Уебсайтът на IEEE поставя „бисквитки“ на вашето устройство, за да ви осигури най-доброто потребителско изживяване. С използването на нашия уебсайт вие се съгласявате с поставянето на тези „бисквитки“. За да научите повече, моля, прочетете нашата Политика за поверителност.
Водещи експерти по радиочестотна дозиметрия анализират болката от 5G – и разликата между експозиция и доза
Кенет Р. Фостър има десетилетия опит в изучаването на радиочестотното (RF) излъчване и неговото въздействие върху биологичните системи. Сега той е съавтор на ново проучване по темата с двама други изследователи, Марвин Зискин и Куирино Балцано. Заедно тримата (всички щатни стипендианти на IEEE) имат повече от век опит по темата.
Проучването, публикувано в Международното списание за екологични изследвания и обществено здраве през февруари, разглежда последните 75 години изследвания в областта на оценката на излагането на радиочестотни лъчи и дозиметрията. В него съавторите описват подробно докъде е напреднала тази област и защо я смятат за научна история на успеха.
IEEE Spectrum разговаря по имейл с почетния професор Фостър от Университета на Пенсилвания. Искахме да научим повече за това защо проучванията за оценка на радиочестотното облъчване са толкова успешни, какво прави радиочестотната дозиметрия толкова трудна и защо обществените опасения относно здравето и безжичното излъчване сякаш никога не изчезват.
За тези, които не са запознати с разликата, каква е разликата между експозиция и доза?
Кенет Фостър: В контекста на радиочестотната безопасност, експозицията се отнася до полето извън тялото, а дозата се отнася до енергията, абсорбирана в телесната тъкан. И двете са важни за много приложения - например, медицински, трудово-медицински и изследвания за безопасност на потребителската електроника.
„За добър преглед на изследванията върху биологичните ефекти на 5G вижте статията на [Кен] Карипидис, която не открива „убедителни доказателства, че нискочестотни радиочестотни полета над 6 GHz, като тези, използвани от 5G мрежите, са вредни за човешкото здраве“.“ – Кенет Р. Фостър, Университет на Пенсилвания
Фостър: Измерването на радиочестотните полета в свободно пространство не е проблем. Истинският проблем, който възниква в някои случаи, е високата променливост на радиочестотното излагане. Например, много учени изследват нивата на радиочестотните полета в околната среда, за да отговорят на опасенията за общественото здраве. Като се има предвид големият брой радиочестотни източници в околната среда и бързото разпадане на радиочестотното поле от всеки източник, това не е лесна задача. Точното характеризиране на индивидуалното излагане на радиочестотни полета е истинско предизвикателство, поне за малкото учени, които се опитват да го направят.
Когато вие и вашите съавтори написахте статията си в IJERPH, целта ви беше да посочите успехите и дозиметричните предизвикателства на изследванията за оценка на експозицията? Фостър: Нашата цел е да посочим забележителния напредък, който изследванията за оценка на експозицията са постигнали през годините, което е добавило много яснота към изучаването на биологичните ефекти на радиочестотните полета и е довело до значителен напредък в медицинските технологии.
Доколко се е подобрила апаратурата в тези области? Можете ли да ми кажете какви инструменти са ви били на разположение в началото на кариерата ви, например, в сравнение с това, което е налично днес? Как подобрените инструменти допринасят за успеха на оценките на експозицията?
Фостър: Инструментите, използвани за измерване на радиочестотни полета в изследванията в областта на здравето и безопасността, стават все по-малки и по-мощни. Кой би си помислил преди няколко десетилетия, че търговските полеви инструменти ще станат достатъчно надеждни, за да бъдат носени на работното място, способни да измерват радиочестотни полета, достатъчно силни, за да причинят професионален риск, но и достатъчно чувствителни, за да измерват слаби полета от отдалечени антени? В същото време, определят точния спектър на сигнала, за да идентифицират неговия източник?
Какво се случва, когато безжичната технология премине в нови честотни ленти – например милиметрови и терагерцови вълни за клетъчни мрежи или 6 GHz за Wi-Fi?
Фостър: Отново, проблемът е свързан със сложността на ситуацията на облъчване, а не с апаратурата. Например, високочестотните 5G клетъчни базови станции излъчват множество лъчи, които се движат в пространството. Това затруднява количественото определяне на облъчването на хора в близост до клетъчни станции, за да се провери дали облъчването е безопасно (както почти винаги е така).
„Лично аз съм по-загрижен за евентуалното въздействие на твърде многото време, прекарано пред екрана, върху развитието на детето и проблемите с поверителността.“ – Кенет Р. Фостър, Университет на Пенсилвания
Ако оценката на експозицията е решен проблем, какво прави скока в точната дозиметрия толкова труден? Какво прави първото толкова по-просто от второто?
Фостър: Дозиметрията е по-предизвикателна от оценката на експозицията. Обикновено не можете да вкарате радиочестотна сонда в тялото на някого. Има много причини, поради които може да ви е необходима тази информация, например при хипертермично лечение за лечение на рак, където тъканта трябва да се нагрее до точно определени нива. Ако нагреете твърде малко, няма да има терапевтична полза, ако нагреете твърде много, ще изгорите пациента.
Можете ли да ми разкажете повече за това как се извършва дозиметрия днес? Ако не можете да вкарате сонда в тялото на някого, кое е следващото най-добро нещо?
Фостър: Добре е да се използват старомодни радиочестотни измервателни уреди за измерване на полета във въздуха за различни цели. Разбира се, това е така и при работата по безопасност на труда, където трябва да се измерват радиочестотните полета, които възникват върху телата на работниците. За клинична хипертермия може все още да се наложи да се поставят термични сонди върху пациентите, но компютърната дозиметрия значително подобри точността на измерване на термичните дози и доведе до важен напредък в технологиите. За изследвания на радиочестотните биологични ефекти (например, използване на антени, поставени върху животни) е изключително важно да се знае колко радиочестотна енергия се абсорбира в тялото и къде отива. Не можете просто да размахвате телефона си пред животно като източник на експозиция (но някои изследователи го правят). За някои големи изследвания, като например неотдавнашното проучване на Националната програма по токсикология за излагане на радиочестотна енергия при плъхове през целия им живот, няма реална алтернатива на компютърната дозиметрия.
Защо според вас има толкова много постоянни опасения относно безжичното излъчване, че хората измерват нивата му у дома?
Фостър: Възприемането на риска е сложна работа. Характеристиките на радиолъчението често са причина за безпокойство. Не можете да го видите, няма пряка връзка между експозицията и различните ефекти, за които някои хора се тревожат, хората са склонни да бъркат радиочестотната енергия (нейонизираща, което означава, че фотоните ѝ са твърде слаби, за да разкъсат химичните връзки) с йонизиращи рентгенови лъчи и др. Лъчение (наистина опасно). Някои смятат, че са „прекалено чувствителни“ към безжичното лъчение, въпреки че учените не са успели да демонстрират тази чувствителност в правилно заслепени и контролирани проучвания. Някои хора се чувстват застрашени от повсеместния брой антени, използвани за безжични комуникации. Научната литература съдържа много здравни доклади с различно качество, чрез които човек може да открие страшна история. Някои учени смятат, че наистина може да има здравословен проблем (въпреки че здравната агенция установи, че нямат голяма загриженост, но заяви, че са необходими „повече изследвания“). Списъкът продължава.
Оценките на експозицията играят роля в това. Потребителите могат да закупят евтини, но много чувствителни радиочестотни детектори и да изследват радиочестотни сигнали в своята среда, от които има много. Някои от тези устройства „щракват“, докато измерват радиочестотни импулси от устройства като точки за достъп до Wi-Fi, и ще звучат като Geiger брояч в ядрен реактор за света. плашещо. Някои радиочестотни измервателни уреди се продават и за лов на духове, но това е различно приложение.
Миналата година British Medical Journal публикува призив за спиране на внедряването на 5G, докато не се определи безопасността на технологията. Какво мислите за тези призиви? Смятате ли, че те ще помогнат за информирането на загрижената част от обществеността относно здравните ефекти от излагането на радиочестотни лъчи или ще причинят още объркване? Фостър: Имате предвид статия с мнение на [епидемиолога Джон] Франк и аз не съм съгласен с по-голямата част от нея. Повечето здравни агенции, които са прегледали научните данни, просто са призовали за повече изследвания, но поне една - холандският здравен съвет - е призувала за мораториум върху внедряването на високочестотни 5G, докато не се направят повече изследвания за безопасността. Тези препоръки със сигурност ще привлекат общественото внимание (въпреки че HCN също смята за малко вероятно да има някакви опасения за здравето).
В статията си Франк пише: „Новите силни страни на лабораторните изследвания показват разрушителните биологични ефекти на [радиочестотните електромагнитни полета] от RF-EMF.“
Това е проблемът: в литературата има хиляди изследвания на биологичните ефекти на радиочестотните лъчи. Крайните точки, значението за здравето, качеството на изследването и нивата на експозиция варират значително. Повечето от тях съобщават за някакъв вид ефект, при всички честоти и всички нива на експозиция. Повечето изследвания обаче са изложени на значителен риск от пристрастност (недостатъчна дозиметрия, липса на заслепяване, малък размер на извадката и др.) и много изследвания са несъвместими с други. „Нови силни страни на изследванията“ нямат много смисъл за тази неясна литература. Франк трябва да разчита на по-внимателно проучване от здравните агенции. Те постоянно не успяват да намерят ясни доказателства за неблагоприятни ефекти на околните радиочестотни полета.
Франк се оплака от непоследователността в публичното обсъждане на „5G“ – но направи същата грешка, като не спомена честотните ленти, когато говори за 5G. Всъщност, нискочестотният и средночестотният 5G работи на честоти, близки до настоящите клетъчни ленти, и не изглежда да създава нови проблеми с експозицията. Високочестотният 5G работи на честоти малко под милиметровия вълнов диапазон, започвайки от 30 GHz. Малко проучвания са проведени върху биологичните ефекти в този честотен диапазон, но енергията едва прониква през кожата и здравните агенции не са изразили опасения относно безопасността ѝ при обичайни нива на експозиция.
Франк не уточни какви изследвания иска да проведе, преди да пусне „5G“, каквото и да е имал предвид. [FCC] изисква от лицензополучателите да спазват ограниченията за експозиция, които са подобни на тези в повечето други страни. Няма прецедент нова радиочестотна технология да бъде директно оценявана за радиочестотни ефекти върху здравето преди одобрение, което може да изисква безкрайна серия от изследвания. Ако ограниченията на FCC не са безопасни, те трябва да бъдат променени.
За подробен преглед на изследванията на биологичните ефекти на 5G вижте статията на [Кен] Карипидис, в която се установява, че „няма убедителни доказателства, че нискочестотните радиочестотни полета над 6 GHz, като тези, използвани от 5G мрежите, са вредни за човешкото здраве“. Прегледът също така призовава за повече изследвания.
Научната литература е смесена, но досега здравните агенции не са открили ясни доказателства за опасности за здравето от околните радиочестотни полета. Разбира се, научната литература за биологичните ефекти на милиметровите вълни е сравнително малка, с около 100 изследвания и с различно качество.
Правителството печели много пари от продажбата на спектър за 5G комуникации и би трябвало да инвестира част от тях във висококачествени здравни изследвания, особено във високочестотния 5G. Лично аз съм по-загрижен за евентуалното въздействие на твърде многото време пред екрана върху развитието на детето и проблемите с поверителността.
Има ли подобрени методи за дозиметрична работа? Ако е така, кои са най-интересните или обещаващи примери?
Фостър: Вероятно основният напредък е в компютърната дозиметрия с въвеждането на методи с крайни разлики във времевата област (FDTD) и числени модели на тялото, базирани на медицински изображения с висока резолюция. Това позволява много прецизно изчисляване на абсорбцията на радиочестотна енергия от тялото от всеки източник. Компютърната дозиметрия даде нов живот на установени медицински терапии, като хипертермия, използвана за лечение на рак, и доведе до разработването на подобрени системи за ЯМР образна диагностика и много други медицински технологии.
Майкъл Козиол е асоцииран редактор в IEEE Spectrum, покриващ всички области на телекомуникациите. Той е завършил университета в Сиатъл с бакалавърска степен по английски език и физика и магистърска степен по научна журналистика от университета в Ню Йорк.
През 1992 г. Асад М. Мадни поема ръководството на BEI Sensors and Controls, ръководейки продуктова линия, включваща разнообразие от сензори и инерционно навигационно оборудване, но имаща по-малка клиентска база – предимно аерокосмическата и отбранителната електроника.
Студената война приключи и американската отбранителна индустрия се срина. И бизнесът няма да се възстанови скоро. BEI трябваше бързо да идентифицира и привлече нови клиенти.
Придобиването на тези клиенти изисква отказване от механичните инерционни сензорни системи на компанията в полза на недоказана нова кварцова технология, миниатюризиране на кварцовите сензори и превръщане на производител, който произвежда десетки хиляди скъпи сензори годишно, в производител на сензора, който произвежда милиони по-евтино.
Мадни положи големи усилия, за да го осъществи, и постигна по-голям успех, отколкото някой би могъл да си представи за GyroChip. Този евтин инерционен измервателен сензор е първият по рода си, интегриран в автомобил, което позволява на електронните системи за контрол на стабилността (ESC) да откриват подхлъзване и да задействат спирачките, за да предотвратят преобръщане. Тъй като ESC системите са били инсталирани във всички нови автомобили през петгодишния период от 2011 до 2015 г., тези системи са спасили 7000 живота само в Съединените щати, според Националната администрация за безопасност на движението по магистралите.
Оборудването продължава да бъде в основата на безброй търговски и частни самолети, както и на системи за контрол на стабилността за американските системи за насочване на ракети. То дори пътува до Марс като част от марсохода Pathfinder Sojourner.
Настояща позиция: Изтъкнат доцент в UCLA; Пенсиониран президент, главен изпълнителен директор и главен технически директор на BEI Technologies
Образование: 1968 г., колеж RCA; бакалавърска степен, 1969 г. и 1972 г., магистърска степен, UCLA, и двете по електротехника; докторска степен, Калифорнийски крайбрежен университет, 1987 г.
Герои: Като цяло, баща ми ме научи как да уча, как да бъда човек и значението на любовта, състраданието и емпатията; в изкуството - Микеланджело; в науката - Алберт Айнщайн; в инженерството - Клод Шанън.
Любима музика: От западната музика - Бийтълс, Ролинг Стоунс, Елвис; от източната музика - газели
Членове на организацията: IEEE Life Fellow; Национална инженерна академия на САЩ; Кралска инженерна академия на Обединеното кралство; Канадска инженерна академия
Най-значима награда: Медал на честта на IEEE: „Пионерски принос в разработването и комерсиализацията на иновативни сензорни и системни технологии и изключително лидерство в научните изследвания“; Възпитаник на годината на UCLA за 2004 г.
Мадни получи почетния медал на IEEE за 2022 г. за пионерската разработка на GyroChip, наред с други приноси в технологичното развитие и лидерството в научните изследвания.
Инженерството не беше първият избор на кариера на Мадни. Той искаше да бъде добър художник-живописец. Но финансовото положение на семейството му в Мумбай, Индия (тогава Мумбай) през 50-те и 60-те години на миналия век го насочва към инженерството - особено електрониката, благодарение на интереса му към най-новите иновации, въплътени в джобните транзисторни радиоапарати. През 1966 г. той се мести в Съединените щати, за да учи електроника в колежа RCA в Ню Йорк, създаден в началото на 1900 г. за обучение на безжични оператори и техници.
„Искам да бъда инженер, който може да изобретява неща“, каза Мадени, „и да прави неща, които в крайна сметка ще повлияят на хората. Защото, ако не мога да повлияя на хората, чувствам, че кариерата ми ще бъде неосъществена.“
Мадни постъпва в UCLA през 1969 г. с бакалавърска степен по електроинженерство след две години в програмата по електронни технологии в RCA College. Той продължава с магистратура и докторат, използвайки цифрова обработка на сигнали и рефлектометрия в честотна област, за да анализира телекомуникационни системи за дисертационното си изследване. По време на следването си работи и като преподавател в Pacific State University, в управлението на запасите в търговеца на дребно в Бевърли Хилс David Orgell и като инженер, проектиращ компютърна периферия в Pertec.
След това, през 1975 г., новосгоден и по настояване на бивш съученик, той кандидатства за работа в отдела за микровълнови печки на Systron Donner.
Мадни започва да проектира първия в света спектрален анализатор с цифрово съхранение в Systron Donner. Той никога преди не е използвал спектрален анализатор – по онова време те са били много скъпи – но познава теорията достатъчно добре, за да се убеди да приеме работата. След това прекарва шест месеца в тестове, натрупвайки практически опит с инструмента, преди да се опита да го преработи.
Проектът отне две години и, според Мадни, е довел до три важни патента, с което е започнал неговото „изкачване към по-големи и по-добри неща“. Той също така го е научил да цени разликата между „това, което означава да имаш теоретични знания и да комерсиализираш технология, която може да помогне на другите“, каза той.
Можем също така да персонализираме пасивните радиочестотни компоненти според вашите изисквания. Можете да влезете в страницата за персонализиране, за да предоставите необходимите спецификации.
https://www.keenlion.com/customization/
Имейл:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
Време на публикуване: 18 април 2022 г.
