onih koje koriste 5G mreže, štetna za ljudsko zdravlje.'“ -- Kenneth R. Foster, Sveučilište u Pennsylvaniji
Foster: Mjerenje RF polja u slobodnom prostoru nije problem. Pravi problem koji se javlja u nekim slučajevima je velika varijabilnost izloženosti RF-u. Na primjer, mnogi znanstvenici istražuju razine RF polja u okolišu kako bi se pozabavili problemima javnog zdravstva. S obzirom na veliki broj RF izvora u okolišu i brzo nestajanje RF polja iz bilo kojeg izvora, to nije lak zadatak. Točno karakteriziranje individualne izloženosti RF poljima pravi je izazov, barem za nekoliko znanstvenika koji to pokušavaju učiniti.

Kada ste vi i vaši koautori napisali članak u IJERPH-u, je li vam je cilj bio istaknuti uspjehe i dozimetrijske izazove studija procjene izloženosti? Foster: Naš je cilj ukazati na izvanredan napredak koji je istraživanje procjene izloženosti postiglo tijekom godina, što je dodalo mnogo jasnoće proučavanju bioloških učinaka radiofrekvencijskih polja i potaknulo veliki napredak u medicinskoj tehnologiji.
Koliko se instrumentacija u tim područjima poboljšala? Možete li mi reći koji su vam alati bili dostupni na početku karijere, na primjer, u usporedbi s onim što je dostupno danas? Kako poboljšani instrumenti doprinose uspjehu procjena izloženosti?
Foster: Instrumenti koji se koriste za mjerenje RF polja u istraživanjima zdravlja i sigurnosti postaju sve manji i snažniji. Tko bi prije nekoliko desetljeća pomislio da će komercijalni terenski instrumenti postati dovoljno robusni da se mogu donijeti na radno mjesto, sposobni mjeriti RF polja dovoljno jaka da uzrokuju opasnost na radu, a opet dovoljno osjetljivi da mjere slaba polja s udaljenih antena? Istovremeno, odrediti precizan spektar signala kako bi se identificirao njegov izvor?
Što se događa kada bežična tehnologija prijeđe u nove frekvencijske pojaseve - na primjer, milimetarske i terahercne valove za mobilne mreže ili 6 GHz za Wi-Fi?
Foster: Problem je opet povezan sa složenošću situacije izloženosti, a ne s instrumentacijom. Na primjer, visokopojasne 5G mobilne bazne stanice emitiraju višestruke zrake koje se kreću kroz prostor. Zbog toga je teško kvantificirati izloženost ljudi u blizini lokacija s mobilnim uređajima kako bi se provjerilo je li izloženost sigurna (kao što gotovo uvijek jest).
„Osobno me više brine mogući utjecaj previše vremena provedenog pred ekranom na razvoj djeteta i probleme s privatnošću.“ – Kenneth R. Foster, Sveučilište u Pennsylvaniji

Ako je procjena izloženosti riješen problem, što čini skok u točnoj dozimetriji toliko teškim? Što prvo čini toliko jednostavnijim od drugog?
Foster: Dozimetrija je izazovnija od procjene izloženosti. Općenito ne možete umetnuti RF sondu u nečije tijelo. Postoji mnogo razloga zašto bi vam ove informacije mogle biti potrebne, kao što je slučaj s hipertermijom za liječenje raka, gdje se tkivo mora zagrijati do precizno određenih razina. Premalo zagrijavanja neće biti terapijske koristi, previše zagrijavanja će opeći pacijenta.
Možete li mi reći više o tome kako se danas radi dozimetrija? Ako ne možete umetnuti sondu u nečije tijelo, što je sljedeća najbolja stvar?
Foster: U redu je koristiti staromodne RF mjerače za mjerenje polja u zraku u razne svrhe. To je naravno slučaj s radom na zaštiti na radu, gdje trebate mjeriti radiofrekventna polja koja se javljaju na tijelima radnika. Za kliničku hipertermiju možda ćete i dalje morati pacijente opteretiti toplinskim sondama, ali računalna dozimetrija uvelike je poboljšala točnost mjerenja toplinskih doza i dovela do važnog napretka u tehnologiji. Za studije bioloških učinaka RF-a (na primjer, korištenjem antena postavljenih na životinje), ključno je znati koliko se RF energije apsorbira u tijelu i kamo odlazi. Ne možete samo mahati telefonom ispred životinje kao izvorom izloženosti (ali neki istraživači to čine). Za neke velike studije, poput nedavne studije Nacionalnog programa za toksikologiju o doživotnoj izloženosti RF energiji kod štakora, ne postoji prava alternativa računalnoj dozimetriji.
Zašto mislite da postoji toliko stalnih zabrinutosti oko bežičnog zračenja da ljudi mjere razinu kod kuće?

Foster: Percepcija rizika je složena stvar. Karakteristike radio zračenja često su razlog za zabrinutost. Ne možete ga vidjeti, ne postoji izravna veza između izloženosti i raznih učinaka zbog kojih se neki ljudi brinu, ljudi imaju tendenciju brkati radiofrekvencijsku energiju (neionizirajuću, što znači da su njezini fotoni preslabi da bi prekinuli kemijske veze) s ionizirajućim rendgenskim zrakama itd. Zračenje (stvarno opasno). Neki vjeruju da su "preosjetljivi" na bežično zračenje, iako znanstvenici nisu uspjeli pokazati tu osjetljivost u pravilno zaslijepljenim i kontroliranim studijama. Neki se ljudi osjećaju ugroženo zbog sveprisutnog broja antena koje se koriste za bežičnu komunikaciju. Znanstvena literatura sadrži mnoga izvješća o zdravlju različite kvalitete kroz koja se može pronaći zastrašujuća priča. Neki znanstvenici vjeruju da doista može postojati zdravstveni problem (iako je zdravstvena agencija otkrila da imaju malo brige, ali je rekla da je "potrebno više istraživanja"). Popis se nastavlja.

Procjene izloženosti igraju ulogu u tome. Potrošači mogu kupiti jeftine, ali vrlo osjetljive RF detektore i istražiti RF signale u svom okruženju, kojih ima mnogo. Neki od ovih uređaja "kliknu" dok mjere radiofrekventne impulse s uređaja poput Wi-Fi pristupnih točaka i zvučat će poput Geigerovog brojača u nuklearnom reaktoru za cijeli svijet. zastrašujuće. Neki RF mjerači prodaju se i za lov na duhove, ali ovo je drugačija primjena.
Prošle godine, British Medical Journal objavio je poziv za zaustavljanje implementacije 5G mreže dok se ne utvrdi sigurnost tehnologije. Što mislite o tim pozivima? Mislite li da će pomoći informirati dio javnosti koji je zabrinut o zdravstvenim učincima izloženosti radiofrekvencijskim zračenjima ili će uzrokovati veću zbunjenost? Foster: Mislite na članak s mišljenjem [epidemiologa Johna] Franka, a ja se ne slažem s većinom toga. Većina zdravstvenih agencija koje su pregledale znanost jednostavno je pozvala na dodatna istraživanja, ali barem jedna - nizozemski zdravstveni odbor - pozvala je na moratorij na uvođenje visokopojasne 5G mreže dok se ne provedu dodatna istraživanja o sigurnosti. Ove preporuke sigurno će privući pozornost javnosti (iako HCN također smatra da je malo vjerojatno da postoje ikakve zdravstvene zabrinutosti).
U svom članku Frank piše: „Nove snage laboratorijskih studija ukazuju na destruktivne biološke učinke RF-EMF-a [radiofrekventnih elektromagnetskih polja].“

To je problem: u literaturi postoje tisuće studija o biološkim učincima RF zračenja. Krajnje točke, relevantnost za zdravlje, kvaliteta studije i razine izloženosti uvelike su varirale. Većina njih izvijestila je o nekoj vrsti učinka, na svim frekvencijama i svim razinama izloženosti. Međutim, većina studija imala je značajan rizik od pristranosti (nedovoljna dozimetrija, nedostatak zasljepljivanja, mala veličina uzorka itd.) i mnoge studije bile su u neskladu s drugima. "Nove istraživačke snage" nemaju puno smisla za ovu nejasnu literaturu. Frank bi se trebao osloniti na pomnije ispitivanje zdravstvenih agencija. One dosljedno nisu uspjele pronaći jasne dokaze o štetnim učincima ambijentalnih RF polja.
Frank se žalio na nedosljednost u javnoj raspravi o "5G" - ali je napravio istu grešku time što nije spomenuo frekvencijske pojaseve kada je govorio o 5G. Zapravo, niskopojasni i srednjepojasni 5G rade na frekvencijama bliskim trenutnim staničnim pojasevima i ne čini se da predstavljaju nove probleme izloženosti. Visokopojasni 5G radi na frekvencijama nešto ispod mmWave raspona, počevši od 30 GHz. Malo je studija provedeno o biološkim učincima u ovom frekvencijskom rasponu, ali energija jedva prodire u kožu, a zdravstvene agencije nisu izrazile zabrinutost zbog njegove sigurnosti na uobičajenim razinama izloženosti.
Frank nije precizirao koja istraživanja želi provesti prije uvođenja "5G", što god je mislio. [FCC] zahtijeva od nositelja licenci da se pridržavaju ograničenja izloženosti, koja su slična onima u većini drugih zemalja. Ne postoji presedan da se nova RF tehnologija izravno procjenjuje na učinke RF zračenja na zdravlje prije odobrenja, što može zahtijevati beskonačan niz studija. Ako FCC ograničenja nisu sigurna, treba ih promijeniti.

Za detaljan pregled istraživanja bioloških učinaka 5G mreže, pogledajte članak [Kena] Karipidisa, u kojem je utvrđeno da "nema konačnih dokaza da su RF polja niske razine iznad 6 GHz, poput onih koje koriste 5G mreže, štetna za ljudsko zdravlje". Pregled je također pozvao na daljnja istraživanja.
Znanstvena literatura je miješana, ali do sada zdravstvene agencije nisu pronašle jasne dokaze o zdravstvenim opasnostima od ambijentalnih RF polja. No, svakako, znanstvena literatura o biološkim učincima mmWave-a je relativno mala, s oko 100 studija, i različite kvalitete.
Vlada zarađuje mnogo novca prodajom spektra za 5G komunikacije i trebala bi dio tog novca uložiti u visokokvalitetna zdravstvena istraživanja, posebno u visokopojasni 5G. Osobno me više brine mogući utjecaj previše vremena provedenog pred ekranom na razvoj djeteta i probleme s privatnošću.
Postoje li poboljšane metode za dozimetrijski rad? Ako postoje, koji su najzanimljiviji ili najperspektivniji primjeri?

Foster: Vjerojatno glavni napredak leži u računalnoj dozimetriji uvođenjem metoda konačnih razlika u vremenskoj domeni (FDTD) i numeričkih modela tijela temeljenih na medicinskim slikama visoke rezolucije. To omogućuje vrlo precizan izračun apsorpcije RF energije tijela iz bilo kojeg izvora. Računalna dozimetrija dala je novi život ustaljenim medicinskim terapijama, poput hipertermije koja se koristi za liječenje raka, te je dovela do razvoja poboljšanih MRI sustava za snimanje i mnogih drugih medicinskih tehnologija.
Michael Koziol je pomoćni urednik u IEEE Spectrumu, pokrivajući sva područja telekomunikacija. Diplomirao je engleski jezik i fiziku na Sveučilištu u Seattleu te magistrirao znanstveno novinarstvo na Sveučilištu u New Yorku.
Godine 1992. Asad M. Madni preuzeo je kormilo tvrtke BEI Sensors and Controls, nadgledajući liniju proizvoda koja je uključivala razne senzore i inercijalnu navigacijsku opremu, ali je imala manju bazu kupaca - prvenstveno zrakoplovnu i obrambenu elektroniku.

Hladni rat je završio i američka obrambena industrija se urušila. Posao se neće uskoro oporaviti. BEI je trebao brzo identificirati i privući nove kupce.
Stjecanje ovih kupaca zahtijeva napuštanje tvrtkinih mehaničkih inercijalnih senzorskih sustava u korist neprovjerene nove kvarcne tehnologije, minijaturizaciju kvarcnih senzora i pretvaranje proizvođača koji proizvodi desetke tisuća skupih senzora godišnje u proizvođače milijuna jeftinije.
Madni se jako trudio da to ostvari i postigao je veći uspjeh nego što je itko mogao zamisliti za GyroChip. Ovaj jeftini inercijski mjerni senzor prvi je takve vrste integriran u automobil, omogućujući elektroničkim sustavima kontrole stabilnosti (ESC) da otkriju proklizavanje i upravljaju kočnicama kako bi spriječili prevrtanje. Budući da su ESC-ovi ugrađeni u sve nove automobile tijekom petogodišnjeg razdoblja od 2011. do 2015., ovi su sustavi spasili 7000 života samo u Sjedinjenim Državama, prema Nacionalnoj upravi za sigurnost prometa na autocestama.
Oprema i dalje je u srcu bezbrojnih komercijalnih i privatnih zrakoplova, kao i sustava za kontrolu stabilnosti za američke sustave navođenja projektila. Čak je putovala na Mars kao dio rovera Pathfinder Sojourner.
Trenutna uloga: Ugledni izvanredni profesor na UCLA; Umirovljeni predsjednik, izvršni direktor i tehnički direktor tvrtke BEI Technologies

Obrazovanje: 1968., RCA College; prvostupnik, 1969. i 1972., magistrirao, UCLA, oboje iz elektrotehnike; doktorirao, California Coast University, 1987.
Junaci: Općenito, otac me naučio kako učiti, kako biti čovjek i značenju ljubavi, suosjećanja i empatije; u umjetnosti, Michelangelo; u znanosti, Albert Einstein; u inženjerstvu, Claude Shannon
Omiljena glazba: Od zapadne glazbe, Beatlesi, Rolling Stonesi, Elvis; od istočne glazbe, Ghazali
Članovi organizacije: IEEE Life Fellow; Američka nacionalna inženjerska akademija; Britanska kraljevska inženjerska akademija; Kanadska inženjerska akademija
Najznačajnija nagrada: IEEE Medalja časti: "Pionirski doprinosi razvoju i komercijalizaciji inovativnih tehnologija senzora i sustava te izvanredno istraživačko vodstvo"; Alumni godine UCLA-e 2004.
Madni je 2022. godine primio IEEE Medalju časti za pionirski razvoj GyroChipa, između ostalog, za doprinos razvoju tehnologije i vodećem istraživanju.
Inženjerstvo nije bila Madnijeva karijera prvog izbora. Želio je biti dobar umjetnik-slikar. No financijska situacija njegove obitelji u Mumbaiju u Indiji (tada Mumbai) 1950-ih i 1960-ih okrenula ga je inženjerstvu - posebno elektronici, zahvaljujući interesu za najnovije inovacije utjelovljene u džepnim tranzistorskim radio prijemnicima. Godine 1966. preselio se u Sjedinjene Države kako bi studirao elektroniku na RCA Collegeu u New Yorku, koji je osnovan početkom 1900-ih za obuku bežičnih operatera i tehničara.
„Želim biti inženjer koji može izmišljati stvari“, rekao je Madeney, „i raditi stvari koje će u konačnici utjecati na ljude. Jer ako ne mogu utjecati na ljude, osjećam da će moja karijera biti neispunjena.“

Madni je upisao UCLA 1969. godine s diplomom prvostupnika elektrotehnike nakon dvije godine studija elektroničke tehnologije na RCA Collegeu. Nastavio je s magisterijem i doktoratom, koristeći digitalnu obradu signala i reflektometriju u frekvencijskoj domeni za analizu telekomunikacijskih sustava za svoju tezu. Tijekom studija radio je i kao predavač na Sveučilištu Pacific State, radio je u upravljanju zalihama u trgovcu na malo u Beverly Hillsu David Orgell i kao inženjer koji je dizajnirao računalne periferije u Pertecu.
Zatim se 1975., tek zaručen i na inzistiranje bivšeg kolege iz razreda, prijavio za posao u odjelu za mikrovalne pećnice tvrtke Systron Donner.
Madni je započeo s dizajniranjem prvog svjetskog analizatora spektra s digitalnom pohranom u tvrtki Systron Donner. Nikada prije nije koristio analizator spektra - u to su vrijeme bili vrlo skupi - ali je dovoljno dobro poznavao teoriju da se uvjeri da prihvati posao. Zatim je proveo šest mjeseci testirajući, stječući praktično iskustvo s instrumentom prije nego što ga je pokušao redizajnirati.
Projekt je trajao dvije godine i, prema Madniju, rezultirao je trima važnim patentima, započevši njegov "uspon prema većim i boljim stvarima". Također ga je naučio cijeniti razliku između "što znači imati teoretsko znanje i komercijalizirati tehnologiju koja može pomoći drugima", rekao je.

Također možemo prilagoditi pasivne RF komponente prema vašim zahtjevima. Možete ući na stranicu za prilagodbu kako biste naveli potrebne specifikacije.
https://www.keenlion.com/customization/

E-pošta:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com