Ştiri

Site-ul web IEEE plasează cookie-uri pe dispozitivul dvs. pentru a vă oferi cea mai bună experiență de utilizare. Prin utilizarea site-ului nostru web, sunteți de acord cu plasarea acestor cookie-uri. Pentru a afla mai multe, vă rugăm să citiți Politica noastră de confidențialitate.

Experți de top în dozimetrie RF analizează problema 5G - și diferența dintre expunere și doză

Kenneth R. Foster are zeci de ani de experiență în studierea radiațiilor de radiofrecvență (RF) și a efectelor acestora asupra sistemelor biologice. Acum, el este coautor al unui nou studiu pe această temă, împreună cu alți doi cercetători, Marvin Ziskin și Quirino Balzano. Împreună, cei trei (toți membri titulari IEEE) au peste un secol de experiență în acest domeniu.
Studiul, publicat în februarie în Jurnalul Internațional de Cercetare a Mediului și Sănătate Publică, a analizat ultimii 75 de ani de cercetare în domeniul evaluării expunerii la radiofrecvență și al dozimetriei. În acesta, coautorii detaliază cât de mult a avansat domeniul și de ce îl consideră o poveste de succes științific.
IEEE Spectrum a discutat prin e-mail cu profesorul emerit Foster de la Universitatea din Pennsylvania. Am vrut să aflăm mai multe despre motivul pentru care studiile de evaluare a expunerii la radiofrecvență au atât de mult succes, ce face ca dozimetria radiofrecvenței să fie atât de dificilă și de ce preocupările publicului legate de sănătate și radiațiile wireless par să nu dispară niciodată.
Pentru cei care nu sunt familiarizați cu diferența, care este diferența dintre expunere și doză?

Kenneth Foster: În contextul siguranței radiofrecvențelor, expunerea se referă la câmpul din afara corpului, iar doza se referă la energia absorbită în țesutul corporal. Ambele sunt importante pentru multe aplicații - de exemplu, în domeniul medical, al sănătății ocupaționale și al cercetării în domeniul siguranței electronicelor de larg consum.
„Pentru o analiză detaliată a cercetărilor privind efectele biologice ale 5G, consultați articolul lui [Ken] Karipidis, care nu a găsit „nicio dovadă concludentă că câmpurile RF de nivel scăzut peste 6 GHz, cum ar fi cele utilizate de rețelele 5G, sunt dăunătoare sănătății umane”.” -- Kenneth R. Foster, Universitatea din Pennsylvania
Foster: Măsurarea câmpurilor RF în spațiu liber nu este o problemă. Adevărata problemă care apare în unele cazuri este variabilitatea ridicată a expunerii la RF. De exemplu, mulți oameni de știință investighează nivelurile câmpurilor RF din mediu pentru a aborda preocupările legate de sănătatea publică. Având în vedere numărul mare de surse RF din mediu și descreșterea rapidă a câmpului RF din orice sursă, aceasta nu este o sarcină ușoară. Caracterizarea precisă a expunerii individuale la câmpuri RF este o adevărată provocare, cel puțin pentru puținii oameni de știință care încearcă să facă acest lucru.

Când dumneavoastră și coautorii dumneavoastră ați scris articolul IJERPH, scopul dumneavoastră a fost să evidențiați succesele și provocările dozimetrice ale studiilor de evaluare a expunerii? Foster: Scopul nostru este să subliniem progresul remarcabil pe care cercetarea în domeniul evaluării expunerii l-a înregistrat de-a lungul anilor, progres care a adăugat multă claritate studiului efectelor biologice ale câmpurilor de radiofrecvență și a condus la progrese majore în tehnologia medicală.
Cât de mult s-a îmbunătățit instrumentația din aceste domenii? Îmi puteți spune ce instrumente ați avut la dispoziție la începutul carierei, de exemplu, în comparație cu ceea ce este disponibil astăzi? Cum contribuie instrumentele îmbunătățite la succesul evaluărilor expunerii?
Foster: Instrumentele utilizate pentru măsurarea câmpurilor RF în cercetarea în domeniul sănătății și securității devin din ce în ce mai mici și mai puternice. Cine ar fi crezut acum câteva decenii că instrumentele comerciale de teren vor deveni suficient de robuste pentru a fi aduse la locul de muncă, capabile să măsoare câmpuri RF suficient de puternice pentru a cauza un risc ocupațional, dar suficient de sensibile pentru a măsura câmpuri slabe de la antene îndepărtate? În același timp, să determine spectrul precis al unui semnal pentru a-i identifica sursa?
Ce se întâmplă când tehnologia wireless intră în noi benzi de frecvență - de exemplu, unde milimetrice și terahertz pentru rețelele celulare sau 6 GHz pentru Wi-Fi?
Foster: Din nou, problema are legătură cu complexitatea situației de expunere, nu cu instrumentația. De exemplu, stațiile de bază celulare 5G de bandă largă emit fascicule multiple care se deplasează prin spațiu. Acest lucru face dificilă cuantificarea expunerii persoanelor din apropierea stațiilor celulare pentru a verifica dacă expunerea este sigură (așa cum este aproape întotdeauna).
„Personal, sunt mai îngrijorat de posibilul impact al prea multor ore petrecute în fața ecranelor asupra dezvoltării copilului și a problemelor legate de confidențialitate.” – Kenneth R. Foster, Universitatea din Pennsylvania

Dacă evaluarea expunerii este o problemă rezolvată, ce face ca saltul către dozimetria precisă să fie atât de dificil? Ce o face pe prima mult mai simplă decât pe cea de-a doua?
Foster: Dozimetria este mai dificilă decât evaluarea expunerii. În general, nu poți introduce o sondă RF în corpul cuiva. Există multe motive pentru care ai putea avea nevoie de aceste informații, cum ar fi în tratamentele pentru hipertermie pentru tratamentul cancerului, unde țesutul trebuie încălzit la niveluri specificate cu precizie. Dacă încălzești prea puțin, nu există niciun beneficiu terapeutic, dacă încălzești prea mult, vei arde pacientul.
Îmi puteți spune mai multe despre cum se face dozimetria astăzi? Dacă nu poți introduce o sondă în corpul cuiva, care este următoarea cea mai bună soluție?
Foster: Este în regulă să se utilizeze contoare RF de modă veche pentru a măsura câmpurile în aer pentru o varietate de scopuri. Acesta este, desigur, cazul și în domeniul securității ocupaționale, unde trebuie să se măsoare câmpurile de radiofrecvență care apar pe corpul lucrătorilor. Pentru hipertermia clinică, este posibil să fie nevoie să se atașeze pacienții cu sonde termice, dar dozimetria computațională a îmbunătățit considerabil precizia măsurării dozelor termice și a condus la progrese importante în tehnologie. Pentru studiile privind efectele biologice RF (de exemplu, utilizarea antenelor plasate pe animale), este esențial să se știe câtă energie RF este absorbită în organism și unde ajunge. Nu poți pur și simplu să-ți fluturi telefonul în fața unui animal ca sursă de expunere (dar unii cercetători o fac). Pentru unele studii majore, cum ar fi recentul studiu al Programului Național de Toxicologie privind expunerea pe viață la energia RF la șobolani, nu există o alternativă reală la dozimetria computerizată.
De ce crezi că există atât de multe îngrijorări continue legate de radiațiile transmisiilor wireless, încât oamenii măsoară nivelurile acasă?

Foster: Percepția riscului este o chestiune complexă. Caracteristicile radiațiilor radio sunt adesea motive de îngrijorare. Nu le poți vedea, nu există o legătură directă între expunere și diversele efecte de care unii oameni se îngrijorează, oamenii tind să confunde energia de radiofrecvență (neionizantă, adică fotonii acesteia sunt prea slabi pentru a rupe legăturile chimice) cu razele X ionizante etc. Radiațiile (foarte periculoase). Unii cred că sunt „exces de sensibili” la radiațiile wireless, deși oamenii de știință nu au reușit să demonstreze această sensibilitate în studii orbite și controlate corespunzător. Unii oameni se simt amenințați de numărul omniprezent de antene utilizate pentru comunicațiile wireless. Literatura științifică conține numeroase rapoarte legate de sănătate, de calitate variabilă, prin care se poate găsi o poveste înfricoșătoare. Unii oameni de știință cred că ar putea exista într-adevăr o problemă de sănătate (deși agenția de sănătate a constatat că au puține îngrijorări, dar a spus că este nevoie de „mai multe cercetări”). Lista poate continua.

Evaluările expunerii joacă un rol în acest sens. Consumatorii pot cumpăra detectoare RF ieftine, dar foarte sensibile, și pot investiga semnalele RF din mediul lor, dintre care există multe. Unele dintre aceste dispozitive „fac clic” pe măsură ce măsoară impulsuri de radiofrecvență de la dispozitive precum punctele de acces Wi-Fi și vor suna ca un contor Geiger într-un reactor nuclear pentru întreaga lume. Înfricoșător. Unele contoare RF sunt vândute și pentru vânătoarea de fantome, dar aceasta este o aplicație diferită.
Anul trecut, British Medical Journal a publicat un apel pentru oprirea implementărilor 5G până când se va stabili siguranța tehnologiei. Ce părere aveți despre aceste apeluri? Credeți că vor ajuta la informarea segmentului de public în cauză cu privire la efectele asupra sănătății ale expunerii la radiofrecvență sau vor cauza mai multă confuzie? Foster: Vă referiți la un articol de opinie al [epidemiologului John] Frank și nu sunt de acord cu majoritatea acestuia. Majoritatea agențiilor de sănătate care au analizat studiile științifice au solicitat pur și simplu mai multe cercetări, dar cel puțin una - consiliul de sănătate olandez - a solicitat un moratoriu asupra implementării 5G în bandă largă până când se vor efectua mai multe cercetări privind siguranța. Aceste recomandări vor atrage cu siguranță atenția publicului (deși HCN consideră, de asemenea, că este puțin probabil să existe probleme de sănătate).
În articolul său, Frank scrie: „Punctele forte emergente ale studiilor de laborator sugerează efectele biologice distructive ale câmpurilor electromagnetice de radiofrecvență [ale câmpurilor electromagnetice de radiofrecvență].”

Aceasta este problema: există mii de studii privind efectele biologice ale RF în literatura de specialitate. Criteriile de evaluare, relevanța pentru sănătate, calitatea studiului și nivelurile de expunere au variat foarte mult. Majoritatea au raportat un anumit tip de efect, la toate frecvențele și la toate nivelurile de expunere. Cu toate acestea, majoritatea studiilor au prezentat un risc semnificativ de eroare (dozimetrie insuficientă, lipsa orbirii, dimensiunea mică a eșantionului etc.) și multe studii au fost inconsistente cu altele. „Punctele forte emergente ale cercetării” nu au prea mult sens pentru această literatură obscură. Frank ar trebui să se bazeze pe o examinare mai atentă din partea agențiilor de sănătate. Acestea nu au reușit în mod constant să găsească dovezi clare ale efectelor adverse ale câmpurilor RF ambientale.
Frank s-a plâns de inconsecvența discuțiilor publice despre „5G” - dar a făcut aceeași greșeală nemenționând benzile de frecvență atunci când se referea la 5G. De fapt, 5G în bandă joasă și medie funcționează la frecvențe apropiate de benzile celulare actuale și nu pare să prezinte noi probleme de expunere. 5G în bandă înaltă funcționează la frecvențe puțin sub intervalul mmWave, începând de la 30 GHz. Au fost efectuate puține studii privind efectele biologice în acest interval de frecvență, dar energia abia pătrunde în piele, iar agențiile de sănătate nu și-au exprimat îngrijorarea cu privire la siguranța sa la niveluri comune de expunere.
Frank nu a specificat ce cercetări dorea să facă înainte de a lansa „5G”, orice ar fi vrut să spună. [FCC] impune licențiaților să respecte limitele sale de expunere, care sunt similare cu cele din majoritatea celorlalte țări. Nu există niciun precedent pentru ca o nouă tehnologie RF să fie evaluată direct pentru efectele RF asupra sănătății înainte de aprobare, ceea ce poate necesita o serie nesfârșită de studii. Dacă restricțiile FCC nu sunt sigure, acestea ar trebui modificate.

Pentru o analiză detaliată a cercetărilor privind efectele biologice ale 5G, consultați articolul lui [Ken] Karipidis, care a constatat că „nu există dovezi concludente că câmpurile RF de nivel scăzut peste 6 GHz, cum ar fi cele utilizate de rețelele 5G, sunt dăunătoare sănătății umane”. Analiza a solicitat, de asemenea, mai multe cercetări.
Literatura științifică este mixtă, dar până în prezent, agențiile de sănătate nu au găsit dovezi clare ale pericolelor pentru sănătate cauzate de câmpurile RF ambientale. Cu siguranță, literatura științifică privind efectele biologice ale undelor mm este relativ mică, cu aproximativ 100 de studii și de calitate variabilă.
Guvernul câștigă mulți bani din vânzarea de spectru pentru comunicații 5G și ar trebui să investească o parte din acesta în cercetare medicală de înaltă calitate, în special 5G de bandă largă. Personal, sunt mai îngrijorat de posibilul impact al timpului prea lung petrecut în fața ecranelor asupra dezvoltării copilului și a problemelor de confidențialitate.
Există metode îmbunătățite pentru dozimetrie? Dacă da, care sunt cele mai interesante sau promițătoare exemple?

Foster: Probabil principalul progres constă în dozimetria computațională, odată cu introducerea metodelor de domeniu temporal cu diferențe finite (FDTD) și a modelelor numerice ale corpului bazate pe imagini medicale de înaltă rezoluție. Acest lucru permite un calcul foarte precis al absorbției energiei RF de către organism din orice sursă. Dozimetria computațională a dat o nouă viață terapiilor medicale consacrate, cum ar fi hipertermia utilizată pentru tratarea cancerului, și a condus la dezvoltarea unor sisteme îmbunătățite de imagistică RMN și a multor alte tehnologii medicale.
Michael Koziol este redactor asociat la IEEE Spectrum, acoperind toate domeniile telecomunicațiilor. Este absolvent al Universității din Seattle cu o licență în limba engleză și fizică și un master în jurnalism științific de la Universitatea din New York.
În 1992, Asad M. Madni a preluat conducerea BEI Sensors and Controls, supervizând o linie de produse care includea o varietate de senzori și echipamente de navigație inerțială, dar avea o bază de clienți mai mică - în principal din industria aerospațială și cea electronică de apărare.

Războiul Rece s-a încheiat și industria de apărare din SUA s-a prăbușit. Iar afacerile nu își vor reveni prea curând. BEI trebuia să identifice și să atragă rapid noi clienți.
Atragerea acestor clienți necesită renunțarea la sistemele mecanice de senzori inerțiali ale companiei în favoarea unei noi tehnologii de cuarț nedemonstrate, miniaturizarea senzorilor de cuarț și convertirea unui producător care produce zeci de mii de senzori scumpi pe an la producția de milioane mai ieftină. producătorul senzorului.
Madni a depus eforturi mari pentru a realiza acest lucru și a obținut mai mult succes decât și-ar fi putut imagina oricine pentru GyroChip. Acest senzor inerțial de măsurare ieftin este primul de acest fel integrat într-o mașină, permițând sistemelor electronice de control al stabilității (ESC) să detecteze patinarea și să acționeze frânele pentru a preveni răsturnările. Întrucât ESC-urile au fost instalate în toate mașinile noi în perioada de cinci ani 2011-2015, aceste sisteme au salvat 7.000 de vieți numai în Statele Unite, potrivit Administrației Naționale pentru Siguranța Traficului Rutier.
Echipamentul continuă să fie în centrul a nenumărate aeronave comerciale și private, precum și al sistemelor de control al stabilității pentru sistemele de ghidare a rachetelor americane. A călătorit chiar și pe Marte ca parte a roverului Pathfinder Sojourner.
Rol actual: Profesor adjunct distins la UCLA; Președinte, CEO și CTO pensionar al BEI Technologies

Educație: 1968, Colegiul RCA; Licență, 1969 și 1972, Master, UCLA, ambele în Inginerie Electrică; Doctorat, Universitatea California Coast, 1987
Eroi: În general, tatăl meu m-a învățat cum să învăț, cum să fiu om și ce înseamnă iubirea, compasiunea și empatia; în artă, Michelangelo; în știință, Albert Einstein; în inginerie, Claude Shannon.
Muzica preferată: În muzica occidentală, Beatles, Rolling Stones, Elvis; Muzica orientală, Ghazals
Membrii organizației: IEEE Life Fellow; Academia Națională de Inginerie din SUA; Academia Regală de Inginerie din Marea Britanie; Academia Canadiană de Inginerie
Cel mai semnificativ premiu: Medalia de Onoare IEEE: „Contribuții de pionierat la dezvoltarea și comercializarea tehnologiilor inovatoare de detectare și sisteme și leadership remarcabil în cercetare”; Absolvenții Anului UCLA 2004
Madni a primit Medalia de Onoare IEEE în 2022 pentru pionieratul în GyroChip, printre alte contribuții la dezvoltarea tehnologică și leadershipul în cercetare.
Ingineria nu a fost prima carieră a lui Madni. Își dorea să fie un bun artist-pictor. Dar situația financiară a familiei sale din Mumbai, India (pe atunci Mumbai) în anii 1950 și 1960 l-a îndreptat spre inginerie - în special electronică, datorită interesului său pentru cele mai recente inovații încorporate în radiourile cu tranzistori de buzunar. În 1966, s-a mutat în Statele Unite pentru a studia electronica la RCA College din New York City, care a fost creat la începutul anilor 1900 pentru a instrui operatori și tehnicieni wireless.
„Vreau să fiu un inginer care poate inventa lucruri”, a spus Madeney, „și să facă lucruri care, în cele din urmă, vor avea un impact asupra oamenilor. Pentru că, dacă nu pot avea un impact asupra oamenilor, simt că cariera mea va fi neîmplinită.”

Madni a intrat la UCLA în 1969 cu o licență în inginerie electrică, după doi ani de program de Tehnologie Electronică la RCA College. A continuat să urmeze un masterat și un doctorat, utilizând procesarea semnalelor digitale și reflectometria în domeniul frecvenței pentru a analiza sistemele de telecomunicații pentru cercetarea tezei sale. În timpul studiilor, a lucrat și ca lector la Universitatea de Stat din Pacific, a lucrat în managementul stocurilor la retailerul David Orgell din Beverly Hills și ca inginer proiectând periferice pentru computere la Pertec.
Apoi, în 1975, proaspăt angajat și la insistențele unui fost coleg de clasă, a aplicat pentru un loc de muncă în departamentul de microunde al lui Systron Donner.
Madni a început să proiecteze primul analizor de spectru din lume cu stocare digitală la Systron Donner. Nu mai folosise niciodată un analizor de spectru - erau foarte scumpi la acea vreme - dar cunoștea suficient de bine teoria pentru a se convinge să accepte postul. Apoi a petrecut șase luni testând, acumulând experiență practică cu instrumentul înainte de a încerca să-l reproiecteze.
Proiectul a durat doi ani și, potrivit lui Madni, a dus la obținerea a trei brevete importante, începându-i „ascensiunea către lucruri mai mari și mai bune”. De asemenea, l-a învățat să aprecieze diferența dintre „ceea ce înseamnă să ai cunoștințe teoretice și să comercializezi tehnologie care îi poate ajuta pe alții”, a spus el.

De asemenea, putem personaliza componentele pasive rf în funcție de cerințele dumneavoastră. Puteți accesa pagina de personalizare pentru a furniza specificațiile de care aveți nevoie.
https://www.keenlion.com/customization/

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