IEEE veebisait paigutab teie seadmesse küpsiseid, et pakkuda teile parimat kasutuskogemust. Meie veebisaiti kasutades nõustute nende küpsiste paigutamisega. Lisateabe saamiseks lugege palun meie privaatsuspoliitikat.
RF-doosimeetria juhtivad eksperdid lahkavad 5G valulikkust ning kokkupuute ja doosi erinevust
Kenneth R. Fosteril on aastakümnete pikkune kogemus raadiosagedusliku (RF) kiirguse ja selle mõju uurimisel bioloogilistele süsteemidele. Nüüd on ta koos kahe teise teadlase, Marvin Ziskini ja Quirino Balzanoga, kirjutanud sellel teemal uue uuringu. Kokku on neil kolmel (kõik IEEE stipendiaadid) sellel teemal üle sajandi kogemust.
Veebruaris ajakirjas International Journal of Environmental Research and Public Health avaldatud uuring vaatles viimase 75 aasta uuringuid raadiosagedusliku kiirgusega kokkupuute hindamise ja doosimeetria valdkonnas. Selles kirjeldavad kaasautorid üksikasjalikult, kui kaugele see valdkond on arenenud ja miks nad peavad seda teaduslikuks edulooks.
IEEE Spectrum vestles e-posti teel Pennsylvania ülikooli emeriitprofessori Fosteriga. Tahtsime rohkem teada saada, miks raadiosagedusliku kiirgusega kokkupuute hindamise uuringud on nii edukad, mis muudab raadiosagedusliku doosimeetria nii keeruliseks ja miks avalikkuse mure tervise ja traadita kiirguse pärast ei näi kunagi kaduvat.
Neile, kes pole erinevusega tuttavad, mis vahe on kokkupuutel ja annusel?
Kenneth Foster: Raadiosagedusliku ohutuse kontekstis viitab kokkupuude kehavälisele väljale ja doos viitab kehakudedes neeldunud energiale. Mõlemad on olulised paljude rakenduste jaoks – näiteks meditsiinis, töötervishoius ja tarbeelektroonika ohutusuuringutes.
„5G bioloogiliste mõjude uuringute hea ülevaate saamiseks vaadake [Ken] Karipidise artiklit, milles leiti, et „puuduvad lõplikud tõendid selle kohta, et üle 6 GHz töötavad madala tasemega raadiosagedusväljad, näiteks need, mida kasutavad 5G-võrgud, oleksid inimeste tervisele kahjulikud”.“ – Kenneth R. Foster, Pennsylvania Ülikool
Foster: Raadiosagedusväljade mõõtmine vabas ruumis ei ole probleem. Tegelik probleem, mis mõnel juhul tekib, on raadiosagedusliku kiirgusega kokkupuute suur varieeruvus. Näiteks uurivad paljud teadlased keskkonnas raadiosagedusväljade taset, et tegeleda rahvatervise probleemidega. Arvestades keskkonnas olevate raadiosagedusallikate suurt hulka ja raadiosagedusvälja kiiret vähenemist mis tahes allikast, pole see lihtne ülesanne. Individuaalse raadiosagedusväljadega kokkupuute täpne iseloomustamine on tõeline väljakutse, vähemalt nende väheste teadlaste jaoks, kes seda teha üritavad.
Kui teie ja teie kaasautorid kirjutasite oma IJERPH-i artikli, kas teie eesmärk oli välja tuua kokkupuute hindamise uuringute edusamme ja doosimeetrilisi väljakutseid? Foster: Meie eesmärk on juhtida tähelepanu märkimisväärsele edule, mida kokkupuute hindamise uuringud on aastate jooksul teinud, mis on lisanud raadiosagedusväljade bioloogiliste mõjude uurimisse palju selgust ja on ajendanud meditsiinitehnoloogia olulisi edusamme.
Kui palju on nendes valdkondades vahendid paranenud? Kas saaksite öelda, millised vahendid olid teile näiteks karjääri alguses kättesaadavad võrreldes tänapäeval saadaolevatega? Kuidas aitavad täiustatud vahendid kokkupuute hindamise edule kaasa?
Foster: Tervise- ja ohutusuuringutes raadiosagedusväljade mõõtmiseks kasutatavad instrumendid muutuvad väiksemaks ja võimsamaks. Kes oleks osanud paar aastakümmet tagasi arvata, et kommertsväljade instrumendid muutuvad piisavalt vastupidavaks, et neid töökohale kaasa võtta, et need suudaksid mõõta piisavalt tugevaid raadiosagedusvälju, et põhjustada tööalast ohtu, kuid samas piisavalt tundlikud, et mõõta kaugete antennide nõrku välju? Samal ajal määrata signaali täpne spekter, et tuvastada selle allikas?
Mis juhtub, kui traadita tehnoloogia liigub uutele sagedusribadele – näiteks millimeetri- ja terahertslainetele mobiilside jaoks või 6 GHz WiFi jaoks?
Foster: Jällegi on probleem seotud kokkupuuteolukorra keerukusega, mitte aparatuuriga. Näiteks kiirgavad kõrgsagedusribaga 5G mobiilside baasjaamad mitu kiirt, mis liiguvad läbi ruumi. See raskendab mobiilsidejaamade läheduses viibivate inimeste kokkupuute kvantifitseerimist, et kontrollida kokkupuute ohutust (nagu see peaaegu alati on).
„Mind teeb isiklikult rohkem murelikuks liiga pika ekraaniaja võimalik mõju lapse arengule ja privaatsusküsimustele.“ – Kenneth R. Foster, Pennsylvania Ülikool
Kui kokkupuute hindamine on lahendatud probleem, siis mis teeb täpse dosimeetria saavutamise nii keeruliseks? Mis teeb esimese nii palju lihtsamaks kui viimase?
Foster: Dosimeetria on keerulisem kui kokkupuute hindamine. Üldiselt ei saa raadiosageduslikku sondi kellegi kehasse sisestada. Selle teabe vajamiseks on palju põhjuseid, näiteks vähiravi hüpertermia ravis, kus kude tuleb kuumutada täpselt kindlaksmääratud tasemeni. Liiga vähese kuumutamise korral puudub terapeutiline kasu, liiga suure kuumutamise korral põletate patsiendi ära.
Kas saaksite mulle lähemalt rääkida, kuidas tänapäeval doosimeetriat tehakse? Kui sondi ei saa kellegi kehasse sisestada, mis on järgmine parim lahendus?
Foster: Vanamoodsate raadiosagedusmõõturite kasutamine õhuväljade mõõtmiseks mitmesugustel eesmärkidel on okei. See kehtib muidugi tööohutuse kohta, kus on vaja mõõta töötajate kehal esinevaid raadiosagedusvälju. Kliinilise hüpertermia korral võib patsiente endiselt vaja olla termosondidega ühendada, kuid arvutuslik doosimeetria on oluliselt parandanud termiliste dooside mõõtmise täpsust ja viinud oluliste tehnoloogia arenguteni. Raadiosagedusliku bioloogilise mõju uuringute puhul (näiteks loomadele paigaldatud antennide abil) on oluline teada, kui palju raadiosageduslikku energiat kehas neeldub ja kuhu see läheb. Kokkupuuteallikana ei saa looma ees telefoniga lihtsalt vehkida (kuid mõned uurijad teevad seda). Mõne suurema uuringu puhul, näiteks hiljutise riikliku toksikoloogiaprogrammi uuringu puhul rottide eluaegse kokkupuute kohta raadiosagedusliku energiaga, pole arvutuslikule doosimeetriale reaalset alternatiivi.
Miks teie arvates on traadita kiirguse pärast nii palju jätkuvat muret, et inimesed mõõdavad taset kodus?
Foster: Riskitaju on keeruline teema. Raadiokiirguse omadused tekitavad sageli muret. Seda ei ole näha, kokkupuute ja mitmesuguste mõjude vahel, mille pärast mõned inimesed muretsevad, puudub otsene seos, inimesed kipuvad raadiosageduslikku energiat (mitteioniseeriv, mis tähendab, et selle footonid on keemiliste sidemete purustamiseks liiga nõrgad) segi ajama ioniseeriva röntgenkiirgusega jne. Kiirgus (väga ohtlik). Mõned usuvad, et nad on traadita kiirguse suhtes "liiga tundlikud", kuigi teadlased ei ole suutnud seda tundlikkust korralikult pimestatud ja kontrollitud uuringutes tõestada. Mõned inimesed tunnevad end ohustatuna traadita side jaoks kasutatavate antennide kõikjaloleva arvu tõttu. Teaduskirjandus sisaldab palju erineva kvaliteediga tervisega seotud aruandeid, mille hulgast võib leida hirmutavaid lugusid. Mõned teadlased usuvad, et terviseprobleem võib tõepoolest olla olemas (kuigi tervishoiuamet leidis, et neil pole erilist muret, kuid ütles, et vaja on "rohkem uuringuid"). Nimekiri jätkub.
Kokkupuute hindamised mängivad selles rolli. Tarbijad saavad osta odavaid, kuid väga tundlikke raadiosageduslikke detektoreid ja uurida oma keskkonnas olevaid raadiosageduslikke signaale, mida on palju. Mõned neist seadmetest "klõpsavad", kui nad mõõdavad raadiosageduslikke impulsse sellistest seadmetest nagu WiFi-pääsupunktid, ja kõlavad nagu Geigeri loendur tuumareaktoris kogu maailmale. Hirmutav. Mõnda raadiosageduslikku mõõturit müüakse ka kummituste jahtimiseks, kuid see on teistsugune rakendus.
Eelmisel aastal avaldas British Medical Journal üleskutse peatada 5G kasutuselevõtt, kuni tehnoloogia ohutus on kindlaks tehtud. Mida te nendest üleskutsetest arvate? Kas teie arvates aitavad need teavitada asjaomast avalikkuse osa raadiosagedusliku kiirgusega kokkupuute tervisemõjudest või tekitavad rohkem segadust? Foster: Te viitate [epidemioloog John] Franki arvamusartiklile ja ma ei nõustu enamiku sellest. Enamik tervishoiuasutusi, kes on teadust läbi vaadanud, on lihtsalt nõudnud rohkem uuringuid, kuid vähemalt üks – Hollandi tervishoiuamet – on kutsunud üles kehtestama kõrgsagedusribaga 5G kasutuselevõtu moratooriumi, kuni on tehtud rohkem ohutusalaseid uuringuid. Need soovitused köidavad kindlasti avalikkuse tähelepanu (kuigi HCN peab ka terviseprobleemide tekkimist ebatõenäoliseks).
Oma artiklis kirjutab Frank: "Laboratoorsete uuringute esilekerkivad tugevused viitavad raadiosageduslike elektromagnetväljade (RF-EMF) hävitavale bioloogilisele mõjule."
See ongi probleem: kirjanduses on tuhandeid raadiosageduslike bioloogiliste mõjude uuringuid. Lõpp-punktid, olulisus tervisele, uuringute kvaliteet ja kokkupuutetasemed varieerusid suuresti. Enamik neist teatas mingisugusest mõjust kõigil sagedustel ja kõigil kokkupuutetasemetel. Enamikul uuringutel oli aga märkimisväärne eelarvamuste oht (ebapiisav doosimeetria, pimemenetluse puudumine, väike valimi suurus jne) ja paljud uuringud olid teistega vastuolus. "Uued uurimistugevused" ei ole selles varjatud kirjanduses eriti loogilised. Frank peaks toetuma tervishoiuasutuste hoolikamale kontrollile. Need ei ole järjekindlalt leidnud selgeid tõendeid ümbritsevate raadiosagedusväljade kahjulike mõjude kohta.
Frank kurtis avaliku arutelu ebajärjekindluse üle "5G" üle – aga tegi sama vea, jättes 5G-st rääkides sagedusribad mainimata. Tegelikult töötab madala ja keskmise sagedusribaga 5G sagedustel, mis on lähedal praegustele mobiilside sagedusribadele, ega paista tekitavat uusi kokkupuuteprobleeme. Kõrge sagedusribaga 5G töötab sagedustel, mis on veidi alla millimeetrilaineala, alates 30 GHz-st. Selles sagedusalas on bioloogiliste mõjude kohta tehtud vähe uuringuid, kuid energia tungib vaevu nahka ja tervishoiuasutused ei ole väljendanud muret selle ohutuse pärast tavapärastel kokkupuutetasemetel.
Frank ei täpsustanud, millist uurimistööd ta enne "5G" kasutuselevõttu teha tahtis, mida iganes ta selle all mõtles. [FCC] nõuab litsentsiaatidelt oma piirnormide järgimist, mis on sarnased enamiku teiste riikide omadega. Puudub pretsedent, et uut raadiosageduslikku tehnoloogiat enne heakskiitmist otseselt raadiosagedusliku tervisemõju hindamiseks, mis võib nõuda lõputut uuringute seeriat. Kui FCC piirangud ei ole ohutud, tuleks neid muuta.
5G bioloogiliste mõjude uuringute üksikasjaliku ülevaate leiate [Ken] Karipidise artiklist, milles leiti, et "puuduvad lõplikud tõendid selle kohta, et üle 6 GHz asuvad madala tasemega raadiosagedusväljad, näiteks need, mida kasutavad 5G-võrgud, oleksid inimeste tervisele kahjulikud. Ülevaates nõuti ka rohkem uuringuid".
Teaduskirjandus on kirju, kuid seni pole tervishoiuasutused leidnud selgeid tõendeid ümbritsevate raadiosagedusväljade terviseohtude kohta. Kuid millimeetrilainete bioloogiliste mõjude kohta on teaduskirjandust suhteliselt vähe, umbes 100 uuringut, ja need on erineva kvaliteediga.
Valitsus teenib 5G-side spektri müügist palju raha ja peaks osa sellest investeerima kvaliteetsetesse terviseuuringutesse, eriti kõrgsagedusriba 5G-sse. Isiklikult olen rohkem mures liiga pika ekraaniaja võimaliku mõju pärast lapse arengule ja privaatsusküsimustele.
Kas on olemas täiustatud meetodeid doosimeetriliseks tööks? Kui jah, siis millised on kõige huvitavamad või paljulubavamad näited?
Foster: Tõenäoliselt on peamine edasiminek arvutuslikus doosimeetrias, kus on kasutusele võetud lõplike erinevusaja domeeni (FDTD) meetodid ja keha numbrilised mudelid, mis põhinevad kõrgresolutsioonilistel meditsiinilistel piltidel. See võimaldab väga täpselt arvutada keha raadiosagedusliku energia neeldumist mis tahes allikast. Arvutuslik doosimeetria on andnud uue elu väljakujunenud meditsiinilistele ravimeetoditele, näiteks vähi raviks kasutatavale hüpertermiale, ning on viinud täiustatud magnetresonantstomograafia (MRI) kuvamissüsteemide ja paljude muude meditsiinitehnoloogiate väljatöötamiseni.
Michael Koziol on IEEE Spectrumi toimetaja asetäitja, kes tegeleb kõigi telekommunikatsiooni valdkondadega. Ta on lõpetanud Seattle'i ülikooli bakalaureusekraadiga inglise keeles ja füüsikas ning magistrikraadiga teadusajakirjanduses New Yorgi ülikoolist.
1992. aastal asus Asad M. Madni juhtima BEI Sensors and Controlsi, kelle tootesarja kuulusid mitmesugused andurid ja inertsiaalsed navigatsiooniseadmed, kuid mille kliendibaas oli väiksem – peamiselt lennundus- ja kaitseelektroonikatööstus.
Külm sõda lõppes ja USA kaitsetööstus varises kokku. Ja äri ei taastu niipea. BEI pidi kiiresti uusi kliente leidma ja ligi meelitama.
Nende klientide hankimine nõuab ettevõtte mehaaniliste inertsiaalandurite süsteemide asendamist tõestamata uue kvartstehnoloogiaga, kvartsandurite miniaturiseerimist ja tootja, kes toodab aastas kümneid tuhandeid kalleid andureid, ümberkujundamist miljonite odavamate toodete tootmiseks.
Madni pingutas selle nimel kõvasti ja saavutas GyroChipi puhul suurema edu, kui keegi oleks osanud ette kujutada. See odav inertsiaalne mõõteandur on esimene omataoline, mis on integreeritud autosse, võimaldades elektroonilisel stabiilsuskontrollisüsteemil (ESC) tuvastada libisemist ja käivitada pidurid, et vältida ümberminekut. Kuna ESC-d paigaldati kõikidesse uutesse autodesse viie aasta jooksul aastatel 2011–2015, päästsid need süsteemid ainuüksi Ameerika Ühendriikides 7000 inimelu, teatas Riiklik Maanteeliikluse Ohutuse Administratsioon.
See varustus on jätkuvalt lugematute äri- ja eralennukite ning USA raketijuhtimissüsteemide stabiilsuskontrollisüsteemide keskmes. See reisis isegi Marsile Pathfinder Sojourneri kulguri osana.
Praegune roll: UCLA adjunktprofessor; BEI Technologies'i pensionil olev president, tegevjuht ja tehnoloogiadirektor
Haridus: 1968, RCA Kolledž; bakalaureusekraad 1969 ja 1972, magistrikraad UCLA-s, mõlemad elektrotehnika erialal; doktorikraad California Rannikuülikoolis 1987
Kangelased: Üldiselt õpetas mu isa mulle õppimist, inimeseks olemist ning armastuse, kaastunde ja empaatia tähendust; kunstis Michelangelot; teaduses Albert Einsteini; inseneriteaduses Claude Shannonit.
Lemmikmuusika: Lääne muusikast The Beatles, Rolling Stones, Elvis; idamaise muusika, ghazaalid
Organisatsiooni liikmed: IEEE Life Fellow; USA Riiklik Inseneriakadeemia; Ühendkuningriigi Kuninglik Inseneriakadeemia; Kanada Inseneriakadeemia
Kõige tähendusrikkam auhind: IEEE aumärk: "Teerajav panus uuenduslike sensori- ja süsteemitehnoloogiate arendamisse ja turustamisse ning silmapaistev teadusjuhtimine"; UCLA aasta vilistlane 2004
Madni pälvis 2022. aastal IEEE aumedali GyroChipi teedrajava töö eest, lisaks muudele panustele tehnoloogiaarendusse ja teadusjuhtimisse.
Inseneriteadus polnud Madni esimene karjäärivalik. Ta tahtis saada heaks kunstnikuks-maalijaks. Kuid tema perekonna rahaline olukord Mumbais Indias (tollal Mumbai) 1950. ja 1960. aastatel pööras ta inseneriteaduse poole – eriti elektroonika poole, tänu tema huvile taskutransistorraadiotes sisalduvate uusimate uuenduste vastu. 1966. aastal kolis ta Ameerika Ühendriikidesse, et õppida elektroonikat New Yorgi RCA kolledžis, mis loodi 1900. aastate alguses traadita operaatorite ja tehnikute koolitamiseks.
„Ma tahan olla insener, kes suudab asju leiutada,“ ütles Madeney, „ja teha asju, mis lõppkokkuvõttes inimesi mõjutavad. Sest kui ma ei saa inimesi mõjutada, tunnen, et mu karjäär jääb täitmata.“
Madni astus UCLA-sse 1969. aastal elektrotehnika bakalaureusekraadiga pärast kahte aastat RCA kolledži elektroonikatehnoloogia programmis. Seejärel jätkas ta magistri- ja doktorikraadi omandamist, kasutades oma lõputöö uurimistöö jaoks telekommunikatsioonisüsteemide analüüsimiseks digitaalsignaalitöötlust ja sagedusdomeeni reflektomeetriat. Õpingute ajal töötas ta ka õppejõuna Pacific State'i ülikoolis, töötas varude haldamise alal Beverly Hillsi jaemüüja David Orgellis ja insenerina, kes projekteeris arvuti välisseadmeid Pertecis.
Seejärel, 1975. aastal, äsja kihlatuna ja endise klassikaaslase pealekäimisel, kandideeris ta tööle Systron Donneri mikrolaineahjude osakonda.
Madni alustas maailma esimese digitaalse salvestusega spektrianalüsaatori disainimist Systron Donneris. Ta polnud spektrianalüsaatorit varem kunagi kasutanud – need olid tol ajal väga kallid –, kuid ta tundis teooriat piisavalt hästi, et veenda end töö vastu võtma. Seejärel veetis ta kuus kuud testides, omandades instrumendiga praktilisi kogemusi, enne kui üritas seda ümber kujundada.
Projekt kestis kaks aastat ja Madni sõnul viis see kolme olulise patendini, alustades tema "ronimist suuremate ja paremate asjade poole". See õpetas teda ka hindama erinevust "teoreetiliste teadmiste omamise ja teisi aitava tehnoloogia kommertsialiseerimise vahel", ütles ta.
Samuti saame raadiosageduslikke passiivkomponente vastavalt teie vajadustele kohandada. Vajalike spetsifikatsioonide esitamiseks võite siseneda kohandamise lehele.
https://www.keenlion.com/customization/
E-post:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
Postituse aeg: 18. aprill 2022
