Zprávy

Webové stránky IEEE umisťují do vašeho zařízení soubory cookie, aby vám poskytly co nejlepší uživatelský zážitek. Používáním našich webových stránek souhlasíte s umístěním těchto souborů cookie. Chcete-li se dozvědět více, přečtěte si prosím naše Zásady ochrany osobních údajů.

Přední odborníci na RF dozimetrii rozebírají bolest 5G – a rozdíl mezi expozicí a dávkou

Kenneth R. Foster má desítky let zkušeností se studiem rádiofrekvenčního (RF) záření a jeho vlivu na biologické systémy. Nyní je spoluautorem nové studie na toto téma se dvěma dalšími výzkumníky, Marvinem Ziskinem a Quirinem Balzanem. Všichni tři (všichni s trvalým členstvím v IEEE) mají společně více než stoleté zkušenosti s tímto tématem.
Průzkum, publikovaný v únoru v časopise International Journal of Environmental Research and Public Health, se zabýval uplynulými 75 lety výzkumu v oblasti hodnocení expozice rádiovým vlnám a dozimetrie. Spoluautoři v něm podrobně popisují, jak daleko se tento obor posunul a proč jej považují za vědecký úspěch.
IEEE Spectrum hovořilo e-mailem s emeritním profesorem Fosterem z Pensylvánské univerzity. Chtěli jsme se dozvědět více o tom, proč jsou studie o expozici rádiovým zářením tak úspěšné, co ztěžuje dozimetrii rádiových záření a proč se zdá, že obavy veřejnosti ohledně zdraví a bezdrátového záření nikdy nezmizí.
Pro ty, kteří tento rozdíl neznají, jaký je rozdíl mezi expozicí a dávkou?

Kenneth Foster: V kontextu bezpečnosti rádiových vln se expozice vztahuje k poli vně těla a dávka k energii absorbované v tělesné tkáni. Obojí je důležité pro mnoho aplikací – například pro lékařství, pracovní zdraví a výzkum bezpečnosti spotřební elektroniky.
„Dobrý přehled výzkumu biologických účinků sítě 5G naleznete v článku [Kena] Karipidise, který neshledal „žádné přesvědčivé důkazy o tom, že nízkofrekvenční pole nad 6 GHz, jako jsou ta používaná sítěmi 5G, jsou škodlivá pro lidské zdraví.““ – Kenneth R. Foster, Pensylvánská univerzita
Foster: Měření RF polí ve volném prostoru není problém. Skutečným problémem, který v některých případech vzniká, je vysoká variabilita expozice RF. Například mnoho vědců zkoumá úrovně RF polí v prostředí, aby se zabývali obavami o veřejné zdraví. Vzhledem k velkému počtu zdrojů RF v prostředí a rychlému úpadku RF pole z jakéhokoli zdroje to není snadný úkol. Přesná charakterizace individuální expozice RF polím je skutečnou výzvou, alespoň pro těch několik vědců, kteří se o to pokoušejí.

Když jste se svými spoluautory psali článek do IJERPH, bylo vaším cílem poukázat na úspěchy a dozimetrické výzvy studií v oblasti hodnocení expozice? Foster: Naším cílem je poukázat na pozoruhodný pokrok, kterého výzkum v oblasti hodnocení expozice v průběhu let dosáhl, což značně objasňuje studium biologických účinků radiofrekvenčních polí a vedlo k významnému pokroku v lékařské technologii.
Jak moc se zlepšilo přístrojové vybavení v těchto oblastech? Můžete mi například říct, jaké nástroje jste měli k dispozici na začátku své kariéry ve srovnání s tím, co je k dispozici dnes? Jak vylepšené přístroje přispívají k úspěchu posouzení expozice?
Foster: Přístroje používané k měření rádiových polí ve výzkumu v oblasti zdraví a bezpečnosti se zmenšují a zesilují. Kdo by si před několika desítkami let pomyslel, že komerční terénní přístroje budou dostatečně robustní, aby se daly nosit na pracoviště, schopné měřit rádiová pole dostatečně silná, aby způsobila pracovní riziko, a zároveň dostatečně citlivé, aby měřily slabá pole ze vzdálených antén? Zároveň určí přesné spektrum signálu pro identifikaci jeho zdroje?
Co se stane, když se bezdrátová technologie přesune do nových frekvenčních pásem – například milimetrových a terahertzových vln pro mobilní sítě nebo 6 GHz pro Wi-Fi?
Foster: Problém opět souvisí se složitostí expoziční situace, nikoli s přístrojovým vybavením. Například základnové stanice mobilních sítí 5G s vysokým pásmem vyzařují více paprsků, které se pohybují prostorem. To ztěžuje kvantifikaci expozice lidí v blízkosti mobilních stanic, aby se ověřilo, zda je expozice bezpečná (což téměř vždycky je).
„Osobně se více obávám možného dopadu příliš dlouhého času stráveného u obrazovky na vývoj dítěte a na otázky soukromí.“ – Kenneth R. Foster, Pensylvánská univerzita

Pokud je posouzení expozice vyřešeným problémem, co dělá skok v přesné dozimetrii tak obtížným? Co dělá první možnost mnohem jednodušší než druhou?
Foster: Dozimetrie je náročnější než posouzení expozice. Obecně nelze do něčího těla vložit RF sondu. Existuje mnoho důvodů, proč byste tyto informace mohli potřebovat, například při hypertermii při léčbě rakoviny, kde musí být tkáň zahřátá na přesně specifikované úrovně. Příliš málo zahřátí nepřinese žádný terapeutický přínos, příliš mnoho zahřátí pacienta popálí.
Můžete mi prosím říct více o tom, jak se dnes provádí dozimetrie? Pokud nemůžete vložit sondu do něčího těla, co je další nejlepší řešení?
Foster: Je v pořádku používat staromódní RF měřiče k měření polí ve vzduchu pro různé účely. To je samozřejmě případ práce v oblasti bezpečnosti práce, kde je třeba měřit radiofrekvenční pole, která se vyskytují na tělech pracovníků. Pro klinickou hypertermii může být stále nutné pacienty spoutat tepelnými sondami, ale výpočetní dozimetrie výrazně zlepšila přesnost měření tepelných dávek a vedla k důležitému pokroku v technologii. Pro studie biologických účinků RF (například s použitím antén umístěných na zvířatech) je zásadní vědět, kolik RF energie je absorbováno v těle a kam jde. Nemůžete jen tak mávat telefonem před zvířetem jako zdrojem expozice (ale někteří badatelé to dělají). U některých velkých studií, jako je nedávná studie Národního toxikologického programu o celoživotní expozici RF energii u potkanů, neexistuje žádná skutečná alternativa k výpočetní dozimetrii.
Proč si myslíte, že existuje tolik obav ohledně bezdrátového záření, že si lidé měří jeho hladinu doma?

Foster: Vnímání rizika je složitá záležitost. Charakteristiky rádiového záření jsou často důvodem k obavám. Nemůžete ho vidět, neexistuje žádná přímá souvislost mezi expozicí a různými účinky, kterých se někteří lidé obávají, lidé mají tendenci pletet rádiofrekvenční energii (neionizující, což znamená, že její fotony jsou příliš slabé na to, aby přerušily chemické vazby) s ionizujícím rentgenovým zářením atd. Záření (opravdu nebezpečné). Někteří se domnívají, že jsou „příliš citliví“ na bezdrátové záření, ačkoli vědci nebyli schopni tuto citlivost prokázat v řádně zaslepených a kontrolovaných studiích. Někteří lidé se cítí ohroženi všudypřítomným množstvím antén používaných pro bezdrátovou komunikaci. Vědecká literatura obsahuje mnoho zpráv o zdraví různé kvality, ve kterých lze nalézt děsivý příběh. Někteří vědci se domnívají, že skutečně může existovat zdravotní problém (ačkoli zdravotnická agentura zjistila, že mají malé obavy, ale uvedla, že je zapotřebí „dalšího výzkumu“). Seznam pokračuje.

V tom hraje roli posouzení expozice. Spotřebitelé si mohou koupit levné, ale velmi citlivé RF detektory a zkoumat RF signály ve svém prostředí, kterých je mnoho. Některá z těchto zařízení „cvakají“, když měří radiofrekvenční impulsy ze zařízení, jako jsou přístupové body Wi-Fi, a budou znít jako Geigerův počítač v jaderném reaktoru pro celý svět. děsivé. Některé RF měřiče se také prodávají pro lov duchů, ale to je jiná aplikace.
V loňském roce zveřejnil British Medical Journal výzvu k zastavení zavádění 5G, dokud nebude stanovena bezpečnost této technologie. Co si o těchto výzvách myslíte? Myslíte si, že pomohou informovat znepokojenou část veřejnosti o zdravotních dopadech vystavení rádiovým vlnám, nebo způsobí další zmatek? Foster: Odkazujete na názorový článek [epidemiologa Johna] Franka a já s většinou z něj nesouhlasím. Většina zdravotnických agentur, které se zabývaly vědeckými poznatky, jednoduše vyzvala k dalšímu výzkumu, ale alespoň jedna – nizozemská zdravotní rada – vyzvala k moratoriu na zavádění vysokopásmového 5G, dokud nebude proveden další výzkum bezpečnosti. Tato doporučení jistě přitáhnou pozornost veřejnosti (ačkoli HCN také považuje za nepravděpodobné, že by existovaly nějaké zdravotní obavy).
Frank ve svém článku píše: „Nové silné stránky laboratorních studií naznačují destruktivní biologické účinky [radiofrekvenčních elektromagnetických polí].“

To je ten problém: v literatuře existují tisíce studií o biologických účincích rádiových vln. Koncové body, relevance pro zdraví, kvalita studie a úrovně expozice se značně lišily. Většina z nich uváděla nějaký druh účinku, a to na všech frekvencích a všech úrovních expozice. Většina studií však byla vystavena významnému riziku zkreslení (nedostatečná dozimetrie, absence zaslepení, malý vzorek atd.) a mnoho studií bylo v rozporu s ostatními. „Nově vznikající silné stránky výzkumu“ nedávají v této obskurní literatuře velký smysl. Frank by se měl spolehnout na bližší zkoumání ze strany zdravotnických agentur. Těm se soustavně nepodařilo najít jasné důkazy o nepříznivých účincích okolních rádiových polí.
Frank si stěžoval na nekonzistenci ve veřejné diskusi o „5G“ – ale udělal stejnou chybu, když se při zmínce o 5G nezmínil o frekvenčních pásmech. Ve skutečnosti nízkopásmové a střední pásmo 5G pracuje na frekvencích blízkých současným mobilním pásmům a nezdá se, že by představovalo nové problémy s expozicí. Vysokopásmové 5G pracuje na frekvencích mírně pod milimetrovými vlnami, počínaje 30 GHz. Bylo provedeno jen málo studií o biologických účincích v tomto frekvenčním rozsahu, ale energie sotva proniká kůží a zdravotnické organizace nevyjádřily obavy ohledně její bezpečnosti při běžných úrovních expozice.
Frank neupřesnil, jaký výzkum chce provést před zavedením „5G“, ať už tím myslel cokoli. [FCC] vyžaduje, aby držitelé licencí dodržovali limity expozice, které jsou podobné limitům ve většině ostatních zemí. Neexistuje precedens pro to, aby nová RF technologie byla před schválením přímo posouzena z hlediska účinků RF na zdraví, což může vyžadovat nekonečnou řadu studií. Pokud omezení FCC nejsou bezpečná, měla by být změněna.

Podrobný přehled výzkumu biologických účinků 5G naleznete v článku [Kena] Karipidise, který zjistil, že „neexistují žádné přesvědčivé důkazy o tom, že nízkofrekvenční pole nad 6 GHz, jako jsou ta používaná sítěmi 5G, jsou škodlivá pro lidské zdraví“. Přehled rovněž vyzval k dalšímu výzkumu.“
Vědecká literatura je smíšená, ale zdravotnické organizace dosud nenašly žádné jasné důkazy o zdravotních rizicích z okolních vysokofrekvenčních polí. Vědecká literatura o biologických účincích milimetrových vln je však jistě relativně malá, s přibližně 100 studiemi a různé kvality.
Vláda vydělává spoustu peněz prodejem spektra pro 5G komunikaci a měla by část z nich investovat do vysoce kvalitního výzkumu v oblasti zdraví, zejména do vysokopásmového 5G. Osobně se více obávám možného dopadu příliš dlouhého času stráveného u obrazovek na vývoj dítěte a na otázky soukromí.
Existují vylepšené metody pro dozimetrickou práci? Pokud ano, jaké jsou nejzajímavější nebo nejslibnější příklady?

Foster: Hlavní pokrok pravděpodobně spočívá ve výpočetní dozimetrii se zavedením metod konečných diferencí v časové doméně (FDTD) a numerických modelů těla založených na lékařských snímcích s vysokým rozlišením. To umožňuje velmi přesný výpočet absorpce vysokofrekvenční energie tělem z jakéhokoli zdroje. Výpočetní dozimetrie vdechla nový život zavedeným lékařským terapiím, jako je hypertermie používaná k léčbě rakoviny, a vedla k vývoji vylepšených zobrazovacích systémů MRI a mnoha dalších lékařských technologií.
Michael Koziol je zástupcem redaktora v IEEE Spectrum, kde se zabývá všemi oblastmi telekomunikací. Vystudoval Seattleskou univerzitu s bakalářským titulem v angličtině a fyzice a magisterským titulem v oboru vědecké žurnalistiky z Newyorské univerzity.
V roce 1992 se Asad M. Madni ujal čela společnosti BEI Sensors and Controls a dohlížel na produktovou řadu, která zahrnovala různé senzory a inerciální navigační zařízení, ale měla menší zákaznickou základnu – především letecký a kosmický průmysl a obrannou elektroniku.

Studená válka skončila a americký obranný průmysl se zhroutil. A obchod se v dohledné době nezotaví. BEI potřebovala rychle identifikovat a přilákat nové zákazníky.
Získání těchto zákazníků vyžaduje opuštění mechanických inerciálních senzorových systémů společnosti ve prospěch neověřené nové quartzové technologie, miniaturizaci quartzových senzorů a přeměnu výrobce, který vyrábí desítky tisíc drahých senzorů ročně, na výrobce senzorů, který vyrábí miliony levněji.
Madni se o to snažil a s GyroChipem dosáhl většího úspěchu, než si kdokoli dokázal představit. Tento levný inerciální měřicí senzor je prvním svého druhu integrovaným do automobilu, který umožňuje elektronickým systémům kontroly stability (ESC) detekovat prokluzování a ovládat brzdy, aby se zabránilo převrácení. Vzhledem k tomu, že systémy ESC byly v pětiletém období od roku 2011 do roku 2015 instalovány do všech nových automobilů, zachránily tyto systémy podle Národního úřadu pro bezpečnost silničního provozu jen ve Spojených státech 7 000 životů.
Toto zařízení je i nadále srdcem nespočtu komerčních i soukromých letadel, stejně jako systémů řízení stability pro americké systémy navádění raket. Dokonce se dostalo na Mars jako součást roveru Pathfinder Sojourner.
Současná pozice: Významný mimořádný profesor na UCLA; penzionovaný prezident, generální ředitel a technický ředitel společnosti BEI Technologies

Vzdělání: 1968, RCA College; BS, 1969 a 1972, MS, UCLA, oba obory elektrotechnika; Ph.D., California Coast University, 1987
Hrdinové: Obecně mě otec naučil, jak se učit, jak být člověkem a co znamená láska, soucit a empatie; v umění Michelangelo; ve vědě Albert Einstein; v inženýrství Claude Shannon
Oblíbená hudba: V západní hudbě Beatles, Rolling Stones, Elvis; v východní hudbě ghazaly
Členové organizace: IEEE Life Fellow; Americká národní akademie inženýrství; Britská královská akademie inženýrství; Kanadská akademie inženýrství
Nejvýznamnější ocenění: Medaile cti IEEE: „Průkopnický přínos k vývoji a komercializaci inovativních senzorických a systémových technologií a vynikající vedení ve výzkumu“; Absolvent roku UCLA 2004
Madni obdržel v roce 2022 čestnou medaili IEEE za průkopnický vývoj GyroChipu, mimo jiné za přínos v oblasti technologického vývoje a vedení výzkumu.
Strojírenství nebylo Madniho první volbou. Chtěl se stát dobrým umělcem-malířem. Finanční situace jeho rodiny v indickém Bombaji (tehdy Bombaj) v 50. a 60. letech 20. století ho však přivedla k inženýrství – zejména k elektronice, a to díky jeho zájmu o nejnovější inovace ztělesněné v kapesních tranzistorových rádiích. V roce 1966 se přestěhoval do Spojených států, aby studoval elektroniku na RCA College v New Yorku, která byla založena na počátku 20. století za účelem vzdělávání bezdrátových operátorů a techniků.
„Chci být inženýrem, který dokáže vynalézat věci,“ řekl Madeney, „a dělat věci, které nakonec ovlivní lidi. Protože pokud nebudu moci ovlivnit lidi, mám pocit, že moje kariéra bude nenaplněná.“

Madni nastoupil na UCLA v roce 1969 s bakalářským titulem v oboru elektrotechniky po dvou letech studia elektronických technologií na RCA College. Poté pokračoval v magisterském a doktorském studiu, kde pro svou disertační práci analyzoval telekomunikační systémy pomocí digitálního zpracování signálu a reflektometrie ve frekvenční doméně. Během studií pracoval také jako přednášející na Pacific State University, v oblasti řízení zásob u maloobchodníka David Orgell v Beverly Hills a jako inženýr navrhující počítačové periferie ve společnosti Pertec.
Pak, v roce 1975, čerstvě zasnoubený a na naléhání bývalého spolužáka, se ucházel o práci v oddělení mikrovlnných trubek společnosti Systron Donner.
Madni začal navrhovat první spektrální analyzátor na světě s digitálním pamětí ve společnosti Systron Donner. Nikdy předtím spektrální analyzátor ve skutečnosti nepoužíval – v té době byly velmi drahé – ale teorii znal natolik dobře, že se přesvědčil, aby se této práce ujal. Poté strávil šest měsíců testováním a získáváním praktických zkušeností s přístrojem, než se pokusil o jeho přepracování.
Projekt trval dva roky a podle Madniho vyústil ve tři důležité patenty, které zahájily jeho „výstup k větším a lepším věcem“. Naučil ho také ocenit rozdíl mezi „tím, co znamená mít teoretické znalosti a komercializovat technologie, které mohou pomoci druhým,“ řekl.

Můžeme také upravit pasivní RF součástky podle vašich požadavků. Můžete vstoupit na stránku pro přizpůsobení a zadat požadované specifikace.
https://www.keenlion.com/customization/

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