Aktualności

Strona internetowa IEEE umieszcza na Twoim urządzeniu pliki cookie w celu zapewnienia Ci jak najlepszego korzystania z niej. Korzystając z naszej strony internetowej, wyrażasz zgodę na umieszczanie tych plików cookie. Aby dowiedzieć się więcej, zapoznaj się z naszą Polityką prywatności.

Wiodący eksperci w dziedzinie dozymetrii RF analizują problemy związane z siecią 5G i różnicę między ekspozycją a dawką

Kenneth R. Foster ma wieloletnie doświadczenie w badaniu promieniowania o częstotliwości radiowej (RF) i jego wpływu na systemy biologiczne. Teraz jest współautorem nowego badania na ten temat wraz z dwoma innymi badaczami, Marvinem Ziskinem i Quirino Balzano. Łącznie wszyscy trzej (wszyscy są stałymi członkami IEEE) mogą pochwalić się ponad stuletnim doświadczeniem w tej dziedzinie.
Badanie, którego wyniki opublikowano w lutym w czasopiśmie International Journal of Environmental Research and Public Health, obejmowało 75 lat badań nad oceną narażenia na fale radiowe i dozymetrią. Współautorzy szczegółowo opisują, jak daleko posunęła się ta dziedzina i dlaczego uważają ją za naukową historię sukcesu.
Przedstawiciele IEEE Spectrum rozmawiali drogą mailową z emerytowanym profesorem Uniwersytetu Pensylwanii, Fosterem. Chcieliśmy dowiedzieć się więcej na temat tego, dlaczego badania nad ekspozycją na fale radiowe są tak skuteczne, co sprawia, że ​​dozymetria fal radiowych jest tak trudna i dlaczego obawy społeczeństwa dotyczące zdrowia i promieniowania bezprzewodowego nigdy nie słabną.
Dla tych, którzy nie znają różnicy – ​​jaka jest różnica między ekspozycją a dawką?

Kenneth Foster: W kontekście bezpieczeństwa w zakresie fal radiowych, ekspozycja odnosi się do pola na zewnątrz ciała, a dawka odnosi się do energii pochłoniętej przez tkanki ciała. Oba te pojęcia są istotne w wielu zastosowaniach, na przykład w medycynie, medycynie pracy oraz badaniach nad bezpieczeństwem elektroniki użytkowej.
„Dobry przegląd badań nad biologicznymi skutkami sieci 5G można znaleźć w artykule [Kena] Karipidisa, w którym „nie znaleziono rozstrzygających dowodów na to, że pola RF o niskim natężeniu powyżej 6 GHz, takie jak te wykorzystywane przez sieci 5G, są szkodliwe dla zdrowia ludzkiego”. Kenneth R. Foster, Uniwersytet Pensylwanii
Foster: Pomiar pól RF w wolnej przestrzeni nie stanowi problemu. Prawdziwym problemem, który pojawia się w niektórych przypadkach, jest duża zmienność ekspozycji na pola RF. Na przykład, wielu naukowców bada poziomy pól RF w środowisku, aby rozwiązać problemy związane ze zdrowiem publicznym. Biorąc pod uwagę dużą liczbę źródeł pól RF w środowisku i szybki zanik pola RF z dowolnego źródła, nie jest to łatwe zadanie. Dokładne scharakteryzowanie indywidualnej ekspozycji na pola RF stanowi prawdziwe wyzwanie, przynajmniej dla nielicznych naukowców, którzy podejmują się tego zadania.

Czy pisząc artykuł dla IJERPH, miał Pan wraz ze współautorami na celu wskazanie sukcesów i wyzwań dozymetrycznych w badaniach oceny narażenia? Foster: Naszym celem jest wskazanie na niezwykły postęp, jaki poczyniły badania nad oceną narażenia na przestrzeni lat, co znacznie poszerzyło wiedzę na temat biologicznych skutków pól radiowych i przyczyniło się do znaczącego postępu w technologii medycznej.
Jak bardzo poprawiła się aparatura w tych obszarach? Czy możesz mi powiedzieć, jakie narzędzia były dostępne na początku Twojej kariery, w porównaniu z tymi, które są dostępne dzisiaj? W jaki sposób ulepszone instrumenty przyczyniają się do sukcesu oceny narażenia?
Foster: Przyrządy do pomiaru pól RF w badaniach nad bezpieczeństwem i higieną pracy stają się coraz mniejsze i bardziej wydajne. Kto by pomyślał kilkadziesiąt lat temu, że komercyjne przyrządy pomiarowe staną się na tyle wytrzymałe, by można je było zabrać do miejsca pracy, zdolne do pomiaru pól RF na tyle silnych, by stwarzać zagrożenie zawodowe, a jednocześnie na tyle czułe, by mierzyć słabe pola z odległych anten? Jednocześnie będą w stanie określić dokładne widmo sygnału w celu zidentyfikowania jego źródła?
Co się stanie, gdy technologia bezprzewodowa zacznie działać w nowych pasmach częstotliwości, na przykład w pasmach milimetrowych i terahercowych w przypadku sieci komórkowych lub 6 GHz w przypadku Wi-Fi?
Foster: Problem leży po raz kolejny w złożoności sytuacji narażenia, a nie w samych urządzeniach. Na przykład stacje bazowe sieci komórkowych 5G o wysokim paśmie emitują wiele wiązek, które przemieszczają się w przestrzeni. Utrudnia to ilościowe określenie narażenia osób znajdujących się w pobliżu stacji bazowych, aby zweryfikować, czy narażenie jest bezpieczne (a prawie zawsze tak jest).
„Osobiście bardziej martwi mnie potencjalny wpływ zbyt długiego czasu spędzanego przed ekranem na rozwój dziecka i kwestie prywatności”. – Kenneth R. Foster, Uniwersytet Pensylwanii

Jeśli problem oceny narażenia jest rozwiązany, co sprawia, że ​​postęp w zakresie dokładnej dozymetrii jest tak trudny? Co sprawia, że ​​pierwsze rozwiązanie jest o wiele prostsze od drugiego?
Foster: Dozymetria jest trudniejsza niż ocena narażenia. Zazwyczaj nie można wprowadzić sondy RF do czyjegoś ciała. Istnieje wiele powodów, dla których ta informacja może być potrzebna, na przykład w przypadku hipertermii stosowanej w leczeniu raka, gdzie tkanka musi zostać podgrzana do precyzyjnie określonego poziomu. Zbyt mała temperatura nie daje żadnych korzyści terapeutycznych, a zbyt duża — pacjent ulegnie poparzeniom.
Czy mógłby mi Pan powiedzieć coś więcej o tym, jak obecnie przeprowadza się dozymetrię? Jeśli nie można wszczepić sondy do czyjegoś ciała, co jest najlepszym rozwiązaniem?
Foster: Można używać staromodnych mierników RF do pomiaru pól w powietrzu w różnych celach. Dotyczy to oczywiście prac związanych z bezpieczeństwem pracy, gdzie trzeba mierzyć pola częstotliwości radiowych występujące na ciałach pracowników. W przypadku hipertermii klinicznej nadal może być konieczne nakłuwanie pacjentów sondami termicznymi, ale dozymetria obliczeniowa znacznie poprawiła dokładność pomiaru dawek termicznych i doprowadziła do istotnych postępów w technologii. W przypadku badań nad biologicznymi skutkami promieniowania RF (na przykład z wykorzystaniem anten umieszczonych na zwierzętach) kluczowe jest, aby wiedzieć, ile energii RF jest absorbowane przez ciało i gdzie jest przekazywane. Nie można po prostu machać telefonem przed zwierzęciem jako źródłem ekspozycji (ale niektórzy badacze to robią). W przypadku niektórych ważnych badań, takich jak niedawne badanie Narodowego Programu Toksykologicznego dotyczące długotrwałej ekspozycji szczurów na energię RF, nie ma realnej alternatywy dla dozymetrii obliczeniowej.
Dlaczego uważasz, że istnieje tak wiele obaw dotyczących promieniowania bezprzewodowego, że ludzie mierzą jego poziom w domu?

Foster: Percepcja ryzyka to złożona sprawa. Charakterystyka promieniowania radiowego często budzi obawy. Nie widać go, nie ma bezpośredniego związku między ekspozycją a różnymi skutkami, których obawiają się niektórzy ludzie. Ludzie często mylą energię radiową (niejonizującą, co oznacza, że ​​jej fotony są zbyt słabe, aby rozbić wiązania chemiczne) z jonizującymi promieniami rentgenowskimi itp. Promieniowanie (naprawdę niebezpieczne). Niektórzy uważają, że są „nadmiernie wrażliwi” na promieniowanie bezprzewodowe, chociaż naukowcy nie byli w stanie wykazać tej wrażliwości w odpowiednio zaślepionych i kontrolowanych badaniach. Niektórzy czują się zagrożeni wszechobecną liczbą anten używanych do komunikacji bezprzewodowej. Literatura naukowa zawiera wiele raportów dotyczących zdrowia o różnej jakości, w których można znaleźć przerażające historie. Niektórzy naukowcy uważają, że rzeczywiście może istnieć problem zdrowotny (choć agencja zdrowia stwierdziła, że ​​nie mają oni większych obaw, ale stwierdziła, że ​​„potrzebne są dalsze badania”). Lista jest długa.

W tym przypadku istotną rolę odgrywa ocena narażenia. Konsumenci mogą kupić niedrogie, ale bardzo czułe detektory częstotliwości radiowych i badać sygnały radiowe w swoim otoczeniu, których jest wiele. Niektóre z tych urządzeń działają jak „klikacze”, mierząc impulsy częstotliwości radiowej z urządzeń takich jak punkty dostępu Wi-Fi, i wydają dźwięk podobny do licznika Geigera w reaktorze jądrowym. Straszne. Niektóre mierniki częstotliwości radiowych są również sprzedawane do polowania na duchy, ale jest to inne zastosowanie.
W zeszłym roku czasopismo British Medical Journal opublikowało apel o wstrzymanie wdrażania technologii 5G do czasu ustalenia bezpieczeństwa tej technologii. Co sądzi Pan o tych apelach? Czy uważa Pan, że pomogą one poinformować zaniepokojoną część społeczeństwa o skutkach zdrowotnych narażenia na fale radiowe, czy też spowodują dodatkowe zamieszanie? Foster: Nawiązuje Pan do artykułu [epidemiologa Johna] Franka, z którym się w większości nie zgadzam. Większość agencji ochrony zdrowia, które przeanalizowały wyniki badań naukowych, po prostu wezwała do dalszych badań, ale co najmniej jedna — holenderska rada ds. zdrowia — zaapelowała o moratorium na wdrażanie wysokopasmowej technologii 5G do czasu przeprowadzenia dalszych badań nad bezpieczeństwem. Te zalecenia z pewnością przyciągną uwagę opinii publicznej (chociaż HCN również uważa za mało prawdopodobne, aby istniały jakiekolwiek obawy dotyczące zdrowia).
W swoim artykule Frank pisze: „Coraz wyraźniejsze wyniki badań laboratoryjnych wskazują na destrukcyjne skutki biologiczne pól elektromagnetycznych o częstotliwości radiowej”.

W tym tkwi problem: w literaturze istnieją tysiące badań nad biologicznymi skutkami pól RF. Punkty końcowe, znaczenie dla zdrowia, jakość badań i poziomy narażenia były bardzo zróżnicowane. Większość z nich raportowała pewien rodzaj efektu, przy wszystkich częstotliwościach i poziomach narażenia. Jednak większość badań była obarczona znacznym ryzykiem błędu systematycznego (niewystarczająca dozymetria, brak zaślepienia, mała liczebność próby itp.), a wiele badań było niespójnych z innymi. „Wyłaniające się mocne strony badań” nie mają większego sensu w tej mało znanej literaturze. Frank powinien polegać na bliższej analizie ze strony agencji ochrony zdrowia. Nie udało im się znaleźć jednoznacznych dowodów na negatywny wpływ pól RF w otoczeniu.
Frank narzekał na niekonsekwencję w publicznych dyskusjach na temat „5G” – popełnił jednak ten sam błąd, nie wspominając o pasmach częstotliwości, mówiąc o 5G. W rzeczywistości niskie i średnie pasmo 5G działa na częstotliwościach zbliżonych do obecnych pasm komórkowych i nie wydaje się stwarzać nowych problemów związanych z ekspozycją. Wysokie pasmo 5G działa na częstotliwościach nieznacznie poniżej zakresu fal milimetrowych, zaczynając od 30 GHz. Przeprowadzono niewiele badań nad biologicznymi skutkami w tym zakresie częstotliwości, ale energia ta ledwo przenika przez skórę, a agencje zdrowia nie wyraziły obaw co do jej bezpieczeństwa przy typowych poziomach ekspozycji.
Frank nie sprecyzował, jakie badania chce przeprowadzić przed wdrożeniem technologii „5G”, cokolwiek miał na myśli. [FCC] wymaga od licencjobiorców przestrzegania limitów ekspozycji, które są podobne do tych obowiązujących w większości innych krajów. Nie ma precedensu, aby nowa technologia RF była bezpośrednio oceniana pod kątem wpływu RF na zdrowie przed zatwierdzeniem, co może wymagać niekończącej się serii badań. Jeśli ograniczenia FCC nie są bezpieczne, należy je zmienić.

Szczegółowy przegląd badań nad biologicznymi skutkami sieci 5G można znaleźć w artykule [Kena] Karipidisa, w którym stwierdzono, że „nie ma jednoznacznych dowodów na to, że pola RF o niskim natężeniu powyżej 6 GHz, takie jak te wykorzystywane przez sieci 5G, są szkodliwe dla zdrowia ludzkiego”. W przeglądzie zaapelowano również o dalsze badania.
Literatura naukowa jest niejednoznaczna, lecz jak dotąd agencje ochrony zdrowia nie znalazły wyraźnych dowodów na to, że pola RF w otoczeniu stanowią zagrożenie dla zdrowia. Należy jednak zaznaczyć, że literatura naukowa dotycząca biologicznych skutków fal milimetrowych jest stosunkowo niewielka i obejmuje około 100 badań, a jej jakość jest zróżnicowana.
Rząd zarabia dużo pieniędzy na sprzedaży pasma częstotliwości dla komunikacji 5G i powinien zainwestować część z nich w wysokiej jakości badania nad zdrowiem, zwłaszcza w badania nad pasmem 5G o wysokiej częstotliwości. Osobiście bardziej martwi mnie potencjalny wpływ zbyt długiego czasu spędzanego przed ekranem na rozwój dzieci i kwestie prywatności.
Czy istnieją udoskonalone metody pracy w dozymetrii? Jeśli tak, jakie są najbardziej interesujące lub obiecujące przykłady?

Foster: Prawdopodobnie największy postęp nastąpił w dozymetrii obliczeniowej wraz z wprowadzeniem metod skończonych różnic w dziedzinie czasu (FDTD) i numerycznych modeli ciała opartych na obrazach medycznych o wysokiej rozdzielczości. Umożliwia to bardzo precyzyjne obliczenie absorpcji energii RF z dowolnego źródła przez ciało. Dozymetria obliczeniowa dała nowe życie uznanym terapiom medycznym, takim jak hipertermia stosowana w leczeniu raka, i doprowadziła do rozwoju ulepszonych systemów obrazowania MRI i wielu innych technologii medycznych.
Michael Koziol jest zastępcą redaktora naczelnego w IEEE Spectrum, zajmującym się wszystkimi obszarami telekomunikacji. Jest absolwentem Uniwersytetu w Seattle, gdzie uzyskał licencjat z języka angielskiego i fizyki, a także tytuł magistra dziennikarstwa naukowego na Uniwersytecie Nowojorskim.
W 1992 roku Asad M. Madni objął stanowisko kierownika firmy BEI Sensors and Controls, nadzorując linię produktów obejmującą różnorodne czujniki i urządzenia nawigacyjne bezwładnościowe. Firma miała jednak mniejszą bazę klientów — głównie przemysł lotniczy i elektroniczny wykorzystywany w obronności.

Zimna wojna dobiegła końca, a amerykański przemysł zbrojeniowy załamał się. Biznes nie odzyska dawnej świetności w najbliższym czasie. BEI musiało szybko zidentyfikować i pozyskać nowych klientów.
Aby pozyskać tych klientów, konieczne jest porzucenie mechanicznych systemów czujników bezwładnościowych firmy na rzecz niesprawdzonej, nowej technologii kwarcowej, miniaturyzacja czujników kwarcowych i przekształcenie producenta, który wytwarza dziesiątki tysięcy drogich czujników rocznie, w producenta produkującego miliony taniej. producenta czujnika.
Madni bardzo się starał, aby to się stało i osiągnął większy sukces, niż ktokolwiek mógł sobie wyobrazić w przypadku GyroChip. Ten niedrogi czujnik bezwładnościowy jest pierwszym tego typu zintegrowanym w samochodzie, umożliwiającym systemom elektronicznej kontroli stabilności (ESC) wykrywanie poślizgu i uruchamianie hamulców w celu zapobiegania dachowaniu. Według Narodowej Administracji Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego (NHTSA) w ciągu pięciu lat od 2011 do 2015 r., w samych Stanach Zjednoczonych dzięki tym systemom uratowano 7000 istnień ludzkich, ponieważ systemy ESC były instalowane we wszystkich nowych samochodach.
Sprzęt ten nadal stanowi rdzeń niezliczonej liczby samolotów komercyjnych i prywatnych, a także systemów kontroli stabilności w amerykańskich systemach naprowadzania rakiet. Poleciał nawet na Marsa jako część łazika Pathfinder Sojourner.
Obecna funkcja: wybitny profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles; emerytowany prezes, dyrektor generalny i dyrektor techniczny BEI Technologies

Wykształcenie: 1968, RCA College; 1969 i 1972, MS, UCLA, oba z inżynierii elektrycznej; Ph.D., California Coast University, 1987
Bohaterowie: Ogólnie rzecz biorąc, mój ojciec nauczył mnie, jak się uczyć, jak być człowiekiem, a także znaczenia miłości, współczucia i empatii; w sztuce – Michał Anioł; w nauce – Albert Einstein; w inżynierii – Claude Shannon
Ulubiona muzyka: W muzyce zachodniej Beatlesi, Rolling Stones, Elvis Presley; w muzyce wschodniej Ghazals
Członkowie organizacji: IEEE Life Fellow; Amerykańska Narodowa Akademia Inżynierii; Brytyjska Królewska Akademia Inżynierii; Kanadyjska Akademia Inżynierii
Najbardziej znaczące wyróżnienie: Medal Honoru IEEE: „Pionierski wkład w rozwój i komercjalizację innowacyjnych technologii czujników i systemów oraz wybitne przywództwo badawcze”; Absolwent Roku UCLA 2004
Madni została odznaczona Medalem Honoru IEEE 2022 za pionierskie rozwiązanie GyroChip, a także za inne osiągnięcia w rozwoju technologii i wiodącą rolę w badaniach naukowych.
Inżynieria nie była pierwszym wyborem Madniego. Chciał zostać dobrym artystą-malarzem. Jednak sytuacja finansowa jego rodziny w Mumbaju w Indiach (wówczas Mumbaju) w latach 50. i 60. XX wieku skłoniła go do zainteresowania się inżynierią, a w szczególności elektroniką, dzięki zainteresowaniu najnowszymi innowacjami ucieleśnionymi w kieszonkowych radiach tranzystorowych. W 1966 roku przeprowadził się do Stanów Zjednoczonych, aby studiować elektronikę w RCA College w Nowym Jorku, uczelni założonej na początku XX wieku w celu kształcenia operatorów i techników sieci bezprzewodowych.
„Chcę być inżynierem, który potrafi wynalazać rzeczy” – powiedział Madeney – „i robić rzeczy, które ostatecznie wpłyną na ludzi. Bo jeśli nie będę mógł wpływać na ludzi, czuję, że moja kariera będzie niespełniona”.

Madni rozpoczął studia na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles w 1969 r., uzyskując tytuł licencjata inżynierii elektrycznej po dwóch latach nauki w programie technologii elektronicznych w RCA College. Następnie kontynuował naukę, uzyskując tytuł magistra i doktora, wykorzystując cyfrowe przetwarzanie sygnałów i reflektometrię w dziedzinie częstotliwości do analizy systemów telekomunikacyjnych na potrzeby swojej pracy magisterskiej. Podczas studiów wykładał również na Pacific State University, pracował w dziale zarządzania zapasami w firmie handlowej David Orgell w Beverly Hills oraz jako inżynier projektujący urządzenia peryferyjne do komputerów w firmie Pertec.
Następnie, w 1975 roku, będąc świeżo zaręczonym i za namową byłego kolegi z klasy, złożył podanie o pracę w dziale mikrofalówek firmy Systron Donner.
Madni rozpoczął projektowanie pierwszego na świecie analizatora widma z cyfrową pamięcią masową w firmie Systron Donner. Nigdy wcześniej nie korzystał z analizatora widma — w tamtych czasach były one bardzo drogie — ale znał teorię na tyle dobrze, aby przekonać się do podjęcia się tego zadania. Następnie spędził sześć miesięcy na testowaniu, zdobywając praktyczne doświadczenie z urządzeniem, zanim podjął się jego przeprojektowania.
Projekt trwał dwa lata i, jak mówi Madni, zaowocował trzema ważnymi patentami, co zapoczątkowało jego „wspinaczkę ku większym i lepszym rzeczom”. Dodał, że dzięki niemu nauczył się doceniać różnicę między „posiadaniem wiedzy teoretycznej a komercjalizacją technologii, która może pomóc innym”.

Możemy również dostosować pasywne komponenty RF do Państwa wymagań. Aby wprowadzić potrzebne specyfikacje, prosimy przejść na stronę personalizacji.
https://www.keenlion.com/customization/

Emali:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com