Вэб-сайт IEEE размяшчае файлы cookie на вашай прыладзе, каб забяспечыць вам найлепшы карыстальніцкі досвед. Карыстаючыся нашым вэб-сайтам, вы згаджаецеся на размяшчэнне гэтых файлаў cookie. Каб даведацца больш, азнаёмцеся з нашай Палітыкай прыватнасці.
Вядучыя эксперты па радыёчастотнай дазіметрыі аналізуюць боль 5G і розніцу паміж уздзеяннем і дозай
Кенэт Р. Фостэр мае дзесяцігоддзі вопыту вывучэння радыёчастотнага (РЧ) выпраменьвання і яго ўздзеяння на біялагічныя сістэмы. Цяпер ён з'яўляецца суаўтарам новага апытання па гэтай тэме разам з двума іншымі даследчыкамі, Марвінам Зіскіным і Квірына Бальцана. Разам яны трое (усе пастаянныя стыпендыяты IEEE) маюць больш за стагоддзе вопыту ў гэтай галіне.
У даследаванні, апублікаваным у лютым у Міжнародным часопісе даследаванняў навакольнага асяроддзя і грамадскага здароўя, разглядаюцца апошнія 75 гадоў даследаванняў у галіне ацэнкі ўздзеяння радыёчастот і дазіметрыі. У ім суаўтары падрабязна апісваюць, наколькі прасунулася гэтая галіна і чаму яны лічаць яе навуковай гісторыяй поспеху.
IEEE Spectrum пагутарыў па электроннай пошце з заслужаным прафесарам Пенсільванскага ўніверсітэта Фостэрам. Мы хацелі даведацца больш пра тое, чаму даследаванні па ацэнцы ўздзеяння радыёчастотнага выпраменьвання настолькі паспяховыя, што робіць дазіметрыю радыёчастотнага выпраменьвання такой складанай і чаму грамадская заклапочанасць здароўем і бесправадным выпраменьваннем, здаецца, ніколі не знікае.
Для тых, хто не знаёмы з розніцай, у чым розніца паміж уздзеяннем і дозай?
Кенэт Фостэр: У кантэксце радыёчастотнай бяспекі ўздзеянне адносіцца да поля па-за целам, а доза — да энергіі, якая паглынаецца ўнутры тканін цела. Абодва гэтыя паняцці важныя для многіх ужыванняў — напрыклад, для даследаванняў у галіне медыцыны, аховы здароўя і бяспекі бытавой электронікі.
«Для атрымання добрага агляду даследаванняў біялагічных эфектаў 5G глядзіце артыкул [Кена] Карыпідзіса, у якім «няма пераканаўчых доказаў таго, што нізкаўзроўневыя радыёчастотныя палі вышэй за 6 ГГц, такія як тыя, што выкарыстоўваюцца сеткамі 5G, шкодныя для здароўя чалавека».» — Кенэт Р. Фостэр, Пенсільванскі ўніверсітэт
Фостэр: Вымярэнне радыёчастотных палёў у вольнай прасторы не з'яўляецца праблемай. Сапраўдная праблема, якая ўзнікае ў некаторых выпадках, — гэта высокая зменлівасць уздзеяння радыёчастот. Напрыклад, многія навукоўцы даследуюць узроўні радыёчастотных палёў у навакольным асяроддзі, каб вырашыць праблемы грамадскага здароўя. Улічваючы вялікую колькасць крыніц радыёчастотных палёў у навакольным асяроддзі і хуткае згасанне радыёчастотнага поля ад любой крыніцы, гэта няпростая задача. Дакладная характарыстыка індывідуальнага ўздзеяння радыёчастотных палёў — сапраўдная праблема, прынамсі для тых нешматлікіх навукоўцаў, якія спрабуюць гэта зрабіць.
Калі вы і вашы суаўтары пісалі артыкул у IJERPH, ці была ваша мэта — адзначыць поспехі і дазіметрычныя праблемы даследаванняў па ацэнцы ўздзеяння? Фостэр: Наша мэта — адзначыць выдатны прагрэс, якога дасягнулі даследаванні па ацэнцы ўздзеяння за гэтыя гады, што дадало вялікую яснасць у вывучэнне біялагічных эфектаў радыёчастотных палёў і прывяло да значных поспехаў у медыцынскіх тэхналогіях.
Наколькі палепшылася абсталяванне ў гэтых галінах? Ці можаце вы сказаць, якія інструменты былі даступныя вам на пачатку вашай кар'еры, напрыклад, у параўнанні з тым, што даступна сёння? Як палепшаныя прыборы спрыяюць поспеху ацэнкі ўздзеяння?
Фостэр: Прыборы, якія выкарыстоўваюцца для вымярэння радыёчастотных палёў у даследаваннях у галіне аховы здароўя і бяспекі, становяцца ўсё меншымі і больш магутнымі. Хто б мог падумаць некалькі дзесяцігоддзяў таму, што камерцыйныя палявыя прыборы стануць дастаткова надзейнымі, каб іх можна было прынесці на працоўнае месца, здольнымі вымяраць радыёчастотныя палі, дастаткова моцныя, каб выклікаць прафесійную небяспеку, але дастаткова адчувальнымі, каб вымяраць слабыя палі ад аддаленых антэн? У той жа час, вызначыць дакладны спектр сігналу, каб вызначыць яго крыніцу?
Што адбудзецца, калі бесправадныя тэхналогіі пераходзяць у новыя дыяпазоны частот — напрыклад, міліметровыя і тэрагерцавыя хвалі для сотавай сувязі або 6 ГГц для Wi-Fi?
Фостэр: Зноў жа, праблема звязана са складанасцю сітуацыі ўздзеяння, а не з прыборам. Напрыклад, высокачастотныя базавыя станцыі сотавай сувязі 5G выпраменьваюць некалькі прамянёў, якія рухаюцца ў прасторы. Гэта ўскладняе колькасную ацэнку ўздзеяння на людзей паблізу станцый сотавай сувязі, каб пераканацца, што ўздзеянне бяспечнае (што амаль заўсёды так і ёсць).
«Мяне асабіста больш турбуе магчымы ўплыў празмернай колькасці часу, праведзенага перад экранам, на развіццё дзіцяці і праблемы прыватнасці». — Кенэт Р. Фостэр, Пенсільванскі ўніверсітэт
Калі ацэнка ўздзеяння — гэта вырашальная праблема, што робіць скачок у дакладнай дазіметрыі такім складаным? Што робіць першае значна прасцейшым за другое?
Фостэр: Дазіметрыя больш складаная, чым ацэнка ўздзеяння. Звычайна нельга ўводзіць радыёчастотны зонд у цела чалавека. Ёсць шмат прычын, па якіх вам можа спатрэбіцца гэтая інфармацыя, напрыклад, пры гіпертэрміі для лячэння раку, калі тканіны павінны быць нагрэты да дакладна зададзеных узроўняў. Занадта мала нагрэву — і тэрапеўтычнай карысці не будзе, занадта шмат — і вы апячэце пацыента.
Ці можаце вы расказаць мне больш пра тое, як сёння праводзіцца дазіметрыя? Калі вы не можаце ўвесці зонд у цела чалавека, што лепш зрабіць далей?
Фостэр: Можна выкарыстоўваць старамодныя радыёчастотныя вымяральнікі для вымярэння палёў у паветры для розных мэтаў. Гэта, вядома, тычыцца працы па ахове працы, дзе трэба вымяраць радыёчастотныя палі, якія ўзнікаюць на целе работнікаў. Пры клінічнай гіпертэрміі вам усё яшчэ можа спатрэбіцца апранаць на пацыентаў цеплавыя зонды, але вылічальная дазіметрыя значна палепшыла дакладнасць вымярэння цеплавых доз і прывяла да важных дасягненняў у тэхналогіі. Для даследаванняў біялагічных эфектаў радыёчастот (напрыклад, з выкарыстаннем антэн, размешчаных на жывёлах) вельмі важна ведаць, колькі радыёчастотнай энергіі паглынаецца ў арганізме і куды яна ідзе. Нельга проста махаць тэлефонам перад жывёлай як крыніцай уздзеяння (але некаторыя даследчыкі гэта робяць). Для некаторых буйных даследаванняў, такіх як нядаўняе даследаванне Нацыянальнай таксікалагічнай праграмы пажыццёвага ўздзеяння радыёчастотнай энергіі на пацукоў, няма рэальнай альтэрнатывы вылічальнай дазіметрыі.
Чаму, на вашу думку, існуе столькі праблем з бесправадным выпраменьваннем, што людзі вымяраюць яго ўзровень дома?
Фостэр: Успрыманне рызыкі — складаная справа. Характарыстыкі радыёвыпраменьвання часта выклікаюць занепакоенасць. Яго немагчыма ўбачыць, няма прамой сувязі паміж уздзеяннем і рознымі наступствамі, якія хвалююць некаторых людзей, людзі схільныя блытаць радыёчастотную энергію (неіянізуючую, гэта значыць яе фатоны занадта слабыя, каб разарваць хімічныя сувязі) з іанізуючымі рэнтгенаўскімі прамянямі і г.д. Радыяцыя (сапраўды небяспечная). Некаторыя лічаць, што яны «занадта адчувальныя» да бесправаднога выпраменьвання, хоць навукоўцы не змаглі прадэманстраваць гэтую адчувальнасць у належным чынам сляпых і кантраляваных даследаваннях. Некаторыя людзі адчуваюць пагрозу з-за паўсюднай колькасці антэн, якія выкарыстоўваюцца для бесправадной сувязі. Навуковая літаратура змяшчае мноства справаздач, звязаных са здароўем, рознай якасці, у якіх можна знайсці страшную гісторыю. Некаторыя навукоўцы лічаць, што сапраўды можа быць праблема са здароўем (хаця агенцтва аховы здароўя выявіла, што яны мала хвалююцца, але заявіла, што «патрабуюцца дадатковыя даследаванні»). Спіс можна працягваць.
Ацэнкі ўздзеяння адыгрываюць у гэтым пэўную ролю. Спажыўцы могуць набыць недарагія, але вельмі адчувальныя радыёчастотныя дэтэктары і даследаваць радыёчастотныя сігналы ў сваім асяроддзі, якіх існуе мноства. Некаторыя з гэтых прылад "клацаюць", калі яны вымяраюць радыёчастотныя імпульсы ад такіх прылад, як кропкі доступу Wi-Fi, і будуць гучаць як лічыльнік Гейгера ў ядзерным рэактары для ўсяго свету. страшна. Некаторыя радыёчастотныя вымяральнікі таксама прадаюцца для палявання на прывідаў, але гэта іншае прымяненне.
У мінулым годзе «Брытанскі медыцынскі часопіс» апублікаваў заклік спыніць разгортванне 5G, пакуль не будзе вызначана бяспека тэхналогіі. Што вы думаеце пра гэтыя заклікі? Як вы думаеце, ці дапамогуць яны інфармаваць занепакоеную частку грамадскасці аб наступствах уздзеяння радыёчастот на здароўе, ці выклічуць яшчэ большую блытаніну? Фостэр: Вы маеце на ўвазе меркаванне [эпідэміёлага Джона] Франка, і я не згодны з большасцю яго. Большасць устаноў аховы здароўя, якія разглядалі навуковыя дадзеныя, проста заклікалі да правядзення дадатковых даследаванняў, але прынамсі адна — Галандская рада аховы здароўя — заклікала да мараторыя на разгортванне высокачастотнага 5G, пакуль не будуць праведзены дадатковыя даследаванні бяспекі. Гэтыя рэкамендацыі, безумоўна, прыцягнуць увагу грамадскасці (хаця HCN таксама лічыць малаверагодным, што ёсць якія-небудзь праблемы са здароўем).
У сваім артыкуле Франк піша: «Новыя моцныя бакі лабараторных даследаванняў сведчаць пра разбуральны біялагічны эфект [радыёчастотных электрамагнітных палёў]».
У гэтым і праблема: у літаратуры ёсць тысячы даследаванняў біялагічных эфектаў радыёчастотнага выпраменьвання. Канчатковыя паказчыкі, актуальнасць для здароўя, якасць даследаванняў і ўзроўні ўздзеяння моцна адрозніваліся. У большасці з іх паведамлялася пра нейкі эфект на ўсіх частотах і ўсіх узроўнях уздзеяння. Аднак большасць даследаванняў мела значную рызыку прадузятасці (недастатковая дазіметрыя, адсутнасць асляплення, невялікі памер выбаркі і г.д.), і многія даследаванні супярэчылі іншым. «Новыя моцныя бакі даследаванняў» не маюць асаблівага сэнсу ў гэтай невядомай літаратуры. Фрэнку варта спадзявацца на больш уважлівую праверку з боку ўстаноў аховы здароўя. Яны паслядоўна не змаглі знайсці відавочных доказаў неспрыяльнага ўздзеяння навакольных радыёчастотных палёў.
Фрэнк скардзіўся на непаслядоўнасць у публічным абмеркаванні «5G», але ён зрабіў тую ж памылку, не згадаўшы дыяпазоны частот, калі казаў пра 5G. Фактычна, нізкачастотны і сярэднечастотны 5G працуе на частотах, блізкіх да сучасных дыяпазонаў сотавай сувязі, і, здаецца, не стварае новых праблем з уздзеяннем. Высокачастотны 5G працуе на частотах крыху ніжэй за міліметровы дыяпазон хваль, пачынаючы з 30 ГГц. Было праведзена мала даследаванняў біялагічных эфектаў у гэтым дыяпазоне частот, але энергія ледзь пранікае праз скуру, і ўстановы аховы здароўя не выказвалі занепакоенасці з нагоды яго бяспекі пры звычайных узроўнях уздзеяння.
Фрэнк не ўдакладніў, якія даследаванні ён хоча правесці перад запускам «5G», што б ён ні меў на ўвазе. [FCC] патрабуе ад ліцэнзіятаў выконваць ліміты ўздзеяння, якія падобныя да тых, што ў большасці іншых краін. Няма прэцэдэнтаў для новай радыёчастотнай тэхналогіі, якая б непасрэдна ацэньвалася на ўплыў радыёчастот на здароўе перад зацвярджэннем, што можа запатрабаваць бясконцай серыі даследаванняў. Калі абмежаванні FCC небяспечныя, іх варта змяніць.
Падрабязны агляд даследаванняў біялагічных эфектаў 5G можна знайсці ў артыкуле [Кена] Карыпідзіса, у якім гаворыцца, што «няма пераканаўчых доказаў таго, што нізкаўзроўневыя радыёчастотныя палі вышэй за 6 ГГц, такія як тыя, што выкарыстоўваюцца сеткамі 5G, шкодныя для здароўя чалавека». У аглядзе таксама заклікаецца да правядзення дадатковых даследаванняў.
Навуковая літаратура неадназначная, але пакуль што ўстановы аховы здароўя не знайшлі відавочных доказаў небяспекі для здароўя ад навакольных радыёчастотных палёў. Аднак, безумоўна, навуковая літаратура па біялагічных эфектах міліметровых хваль адносна невялікая, налічвае каля 100 даследаванняў рознай якасці.
Урад зарабляе шмат грошай, прадаючы спектр для сувязі 5G, і павінен інвеставаць частку гэтых грошай у якасныя даследаванні ў галіне аховы здароўя, асабліва ў высокачастотныя сувязі 5G. Асабіста мяне больш турбуе магчымы ўплыў празмернага часу, праведзенага перад экранам, на развіццё дзіцяці і праблемы прыватнасці.
Ці існуюць удасканаленыя метады дазіметрычнай працы? Калі так, то якія найбольш цікавыя або перспектыўныя прыклады?
Фостэр: Верагодна, галоўны прагрэс — гэта вылічальная дазіметрыя з увядзеннем метадаў часавай вобласці з канчатковымі розніцамі (FDTD) і лікавых мадэляў цела на аснове медыцынскіх малюнкаў высокага разрознення. Гэта дазваляе вельмі дакладна разлічыць паглынанне арганізмам радыёчастотнай энергіі з любой крыніцы. Вылічальная дазіметрыя дала новае жыццё ўсталяваным медыцынскім метадам лячэння, такім як гіпертэрмія, якая выкарыстоўваецца для лячэння раку, і прывяла да распрацоўкі ўдасканаленых сістэм МРТ і многіх іншых медыцынскіх тэхналогій.
Майкл Козіёл — намеснік рэдактара ў IEEE Spectrum, які ахоплівае ўсе сферы тэлекамунікацый. Ён скончыў Сіэтлскі ўніверсітэт са ступенню бакалаўра англійскай мовы і фізікі, а таксама Нью-Ёркскі ўніверсітэт са ступенню магістра навуковай журналістыкі.
У 1992 годзе Асад М. Мадні ўзначаліў кампанію BEI Sensors and Controls, курыруючы лінейку прадуктаў, якая ўключала розныя датчыкі і інерцыяльнае навігацыйнае абсталяванне, але мела меншую кліенцкую базу — у першую чаргу аэракасмічную і абаронную электроніку.
Халодная вайна скончылася, і абаронная прамысловасць ЗША развалілася. І бізнес не аднавіцца ў бліжэйшы час. BEI трэба было хутка знайсці і прыцягнуць новых кліентаў.
Для прыцягнення такіх кліентаў кампанія адмовіцца ад механічных інерцыяльных датчыкаў на карысць новай, неправеранай кварцавай тэхналогіі, мініяцюрызаваць кварцавыя датчыкі і пераўтварыць вытворцу, які штогод вырабляе дзясяткі тысяч дарагіх датчыкаў, у вытворчасць мільёнаў таннейшых.
Мадні прыклаў шмат намаганняў, каб гэта адбылося, і дасягнуў большага поспеху, чым хто-небудзь мог сабе ўявіць для GyroChip. Гэты недарагі інерцыяльны вымяральны датчык — першы ў сваім родзе, інтэграваны ў аўтамабіль, які дазваляе электронным сістэмам кантролю ўстойлівасці (ESC) выяўляць прабуксоўванне і кіраваць тармазамі, каб прадухіліць перакульванне. Паводле звестак Нацыянальнай адміністрацыі бяспекі дарожнага руху, паколькі ESC былі ўсталяваныя ва ўсе новыя аўтамабілі за пяцігадовы перыяд з 2011 па 2015 год, гэтыя сістэмы выратавалі 7000 жыццяў толькі ў Злучаных Штатах.
Гэта абсталяванне працягвае знаходзіцца ў цэнтры ўвагі незлічоных камерцыйных і прыватных самалётаў, а таксама сістэм кантролю стабільнасці для амерыканскіх сістэм навядзення ракет. Яно нават падарожнічала на Марс у складзе марсахода Pathfinder Sojourner.
Цяперашняя пасада: заслужаны дацэнт Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Лос-Анджэлесе; прэзідэнт, генеральны дырэктар і тэхнічны дырэктар BEI Technologies у адстаўцы
Адукацыя: 1968, Каледж Каралеўскага каледжа Каліфорніі; бакалаўр навук, 1969 і 1972, магістр навук, Каліфарнійскі ўніверсітэт у Лос-Анджэлесе, абодва па спецыяльнасці «Электратэхніка»; доктар філасофіі, Каліфарнійскі ўніверсітэт узбярэжжа, 1987
Героі: Увогуле, мой бацька навучыў мяне вучыцца, быць чалавекам і тлумачыць значэнне кахання, спачування і эмпатыі; у мастацтве — Мікеланджэла; у навуцы — Альберт Эйнштэйн; у інжынерыі — Клод Шэнан.
Любімая музыка: з заходняй музыкі — «Бітлз», «Ролінг Стоўнз», Элвіс; з усходняй музыкі — «Газалі»
Члены арганізацыі: IEEE Life Fellow; Нацыянальная інжынерная акадэмія ЗША; Каралеўская інжынерная акадэмія Вялікабрытаніі; Канадская інжынерная акадэмія
Найбольш значная ўзнагарода: Ганаровы медаль IEEE: «Піянерскі ўклад у распрацоўку і камерцыялізацыю інавацыйных тэхналогій датчыкаў і сістэм, а таксама выдатнае кіраўніцтва даследаваннямі»; Выпускнік года UCLA 2004 г.
Мадні атрымаў Ганаровы медаль IEEE 2022 года за піянерскую распрацоўку GyroChip, а таксама за іншыя ўклады ў распрацоўку тэхналогій і кіраўніцтва даследаваннямі.
Інжынерная справа не была першым выбарам кар'еры Мадні. Ён хацеў стаць добрым мастаком-жывапісцам. Але фінансавае становішча яго сям'і ў Мумбаі, Індыя (тады Мумбаі) у 1950-х і 1960-х гадах прыцягнула яго да інжынерыі, асабліва да электронікі, дзякуючы цікавасці да найноўшых інавацый, увасобленых у кішэнных транзістарных радыёпрыёмніках. У 1966 годзе ён пераехаў у Злучаныя Штаты, каб вывучаць электроніку ў каледжы RCA ў Нью-Ёрку, які быў створаны ў пачатку 1900-х гадоў для падрыхтоўкі аператараў радыёсувязі і тэхнікаў.
«Я хачу быць інжынерам, які можа вынаходзіць рэчы, — сказаў Мэйдзі, — і рабіць рэчы, якія ў канчатковым выніку паўплываюць на людзей. Таму што калі я не змагу паўплываць на людзей, я адчуваю, што мая кар'ера будзе нерэалізаванай».
Мадні паступіў ва Універсітэт Каліфорніі ў Лос-Анджэлесе ў 1969 годзе са ступенню бакалаўра ў галіне электратэхнікі пасля двух гадоў навучання ў праграме электронных тэхналогій у каледжы RCA. Пазней ён атрымаў ступень магістра і доктара, выкарыстоўваючы лічбавую апрацоўку сігналаў і рэфлектаметрыю ў частотнай вобласці для аналізу тэлекамунікацыйных сістэм у сваёй дысертацыі. Падчас вучобы ён таксама працаваў выкладчыкам у Ціхаакіянскім дзяржаўным універсітэце, працаваў у аддзеле кіравання запасамі ў рознічным гандлі David Orgell у Беверлі-Хілз і інжынерам, які распрацоўваў камп'ютэрную перыферыю ў Pertec.
Затым, у 1975 годзе, нядаўна заручыўшыся і па патрабаванні былога аднакласніка, ён уладкаваўся на працу ў аддзел мікрахвалевых печаў кампаніі Systron Donner.
Мадні пачаў распрацоўваць першы ў свеце аналізатар спектру з лічбавай памяццю ў кампаніі Systron Donner. Ён ніколі раней не карыстаўся аналізатарам спектру — у той час яны былі вельмі дарагімі, — але ён дастаткова добра ведаў тэорыю, каб пераканаць сябе ўзяцца за гэтую працу. Затым ён правёў шэсць месяцаў, выпрабоўваючы прыбор, набываючы практычны вопыт працы з ім, перш чым паспрабаваць яго перапрацаваць.
Праект заняў два гады і, паводле слоў Мадні, прывёў да атрымання трох важных патэнтаў, што стала пачаткам яго «ўзыходжання да большых і лепшых рэчаў». Ён таксама навучыў яго разумець розніцу паміж «тым, што значыць мець тэарэтычныя веды, і тым, што азначае камерцыялізаваць тэхналогіі, якія могуць дапамагчы іншым», — сказаў ён.
Мы таксама можам наладзіць пасіўныя радыёчастотныя кампаненты ў адпаведнасці з вашымі патрабаваннямі. Вы можаце перайсці на старонку налады, каб задаць патрэбныя вам характарыстыкі.
https://www.keenlion.com/customization/
Электронная пошта:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
Час публікацыі: 18 красавіка 2022 г.
