Веб-сайт IEEE размещает файлы cookie на вашем устройстве, чтобы обеспечить вам наилучшее взаимодействие с пользователем. Используя наш веб-сайт, вы соглашаетесь на размещение этих файлов cookie. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей Политикой конфиденциальности.
Ведущие эксперты в области радиочастотной дозиметрии анализируют негативные последствия внедрения 5G, а также разницу между воздействием и дозой.
Кеннет Р. Фостер обладает многолетним опытом изучения радиочастотного (РЧ) излучения и его воздействия на биологические системы. Теперь он стал соавтором нового обзора по этой теме вместе с двумя другими исследователями, Марвином Зискиным и Квирино Бальзано. В совокупности все трое (все являются действующими членами IEEE) имеют более чем столетний опыт работы в этой области.
В обзоре, опубликованном в феврале в Международном журнале экологических исследований и общественного здравоохранения, рассматриваются исследования в области оценки и дозиметрии воздействия радиочастотного излучения за последние 75 лет. В нем соавторы подробно описывают, насколько продвинулась эта область и почему они считают ее историей научного успеха.
Журнал IEEE Spectrum пообщался по электронной почте с почетным профессором Университета Пенсильвании Фостером. Мы хотели узнать больше о том, почему исследования по оценке воздействия радиочастотного излучения настолько успешны, что делает дозиметрию радиочастот такой сложной и почему опасения общественности по поводу здоровья и беспроводного излучения, кажется, никогда не исчезнут.
Для тех, кто не знаком с этой разницей, поясним: в чем разница между воздействием и дозой?
Кеннет Фостер: В контексте радиочастотной безопасности облучение относится к полю вне тела, а доза — к энергии, поглощенной тканями тела. Оба понятия важны для многих применений — например, в медицине, охране труда и исследованиях безопасности бытовой электроники.
«Хороший обзор исследований биологического воздействия 5G можно найти в статье [Кена] Карипидиса, в которой он обнаружил «отсутствие убедительных доказательств того, что низкочастотные радиочастотные поля выше 6 ГГц, такие как используемые сетями 5G, вредны для здоровья человека». — Кеннет Р. Фостер, Университет Пенсильвании
Фостер: Измерение радиочастотных полей в свободном пространстве не представляет проблемы. Настоящая проблема, которая возникает в некоторых случаях, заключается в высокой изменчивости воздействия радиочастотного излучения. Например, многие ученые исследуют уровни радиочастотных полей в окружающей среде для решения проблем общественного здравоохранения. Учитывая большое количество источников радиочастотного излучения в окружающей среде и быстрое затухание радиочастотного поля от любого источника, это непростая задача. Точная характеристика индивидуального воздействия радиочастотных полей — это настоящая проблема, по крайней мере, для тех немногих ученых, которые пытаются это сделать.
Когда вы и ваши соавторы писали статью для IJERPH, вашей целью было указать на успехи и дозиметрические проблемы исследований оценки воздействия? Фостер: Наша цель — указать на замечательный прогресс, достигнутый исследованиями оценки воздействия за эти годы, который внес много ясности в изучение биологических эффектов радиочастотных полей и способствовал значительному прогрессу в медицинских технологиях.
Насколько улучшилось оснащение приборов в этих областях? Можете ли вы рассказать, какие инструменты были вам доступны в начале вашей карьеры, например, по сравнению с тем, что доступно сегодня? Как усовершенствованные приборы способствуют успешной оценке воздействия?
Фостер: Приборы, используемые для измерения радиочастотных полей в исследованиях в области охраны труда и техники безопасности, становятся все меньше и мощнее. Кто бы мог подумать несколько десятилетий назад, что коммерческие полевые приборы станут достаточно надежными для использования на рабочем месте, способными измерять радиочастотные поля, достаточно сильные, чтобы представлять опасность для здоровья на рабочем месте, и в то же время достаточно чувствительными, чтобы измерять слабые поля от удаленных антенн? И одновременно определять точный спектр сигнала для идентификации его источника?
Что происходит, когда беспроводные технологии переходят в новые частотные диапазоны — например, миллиметровые и терагерцовые волны для сотовой связи или 6 ГГц для Wi-Fi?
Фостер: Опять же, проблема связана со сложностью ситуации облучения, а не с используемым оборудованием. Например, высокочастотные базовые станции сотовой связи 5G излучают множество лучей, которые распространяются в пространстве. Это затрудняет количественную оценку облучения людей, находящихся вблизи базовых станций, чтобы убедиться в безопасности облучения (а оно почти всегда безопасно).
«Лично меня больше беспокоит возможное влияние чрезмерного времени, проводимого за экраном, на развитие ребенка и вопросы конфиденциальности». – Кеннет Р. Фостер, Университет Пенсильвании.
Если проблема оценки облучения решена, то почему переход к точной дозиметрии настолько сложен? Почему первый подход намного проще второго?
Фостер: Дозиметрия — более сложная задача, чем оценка облучения. Как правило, нельзя ввести радиочастотный зонд в тело человека. Существует множество причин, по которым эта информация может потребоваться, например, при гипертермической терапии рака, где ткани необходимо нагреть до точно заданных уровней. Слишком слабый нагрев не даст терапевтического эффекта, слишком сильный — вызовет ожог пациента.
Можете рассказать подробнее о том, как сегодня проводится дозиметрия? Если нельзя ввести зонд в тело человека, что является лучшей альтернативой?
Фостер: Использование старых радиочастотных измерителей для измерения полей в воздухе в различных целях вполне допустимо. Это, конечно, относится к охране труда, где необходимо измерять радиочастотные поля, воздействующие на тела рабочих. Для клинической гипертермии может по-прежнему потребоваться натягивание тепловых зондов на пациентов, но вычислительная дозиметрия значительно повысила точность измерения тепловых доз и привела к важным достижениям в технологии. Для исследований биологических эффектов радиочастотного излучения (например, с использованием антенн, размещенных на животных) крайне важно знать, сколько радиочастотной энергии поглощается организмом и куда она направляется. Нельзя просто помахать телефоном перед животным в качестве источника облучения (хотя некоторые исследователи так делают). Для некоторых крупных исследований, таких как недавнее исследование Национальной токсикологической программы по изучению пожизненного воздействия радиочастотной энергии на крыс, реальной альтернативы вычислительной дозиметрии нет.
Как вы думаете, почему существует так много опасений по поводу беспроводного излучения, что люди измеряют его уровни дома?
Фостер: Восприятие риска — сложный вопрос. Характеристики радиоизлучения часто вызывают беспокойство. Его нельзя увидеть, нет прямой связи между воздействием и различными последствиями, которые беспокоят некоторых людей; люди склонны путать энергию радиочастот (неионизирующую, то есть фотоны которой слишком слабы, чтобы разорвать химические связи) с ионизирующим рентгеновским излучением и т. д. Излучение (действительно опасное). Некоторые считают, что они «чрезмерно чувствительны» к беспроводному излучению, хотя ученым не удалось продемонстрировать эту чувствительность в должным образом слепых и контролируемых исследованиях. Некоторые люди чувствуют угрозу из-за повсеместного использования антенн для беспроводной связи. Научная литература содержит множество отчетов о здоровье различного качества, в которых можно найти пугающие истории. Некоторые ученые считают, что действительно может существовать проблема со здоровьем (хотя агентство здравоохранения заявило, что у них мало опасений, но отметило необходимость «дополнительных исследований»). Список можно продолжать.
В этом процессе важную роль играют оценки воздействия. Потребители могут приобрести недорогие, но очень чувствительные детекторы радиочастотного излучения и исследовать радиочастотные сигналы в окружающей среде, которых существует множество. Некоторые из этих устройств издают «щелчки» при измерении радиочастотных импульсов от таких устройств, как точки доступа Wi-Fi, и звучат для всего мира как счетчик Гейгера в ядерном реакторе. Некоторые измерители радиочастотного излучения также продаются для охоты за привидениями, но это другое применение.
В прошлом году Британский медицинский журнал опубликовал призыв приостановить развертывание 5G до тех пор, пока не будет определена безопасность этой технологии. Что вы думаете об этих призывах? Считаете ли вы, что они помогут информировать ту часть общественности, которая обеспокоена воздействием радиочастотного излучения на здоровье, или же вызовут еще большую путаницу? Фостер: Вы имеете в виду статью [эпидемиолога Джона] Франка, и я не согласен с большей ее частью. Большинство медицинских учреждений, которые изучили научные данные, просто призвали к проведению дополнительных исследований, но по крайней мере одно — голландский совет здравоохранения — призвало к мораторию на развертывание высокочастотного 5G до проведения дополнительных исследований безопасности. Эти рекомендации, безусловно, привлекут внимание общественности (хотя HCN также считает маловероятным наличие каких-либо проблем со здоровьем).
В своей статье Франк пишет: «Появляющиеся результаты лабораторных исследований указывают на разрушительное биологическое воздействие радиочастотных электромагнитных полей».
Проблема в том, что в литературе описаны тысячи исследований биологического воздействия радиочастотного излучения. Конечные точки, значимость для здоровья, качество исследований и уровни воздействия сильно различались. В большинстве из них сообщалось о каком-либо эффекте на всех частотах и всех уровнях воздействия. Однако большинство исследований имели значительный риск систематической ошибки (недостаточная дозиметрия, отсутствие ослепления, малый размер выборки и т. д.), а многие исследования противоречили друг другу. Термин «перспективные направления исследований» не имеет особого смысла для этой малоизвестной литературы. Фрэнку следует полагаться на более тщательный контроль со стороны органов здравоохранения. Эти органы постоянно не находят четких доказательств неблагоприятного воздействия окружающих радиочастотных полей.
Фрэнк жаловался на непоследовательность в публичном обсуждении «5G», но он допустил ту же ошибку, не упомянув частотные диапазоны применительно к 5G. На самом деле, низкочастотный и среднечастотный 5G работает на частотах, близких к текущим диапазонам сотовой связи, и, по-видимому, не создает новых проблем, связанных с воздействием излучения. Высокочастотный 5G работает на частотах немного ниже миллиметрового диапазона, начиная с 30 ГГц. Было проведено немного исследований биологических эффектов в этом частотном диапазоне, но энергия практически не проникает в кожу, и органы здравоохранения не выражали опасений по поводу ее безопасности при обычных уровнях воздействия.
Фрэнк не уточнил, какие исследования он хотел провести перед запуском «5G», что бы он ни имел в виду. [FCC] требует от лицензиатов соблюдения установленных пределов воздействия, которые аналогичны тем, что действуют в большинстве других стран. Нет прецедента прямой оценки воздействия радиочастотного излучения на здоровье перед утверждением новой радиочастотной технологии, что может потребовать бесконечной серии исследований. Если ограничения FCC небезопасны, их следует изменить.
Подробный обзор исследований биологического воздействия 5G можно найти в статье Кена Карипидиса, в которой говорится, что «нет убедительных доказательств того, что низкочастотные радиочастотные поля выше 6 ГГц, такие как используемые сетями 5G, вредны для здоровья человека». В обзоре также содержится призыв к проведению дополнительных исследований.
Научная литература противоречива, но до сих пор органы здравоохранения не обнаружили четких доказательств опасности для здоровья от окружающих радиочастотных полей. Однако следует отметить, что научная литература о биологическом воздействии миллиметровых волн относительно невелика, насчитывает около 100 исследований и имеет различное качество.
Правительство зарабатывает огромные деньги, продавая частотный спектр для 5G-связи, и должно инвестировать часть этих средств в высококачественные исследования в области здравоохранения, особенно в высокочастотные сети 5G. Лично меня больше беспокоит возможное влияние чрезмерного времени, проводимого за экраном, на развитие детей и вопросы конфиденциальности.
Существуют ли усовершенствованные методы дозиметрии? Если да, то какие примеры наиболее интересны или перспективны?
Фостер: Вероятно, главный прогресс связан с вычислительной дозиметрией, в частности, с внедрением методов конечных разностей во временной области (FDTD) и численных моделей тела на основе медицинских изображений высокого разрешения. Это позволяет очень точно рассчитать поглощение телом радиочастотной энергии от любого источника. Вычислительная дозиметрия вдохнула новую жизнь в устоявшиеся методы лечения, такие как гипертермия, используемая для лечения рака, и привела к разработке улучшенных систем МРТ-визуализации и многих других медицинских технологий.
Майкл Козиол — заместитель редактора журнала IEEE Spectrum, освещающий все аспекты телекоммуникаций. Он окончил Сиэтлский университет со степенью бакалавра английского языка и физики, а также получил степень магистра научной журналистики в Нью-Йоркском университете.
В 1992 году Асад М. Мадни возглавил компанию BEI Sensors and Controls, курируя линейку продукции, включавшую различные датчики и инерциальное навигационное оборудование, но имевшую меньшую клиентскую базу — в основном, аэрокосмическую и оборонную электронную промышленность.
Холодная война закончилась, и оборонная промышленность США рухнула. И бизнес в ближайшее время не восстановится. Компании BEI необходимо было быстро выявить и привлечь новых клиентов.
Для привлечения этих клиентов необходимо отказаться от механических инерциальных сенсорных систем компании в пользу непроверенной новой кварцевой технологии, миниатюризировать кварцевые датчики и перевести производителя, выпускающего десятки тысяч дорогостоящих датчиков в год, на производство миллионов более дешевых датчиков.
Мадни приложил немало усилий, чтобы это осуществилось, и добился большего успеха, чем кто-либо мог себе представить для GyroChip. Этот недорогой инерциальный измерительный датчик стал первым в своем роде, интегрированным в автомобиль, позволяя системам электронной стабилизации (ESC) обнаруживать пробуксовку и управлять тормозами для предотвращения опрокидывания. По данным Национального управления безопасности дорожного движения, поскольку системы ESC устанавливались во все новые автомобили в течение пятилетнего периода с 2011 по 2015 год, эти системы спасли 7000 жизней только в Соединенных Штатах.
Это оборудование по-прежнему лежит в основе бесчисленных коммерческих и частных самолетов, а также систем стабилизации для американских систем наведения ракет. Оно даже побывало на Марсе в составе марсохода Pathfinder Sojourner.
Текущая должность: Заслуженный адъюнкт-профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе; бывший президент, генеральный директор и технический директор компании BEI Technologies.
Образование: 1968 г., RCA College; степень бакалавра, 1969 и 1972 гг., степень магистра, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (UCLA), обе по специальности «Электротехника»; докторская степень, Калифорнийский прибрежный университет, 1987 г.
Герои: В целом, мой отец научил меня учиться, быть человеком и познал смысл любви, сострадания и эмпатии; в искусстве — Микеланджело; в науке — Альберт Эйнштейн; в инженерии — Клод Шэннон.
Любимая музыка: из западной — The Beatles, Rolling Stones, Элвис Пресли; из восточной — газели.
Члены организации: пожизненный член IEEE; Национальная инженерная академия США; Королевская инженерная академия Великобритании; Канадская инженерная академия.
Наиболее значимая награда: Медаль Почёта IEEE: «За новаторский вклад в разработку и коммерциализацию инновационных сенсорных и системных технологий, а также за выдающееся лидерство в научных исследованиях»; Выпускник года Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) 2004 года.
Мадни был награжден медалью IEEE «За выдающиеся заслуги» 2022 года за новаторскую разработку GyroChip, а также за другие заслуги в развитии технологий и лидерстве в научных исследованиях.
Инженерное дело не было для Мадни профессией первого выбора. Он хотел стать хорошим художником-живописцем. Но финансовое положение его семьи в Мумбаи, Индия (тогда Мумбаи) в 1950-х и 1960-х годах подтолкнуло его к инженерному делу — особенно к электронике, благодаря его интересу к новейшим инновациям, воплощенным в карманных транзисторных радиоприемниках. В 1966 году он переехал в Соединенные Штаты, чтобы изучать электронику в колледже RCA в Нью-Йорке, который был создан в начале 1900-х годов для подготовки операторов и техников беспроводной связи.
«Я хочу быть инженером, который может изобретать вещи, — сказал Мэдени, — и делать то, что в конечном итоге повлияет на человечество. Потому что, если я не смогу повлиять на людей, я чувствую, что моя карьера будет неудовлетворительной».
В 1969 году Мадни поступил в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (UCLA) со степенью бакалавра электротехники после двух лет обучения по программе «Электронные технологии» в колледже RCA. Затем он получил степень магистра и доктора, используя цифровую обработку сигналов и частотную рефлектометрию для анализа телекоммуникационных систем в рамках своей диссертационной работы. Во время учебы он также работал преподавателем в Тихоокеанском государственном университете, занимался управлением запасами в розничной сети David Orgell в Беверли-Хиллз и работал инженером, проектируя компьютерную периферию в компании Pertec.
Затем, в 1975 году, будучи уже обрученным и по настоянию бывшего одноклассника, он подал заявку на работу в отдел микроволновых технологий компании Systron Donner.
Мадни начал проектировать первый в мире анализатор спектра с цифровым запоминающим устройством в компании Systron Donner. До этого он никогда не работал с анализаторами спектра — в то время они были очень дорогими — но он достаточно хорошо знал теорию, чтобы решиться на эту работу. Затем он шесть месяцев занимался тестированием, получая практический опыт работы с прибором, прежде чем попытаться его перепроектировать.
Проект занял два года и, по словам Мадни, привел к получению трех важных патентов, положив начало его «восхождению к большим и лучшим достижениям». Он также научил его ценить разницу между «тем, что значит обладать теоретическими знаниями и коммерциализировать технологии, которые могут помочь другим», — сказал он.
Мы также можем изготовить пассивные радиочастотные компоненты на заказ в соответствии с вашими требованиями. Вы можете перейти на страницу настройки и указать необходимые вам характеристики.
https://www.keenlion.com/customization/
Эмали:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
Дата публикации: 18 апреля 2022 г.
