Новини

Вебсайт IEEE розміщує файли cookie на вашому пристрої, щоб забезпечити вам найкращий користувацький досвід. Використовуючи наш вебсайт, ви погоджуєтеся на розміщення цих файлів cookie. Щоб дізнатися більше, ознайомтеся з нашою Політикою конфіденційності.

Провідні експерти з радіочастотної дозиметрії аналізують біль 5G та різницю між опроміненням та дозою

Кеннет Р. Фостер має багаторічний досвід вивчення радіочастотного (РЧ) випромінювання та його впливу на біологічні системи. Тепер він є співавтором нового дослідження на цю тему разом із двома іншими дослідниками, Марвіном Зіскіним та Квіріно Бальцано. Разом вони троє (всі постійні стипендіати IEEE) мають понад столітній досвід роботи з цієї теми.
В опитуванні, опублікованому в лютому в Міжнародному журналі екологічних досліджень та громадського здоров'я, розглянуто останні 75 років досліджень в галузі оцінки впливу радіочастотного випромінювання та дозиметрії. У ньому співавтори детально описують, наскільки просунулася ця галузь і чому вони вважають її історією наукового успіху.
IEEE Spectrum поспілкувався електронною поштою з почесним професором Пенсильванського університету Фостером. Ми хотіли дізнатися більше про те, чому дослідження з оцінки впливу радіочастотного випромінювання є такими успішними, що робить дозиметрію радіочастотного випромінювання такою складною та чому громадське занепокоєння щодо здоров'я та бездротового випромінювання, здається, ніколи не зникає.
Для тих, хто не знайомий з різницею, яка різниця між експозицією та дозою?

Кеннет Фостер: У контексті радіочастотної безпеки опромінення стосується поля поза тілом, а доза – енергії, що поглинається всередині тканин тіла. Обидва важливі для багатьох застосувань – наприклад, у медицині, гігієні праці та дослідженнях безпеки побутової електроніки.
«Для ознайомлення з дослідженнями біологічного впливу 5G див. статтю [Кена] Каріпідіса, в якій «немає переконливих доказів того, що низькорівневі радіочастотні поля вище 6 ГГц, такі як ті, що використовуються мережами 5G, шкідливі для здоров’я людини».» – Кеннет Р. Фостер, Пенсильванський університет
Фостер: Вимірювання радіочастотних полів у вільному просторі не є проблемою. Справжня проблема, яка виникає в деяких випадках, полягає у високій мінливості впливу радіочастот. Наприклад, багато вчених досліджують рівні радіочастотних полів у навколишньому середовищі для вирішення проблем громадського здоров'я. Враховуючи велику кількість джерел радіочастот у навколишньому середовищі та швидке згасання радіочастотного поля від будь-якого джерела, це непросте завдання. Точна характеристика індивідуального впливу радіочастотних полів є справжнім викликом, принаймні для тих небагатьох вчених, які намагаються це зробити.

Коли ви та ваші співавтори писали статтю в IJERPH, чи була ваша мета вказати на успіхи та дозиметричні проблеми досліджень з оцінки опромінення? Фостер: Наша мета — вказати на вражаючий прогрес, якого досягли дослідження з оцінки опромінення протягом багатьох років, що додало значної ясності до вивчення біологічного впливу радіочастотних полів і сприяло значним досягненням у медичних технологіях.
Наскільки покращилося обладнання в цих сферах? Чи можете ви розповісти мені, які інструменти були доступні вам на початку вашої кар'єри, наприклад, порівняно з тим, що доступно сьогодні? Як удосконалені інструменти сприяють успіху оцінки впливу?
Фостер: Прилади, що використовуються для вимірювання радіочастотних полів у дослідженнях у галузі охорони здоров'я та безпеки, стають меншими та потужнішими. Хто б міг подумати кілька десятиліть тому, що комерційні польові прилади стануть достатньо надійними, щоб їх можна було взяти з собою на робоче місце, здатними вимірювати радіочастотні поля, достатньо сильні, щоб спричинити професійну небезпеку, але водночас достатньо чутливими, щоб вимірювати слабкі поля від віддалених антен? Водночас, визначати точний спектр сигналу для ідентифікації його джерела?
Що відбувається, коли бездротові технології переходять у нові діапазони частот, наприклад, міліметрові та терагерцові хвилі для стільникового зв'язку або 6 ГГц для Wi-Fi?
Фостер: Знову ж таки, проблема пов'язана зі складністю ситуації опромінення, а не з обладнанням. Наприклад, високочастотні базові станції стільникового зв'язку 5G випромінюють кілька променів, які рухаються крізь простір. Це ускладнює кількісну оцінку впливу на людей поблизу стільникових станцій, щоб перевірити, чи безпечно опромінення (а це майже завжди так).
«Мене особисто більше турбує можливий вплив надмірної кількості часу, проведеного перед екраном, на розвиток дитини та проблеми конфіденційності». – Кеннет Р. Фостер, Пенсильванський університет

Якщо оцінка опромінення є вирішеною проблемою, що робить стрибок у точній дозиметрії таким складним? Що робить перше набагато простіше за друге?
Фостер: Дозиметрія є складнішою, ніж оцінка впливу. Зазвичай ви не можете ввести радіочастотний зонд у чиєсь тіло. Існує багато причин, чому вам може знадобитися ця інформація, наприклад, під час лікування раку гіпертермією, коли тканини необхідно нагріти до точно заданих рівнів. Занадто мало нагрівання – і терапевтичної користі не буде, занадто багато – і ви обпечете пацієнта.
Чи можете ви розповісти мені більше про те, як сьогодні проводиться дозиметрія? Якщо ви не можете ввести зонд у чиєсь тіло, що найкраще зробити далі?
Фостер: Можна використовувати старомодні радіочастотні вимірювачі для вимірювання полів у повітрі для різних цілей. Звичайно, це стосується робіт з охорони праці, де потрібно вимірювати радіочастотні поля, що виникають на тілах працівників. Для клінічної гіпертермії вам все ще може знадобитися обмотувати пацієнтів тепловими зондами, але обчислювальна дозиметрія значно покращила точність вимірювання теплових доз і призвела до важливих досягнень у технології. Для досліджень біологічних ефектів радіочастот (наприклад, за допомогою антен, розміщених на тваринах) критично важливо знати, скільки радіочастотної енергії поглинається організмом і куди вона йде. Не можна просто махати телефоном перед твариною як джерелом опромінення (але деякі дослідники це роблять). Для деяких великих досліджень, таких як нещодавнє дослідження Національної програми з токсикології щодо впливу радіочастотної енергії на щурів протягом життя, немає реальної альтернативи обчислювальній дозиметрії.
Чому, на вашу думку, існує стільки постійних занепокоєнь щодо бездротового випромінювання, що люди вимірюють його рівень вдома?

Фостер: Сприйняття ризику – це складна справа. Характеристики радіовипромінювання часто викликають занепокоєння. Ви не можете його побачити, немає прямого зв'язку між впливом та різними ефектами, про які деякі люди турбуються, люди схильні плутати радіочастотну енергію (неіонізуючу, тобто її фотони занадто слабкі, щоб розірвати хімічні зв'язки) з іонізуючими рентгенівськими променями тощо. Радіація (дійсно небезпечна). Деякі вважають, що вони «надмірно чутливі» до бездротового випромінювання, хоча вчені не змогли продемонструвати цю чутливість у належним чином засліплених та контрольованих дослідженнях. Деякі люди відчувають загрозу через повсюдну кількість антен, що використовуються для бездротового зв'язку. Наукова література містить багато звітів, пов'язаних зі здоров'ям, різної якості, через які можна знайти страшну історію. Деякі вчені вважають, що дійсно може бути проблема зі здоров'ям (хоча агентство охорони здоров'я виявило, що вони мало турбуються, але заявило, що «потрібні додаткові дослідження»). Список можна продовжувати.

Оцінка впливу відіграє в цьому певну роль. Споживачі можуть придбати недорогі, але дуже чутливі радіочастотні детектори та досліджувати радіочастотні сигнали у своєму середовищі, яких існує багато. Деякі з цих пристроїв «клацають», вимірюючи радіочастотні імпульси від таких пристроїв, як точки доступу Wi-Fi, і звучатимуть як лічильник Гейгера в ядерному реакторі для всього світу. страшно. Деякі радіочастотні вимірювачі також продаються для полювання на привидів, але це інше застосування.
Минулого року Британський медичний журнал опублікував заклик зупинити розгортання 5G, доки не буде визначено безпеку цієї технології. Що ви думаєте про ці заклики? Як ви вважаєте, чи допоможуть вони інформувати частину громадськості, стурбовану впливом радіочастотного випромінювання на здоров'я, чи спричинять ще більше плутанини? Фостер: Ви маєте на увазі статтю-думку [епідеміолога Джона] Франка, і я не згоден з більшістю її. Більшість установ охорони здоров'я, які розглядали наукові дані, просто закликали до проведення додаткових досліджень, але принаймні одна — рада охорони здоров'я Нідерландів — закликала до мораторію на розгортання високочастотного 5G, доки не буде проведено більше досліджень щодо безпеки. Ці рекомендації, безсумнівно, привернуть увагу громадськості (хоча HCN також вважає малоймовірним наявність будь-яких проблем зі здоров'ям).
У своїй статті Франк пише: «Новітні переваги лабораторних досліджень свідчать про руйнівний біологічний вплив радіочастотних електромагнітних полів».

У цьому й полягає проблема: у літературі існують тисячі досліджень біологічного впливу радіочастот. Кінцеві точки, релевантність для здоров'я, якість дослідження та рівні впливу сильно відрізнялися. Більшість із них повідомляли про певний ефект на всіх частотах та всіх рівнях впливу. Однак більшість досліджень мали значний ризик систематичної помилки (недостатня дозиметрія, відсутність засліплення, малий розмір вибірки тощо), і багато досліджень були несумісними з іншими. «Нові сильні сторони досліджень» не мають особливого сенсу для цієї маловідомої літератури. Френку слід покладатися на ретельніше вивчення з боку установ охорони здоров'я. Вони постійно не могли знайти чітких доказів негативного впливу навколишніх радіочастотних полів.
Френк скаржився на непослідовність у публічному обговоренні "5G", але він зробив ту саму помилку, не згадавши діапазони частот, коли йшов до 5G. Фактично, низькочастотний та середньочастотний 5G працює на частотах, близьких до сучасних стільникових діапазонів, і, здається, не створює нових проблем із впливом. Високочастотний 5G працює на частотах трохи нижче міліметрового діапазону хвиль, починаючи з 30 ГГц. Було проведено мало досліджень біологічних ефектів у цьому діапазоні частот, але енергія ледве проникає крізь шкіру, і органи охорони здоров'я не висловлювали занепокоєння щодо його безпеки на звичайних рівнях впливу.
Френк не уточнив, яке дослідження він хоче провести перед запуском «5G», що б він не мав на увазі. [FCC] вимагає від ліцензіатів дотримуватися лімітів впливу, які аналогічні тим, що застосовуються в більшості інших країн. Немає прецеденту для нової радіочастотної технології, яка б безпосередньо оцінювалася на предмет впливу радіочастот на здоров'я перед затвердженням, що може вимагати нескінченної серії досліджень. Якщо обмеження FCC є небезпечними, їх слід змінити.

Для детального огляду досліджень біологічного впливу 5G див. статтю [Кена] Каріпідіса, в якій було зазначено, що «немає переконливих доказів того, що низькорівневі радіочастотні поля вище 6 ГГц, такі як ті, що використовуються мережами 5G, шкідливі для здоров'я людини». В огляді також міститься заклик до проведення додаткових досліджень.
Наукова література неоднозначна, але досі установи охорони здоров'я не знайшли чітких доказів небезпеки для здоров'я від навколишніх радіочастотних полів. Але, безперечно, наукова література про біологічний вплив міліметрових хвиль є відносно невеликою, налічує близько 100 досліджень різної якості.
Уряд заробляє багато грошей, продаючи спектр для зв'язку 5G, і повинен інвестувати частину цих коштів у високоякісні дослідження в галузі охорони здоров'я, особливо у високочастотний 5G. Особисто мене більше турбує можливий вплив надмірного часу, проведеного перед екраном, на розвиток дитини та проблеми конфіденційності.
Чи існують удосконалені методи дозиметричної роботи? Якщо так, то які найцікавіші або найперспективніші приклади?

Фостер: Ймовірно, головний прогрес полягає в обчислювальній дозиметрії з впровадженням методів скінченних різниць у часовій області (FDTD) та числових моделей тіла на основі медичних зображень високої роздільної здатності. Це дозволяє дуже точно розрахувати поглинання організмом радіочастотної енергії з будь-якого джерела. Обчислювальна дозиметрія дала нове життя усталеним медичним методам лікування, таким як гіпертермія, що використовується для лікування раку, і призвела до розробки вдосконалених систем МРТ-візуалізації та багатьох інших медичних технологій.
Майкл Козіол — заступник редактора в IEEE Spectrum, що охоплює всі сфери телекомунікацій. Він закінчив Сіетлський університет зі ступенем бакалавра англійської мови та фізики, а також ступінь магістра наукової журналістики Нью-Йоркського університету.
У 1992 році Асад М. Мадні очолив компанію BEI Sensors and Controls, керуючи лінійкою продуктів, яка включала різноманітні датчики та інерціальне навігаційне обладнання, але мала меншу клієнтську базу — переважно аерокосмічну та оборонну електроніку.

Холодна війна закінчилася, і оборонна промисловість США зазнала краху. І бізнес не відновиться найближчим часом. BEI потрібно було швидко знаходити та залучати нових клієнтів.
Залучення цих клієнтів вимагає відмови від механічних інерційних сенсорних систем компанії на користь неперевіреної нової кварцової технології, мініатюризації кварцових датчиків та перетворення виробника, який виробляє десятки тисяч дорогих датчиків на рік, на виробництво мільйонів дешевше.
Мадні доклав чимало зусиль, щоб це сталося, і досяг більшого успіху для GyroChip, ніж хтось міг собі уявити. Цей недорогий інерційний вимірювальний датчик є першим у своєму роді, інтегрованим в автомобіль, що дозволяє електронним системам контролю стійкості (ESC) виявляти пробуксовку та керувати гальмами, щоб запобігти перекиданню. За даними Національної адміністрації безпеки дорожнього руху, оскільки ESC встановлювалися у всі нові автомобілі протягом п'ятирічного періоду з 2011 по 2015 рік, ці системи врятували 7000 життів лише у Сполучених Штатах.
Це обладнання продовжує бути в основі незліченних комерційних та приватних літаків, а також систем контролю стійкості для систем наведення ракет США. Воно навіть побував на Марсі у складі марсохода Pathfinder Sojourner.
Поточна посада: Заслужений ад'юнкт-професор Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі; президент, генеральний директор та технічний директор BEI Technologies у відставці

Освіта: 1968, Коледж Королівського коледжу Каліфорнії; бакалавр наук, 1969 та 1972, магістр наук, Каліфорнійський університет у Лос-Анджелесі, обидва з електротехніки; доктор філософії, Каліфорнійський університет узбережжя, 1987
Герої: Загалом, мій батько навчив мене вчитися, бути людиною та зрозуміти значення любові, співчуття та емпатії; у мистецтві – Мікеланджело; у науці – Альберт Ейнштейн; в інженерії – Клод Шеннон.
Улюблена музика: Із західної музики — «Бітлз», «Роллінг Стоунз», «Елвіс»; із східної — «Газалі».
Члени організації: IEEE Life Fellow; Національна інженерна академія США; Королівська інженерна академія Великої Британії; Канадська інженерна академія
Найзначніша нагорода: Почесна медаль IEEE: «Новаторський внесок у розробку та комерціалізацію інноваційних сенсорних та системних технологій, а також видатне дослідницьке лідерство»; Випускник року UCLA 2004.
Мадні отримала Почесну медаль IEEE 2022 року за новаторство в галузі GyroChip, серед інших внесків у розвиток технологій та лідерство в дослідженнях.
Інженерія не була першочерговим вибором кар'єри Мадні. Він хотів стати добрим художником-живописцем. Але фінансове становище його родини в Мумбаї, Індія (тоді Мумбаї) у 1950-х і 1960-х роках схилило його до інженерії, особливо до електроніки, завдяки його інтересу до новітніх інновацій, втілених у кишенькових транзисторних радіоприймачах. У 1966 році він переїхав до Сполучених Штатів, щоб вивчати електроніку в коледжі RCA в Нью-Йорку, який був створений на початку 1900-х років для підготовки операторів радіозв'язку та техніків.
«Я хочу бути інженером, який може винаходити речі, — сказав Медні, — і робити те, що зрештою вплине на людей. Бо якщо я не зможу вплинути на людей, я відчуваю, що моя кар’єра буде нездійсненною».

Мадні вступив до Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі в 1969 році зі ступенем бакалавра з електротехніки після двох років навчання за програмою електронних технологій у коледжі RCA. Він продовжив навчання в магістратурі та докторантурі, використовуючи цифрову обробку сигналів та рефлектометрію в частотній області для аналізу телекомунікаційних систем у своїй дисертації. Під час навчання він також працював лектором у Тихоокеанському державному університеті, працював в управлінні запасами в роздрібній мережі David Orgell у Беверлі-Гіллз та інженером з проектування комп'ютерної периферії в Pertec.
Потім, у 1975 році, нещодавно заручившись і за наполяганням колишнього однокласника, він подав заявку на роботу у відділ мікрохвильових печей компанії Systron Donner.
Мадні почав проектувати перший у світі аналізатор спектру з цифровим запам'ятовуванням у Systron Donner. Він ніколи раніше не користувався аналізатором спектру — на той час вони були дуже дорогими — але він достатньо добре знав теорію, щоб переконати себе взятися за цю роботу. Потім він провів шість місяців, тестуючи, отримуючи практичний досвід роботи з приладом, перш ніж спробувати його переробити.
Проєкт тривав два роки і, за словами Мадні, призвів до отримання трьох важливих патентів, що розпочало його «шлях до більших і кращих речей». Він також навчив його цінувати різницю між «теоретичними знаннями та комерціалізацією технологій, які можуть допомогти іншим», – сказав він.

Ми також можемо налаштувати пасивні радіочастотні компоненти відповідно до ваших вимог. Ви можете перейти на сторінку налаштування, щоб вказати необхідні вам характеристики.
https://www.keenlion.com/customization/

Емалі:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com