Nyheter

IEEE-nettstedet plasserer informasjonskapsler på enheten din for å gi deg den beste brukeropplevelsen. Ved å bruke nettstedet vårt godtar du plasseringen av disse informasjonskapslene. For å lære mer, vennligst les vår personvernerklæring.

Ledende eksperter innen RF-dosimetri dissekerer smerten ved 5G – og forskjellen mellom eksponering og dose

Kenneth R. Foster har flere tiår med erfaring med å studere radiofrekvensstråling (RF) og dens effekter på biologiske systemer. Nå har han skrevet en ny undersøkelse om emnet sammen med to andre forskere, Marvin Ziskin og Quirino Balzano. Til sammen har de tre (alle fast ansatte IEEE-stipendiater) mer enn et århundre med erfaring innen emnet.
Undersøkelsen, som ble publisert i International Journal of Environmental Research and Public Health i februar, så på de siste 75 årene med forskning på RF-eksponeringsvurdering og dosimetri. I den beskriver medforfatterne hvor langt feltet har kommet og hvorfor de anser det som en vitenskapelig suksesshistorie.
IEEE Spectrum snakket via e-post med professor emeritus Foster ved University of Pennsylvania. Vi ønsket å lære mer om hvorfor studier av RF-eksponeringsvurdering er så vellykkede, hva som gjør RF-dosimetri så vanskelig, og hvorfor offentlige bekymringer om helse og trådløs stråling aldri ser ut til å forsvinne.
For de som ikke er kjent med forskjellen, hva er forskjellen mellom eksponering og dose?

Kenneth Foster: I forbindelse med RF-sikkerhet refererer eksponering til feltet utenfor kroppen, og dose refererer til energien som absorberes i kroppsvevet. Begge er viktige for mange bruksområder – for eksempel innen medisinsk, arbeidshelse og sikkerhetsforskning innen forbrukerelektronikk.
«For en god gjennomgang av forskning på de biologiske effektene av 5G, se [Ken] Karipidis’ artikkel, som fant «ingen avgjørende bevis for at lavnivå-RF-felt over 6 GHz, slik som de som brukes av 5G-nettverk, er skadelige for menneskers helse.»» – Kenneth R. Foster, University of Pennsylvania
Foster: Det er ikke et problem å måle RF-felt i fritt rom. Det virkelige problemet som oppstår i noen tilfeller er den høye variasjonen i RF-eksponering. For eksempel undersøker mange forskere RF-feltnivåer i miljøet for å håndtere folkehelseproblemer. Med tanke på det store antallet RF-kilder i miljøet og den raske nedbrytningen av RF-feltet fra enhver kilde, er ikke dette en enkel oppgave. Å nøyaktig karakterisere individuell eksponering for RF-felt er en reell utfordring, i hvert fall for de få forskerne som prøver å gjøre det.

Da du og dine medforfattere skrev IJERPH-artikkelen, var målet deres å påpeke suksessene og de dosimetriske utfordringene ved eksponeringsvurderingsstudier? Foster: Målet vårt er å peke på de bemerkelsesverdige fremskrittene som forskning på eksponeringsvurdering har gjort gjennom årene, noe som har gitt mye klarhet i studiet av de biologiske effektene av radiofrekvensfelt og har drevet store fremskritt innen medisinsk teknologi.
Hvor mye har instrumenteringen på disse områdene blitt forbedret? Kan du fortelle meg hvilke verktøy som var tilgjengelige for deg i starten av karrieren din, for eksempel, sammenlignet med hva som er tilgjengelig i dag? Hvordan bidrar forbedrede instrumenter til at eksponeringsvurderinger lykkes?
Foster: Instrumenter som brukes til å måle RF-felt i helse- og sikkerhetsforskning blir mindre og kraftigere. Hvem skulle trodd for noen tiår siden at kommersielle feltinstrumenter ville bli robuste nok til å bli tatt med til arbeidsplassen, i stand til å måle RF-felt som er sterke nok til å forårsake en yrkesfare, men likevel følsomme nok til å måle svake felt fra fjerne antenner? Samtidig bestemme det nøyaktige spekteret til et signal for å identifisere kilden?
Hva skjer når trådløs teknologi beveger seg inn i nye frekvensbånd – for eksempel millimeter- og terahertzbølger for mobilnett, eller 6 GHz for Wi-Fi?
Foster: Igjen har problemet å gjøre med kompleksiteten i eksponeringssituasjonen, ikke instrumenteringen. For eksempel sender 5G-basestasjoner med høyt bånd ut flere stråler som beveger seg gjennom rommet. Dette gjør det vanskelig å kvantifisere eksponering for personer i nærheten av mobilnettsteder for å bekrefte at eksponeringen er trygg (slik den nesten alltid er).
«Jeg er personlig mer bekymret for den mulige virkningen for mye skjermtid har på barns utvikling og personvernproblemer.» – Kenneth R. Foster, University of Pennsylvania

Hvis eksponeringsvurdering er et løst problem, hva gjør da spranget innen nøyaktig dosimetri så vanskelig? Hva gjør det første så mye enklere enn det siste?
Foster: Dosimetri er mer utfordrende enn eksponeringsvurdering. Vanligvis kan man ikke sette en RF-probe inn i noens kropp. Det er mange grunner til at man kan trenge denne informasjonen, for eksempel ved hypertermibehandling for kreftbehandling, der vevet må varmes opp til nøyaktig spesifiserte nivåer. Varm opp for lite, og det er ingen terapeutisk fordel, for mye, og man vil brenne pasienten.
Kan du fortelle meg mer om hvordan dosimetri gjøres i dag? Hvis du ikke kan føre en sonde inn i noens kropp, hva er det nest beste alternativet?
Foster: Det er greit å bruke gammeldagse RF-målere til å måle felt i luften til en rekke formål. Dette er selvfølgelig tilfelle med arbeidsmiljøarbeid, der du må måle radiofrekvensfeltene som oppstår på arbeidernes kropper. For klinisk hypertermi kan det hende du fortsatt må feste termiske sonder til pasienter, men beregningsdosimetri har forbedret nøyaktigheten ved måling av termiske doser betraktelig og har ført til viktige fremskritt innen teknologien. For studier av biologiske RF-effekter (for eksempel bruk av antenner plassert på dyr), er det avgjørende å vite hvor mye RF-energi som absorberes i kroppen og hvor den går. Du kan ikke bare vifte med telefonen foran et dyr som en eksponeringskilde (men noen forskere gjør det). For noen større studier, som den nylige studien fra National Toxicology Program av livstidseksponering for RF-energi hos rotter, finnes det ikke noe reelt alternativ til beregningsdosimetri.
Hvorfor tror du det er så mange vedvarende bekymringer rundt trådløs stråling at folk måler nivåene hjemme?

Foster: Risikopersepsjon er en kompleks sak. Egenskapene til radiostråling er ofte grunn til bekymring. Du kan ikke se det, det er ingen direkte sammenheng mellom eksponering og de ulike effektene som noen bekymrer seg for, folk har en tendens til å forveksle radiofrekvensenergi (ikke-ioniserende, som betyr at fotonene er for svake til å bryte kjemiske bindinger) med ioniserende røntgenstråler, osv. Stråling (virkelig farlig). Noen mener de er "overfølsomme" for trådløs stråling, selv om forskere ikke har vært i stand til å demonstrere denne følsomheten i skikkelig blindede og kontrollerte studier. Noen føler seg truet av det allestedsnærværende antallet antenner som brukes til trådløs kommunikasjon. Den vitenskapelige litteraturen inneholder mange helserelaterte rapporter av varierende kvalitet der man kan finne en skremmende historie. Noen forskere mener det faktisk kan være et helseproblem (selv om helsemyndighetene fant at de hadde liten bekymring, men sa at "mer forskning" var nødvendig). Listen fortsetter.

Eksponeringsvurderinger spiller en rolle i dette. Forbrukere kan kjøpe rimelige, men svært følsomme RF-detektorer og undersøke RF-signaler i omgivelsene sine, som det finnes mange av. Noen av disse enhetene "klikker" når de måler radiofrekvenspulser fra enheter som Wi-Fi-tilgangspunkter, og vil høres ut som en geigerteller i en atomreaktor for verden. Skummelt. Noen RF-målere selges også for spøkelsesjakt, men dette er en annen applikasjon.
I fjor publiserte British Medical Journal en oppfordring om å stanse 5G-utrullingen inntil teknologiens sikkerhet var fastslått. Hva synes du om disse oppfordringene? Tror du de vil bidra til å informere den delen av offentligheten som er bekymret for helseeffektene av RF-eksponering, eller forårsake mer forvirring? Foster: Du refererer til en meningsartikkel av [epidemiolog John] Frank, og jeg er uenig i det meste av den. De fleste helseforetak som har gjennomgått vitenskapen har ganske enkelt etterlyst mer forskning, men minst ett – det nederlandske helseforetaket – har etterlyst et moratorium for utrullingen av høybånds-5G inntil mer sikkerhetsforskning er gjort. Disse anbefalingene vil garantert tiltrekke seg offentlig oppmerksomhet (selv om HCN også anser det som usannsynlig at det er noen helseproblemer).
I artikkelen sin skriver Frank: «De nye styrkene i laboratoriestudier tyder på de destruktive biologiske effektene av RF-EMF [radiofrekvente elektromagnetiske felt].»

Det er problemet: det finnes tusenvis av studier av biologiske RF-effekter i litteraturen. Endepunkter, helserelevans, studiekvalitet og eksponeringsnivåer varierte mye. De fleste av dem rapporterte en eller annen form for effekt, ved alle frekvenser og alle eksponeringsnivåer. Imidlertid hadde de fleste studiene betydelig risiko for skjevhet (utilstrekkelig dosimetri, mangel på blinding, liten utvalgsstørrelse osv.), og mange studier var inkonsistente med andre. «Nye forskningsstyrker» gir ikke mye mening for denne obskure litteraturen. Frank bør stole på nærmere gransking fra helsemyndigheter. Disse har konsekvent ikke funnet klare bevis på negative effekter av omgivende RF-felt.
Frank klaget over inkonsekvensen i den offentlige diskusjonen om «5G» – men han gjorde den samme feilen ved å ikke nevne frekvensbånd når han refererte til 5G. Faktisk opererer lavbånds- og mellombånds-5G på frekvenser nær dagens mobilbånd og ser ikke ut til å presentere nye eksponeringsproblemer. Høybånds-5G opererer på frekvenser litt under mm-bølgeområdet, og starter ved 30 GHz. Få studier har blitt gjort på biologiske effekter i dette frekvensområdet, men energien trenger knapt inn i huden, og helsemyndigheter har ikke reist bekymringer om sikkerheten ved vanlige eksponeringsnivåer.
Frank spesifiserte ikke hvilken forskning han ønsket å gjøre før han rullet ut «5G», hva enn han mente. [FCC] krever at lisensinnehavere overholder eksponeringsgrensene, som ligner på de i de fleste andre land. Det finnes ingen presedens for at en ny RF-teknologi skal vurderes direkte for RF-helseeffekter før godkjenning, noe som kan kreve en endeløs rekke studier. Hvis FCC-restriksjonene ikke er trygge, bør de endres.

For en detaljert gjennomgang av forskning på biologiske effekter av 5G, se [Ken] Karipidis' artikkel, som fant at «det ikke finnes noen avgjørende bevis for at lavnivå-RF-felt over 6 GHz, slik som de som brukes av 5G-nettverk, er skadelige for menneskers helse». Gjennomgangen etterlyste også mer forskning.
Den vitenskapelige litteraturen er blandet, men så langt har helsemyndighetene ikke funnet noen klare bevis på helsefarer fra omgivende RF-felt. Men det er riktignok slik at den vitenskapelige litteraturen om biologiske effekter av mmWave er relativt liten, med rundt 100 studier, og av varierende kvalitet.
Myndighetene tjener mye penger på å selge spektrum for 5G-kommunikasjon, og burde investere noe av dette i helseforskning av høy kvalitet, spesielt 5G på høyt bånd. Personlig er jeg mer bekymret for den mulige effekten for mye skjermtid har på barns utvikling og personvernproblemer.
Finnes det forbedrede metoder for dosimetriarbeid? I så fall, hva er de mest interessante eller lovende eksemplene?

Foster: Sannsynligvis er det største fremskrittet innen beregningsdosimetri med introduksjonen av FDTD-metoder (finite difference time domain) og numeriske modeller av kroppen basert på høyoppløselige medisinske bilder. Dette muliggjør en svært presis beregning av kroppens absorpsjon av RF-energi fra enhver kilde. Beregningsdosimetri har gitt nytt liv til etablerte medisinske terapier, som hypertermi brukt til å behandle kreft, og har ført til utviklingen av forbedrede MR-avbildningssystemer og mange andre medisinske teknologier.
Michael Koziol er assisterende redaktør ved IEEE Spectrum, og dekker alle områder innen telekommunikasjon. Han er utdannet ved Seattle University med en bachelorgrad i engelsk og fysikk, og en mastergrad i vitenskapsjournalistikk fra New York University.
I 1992 tok Asad M. Madni roret over BEI Sensors and Controls, og hadde tilsyn med en produktlinje som inkluderte en rekke sensorer og treghetsnavigasjonsutstyr, men hadde en mindre kundebase – først og fremst innen luftfarts- og forsvarselektronikkindustrien.

Den kalde krigen tok slutt, og den amerikanske forsvarsindustrien kollapset. Og næringslivet vil ikke komme seg på beina med det første. BEI måtte raskt identifisere og tiltrekke seg nye kunder.
Å skaffe seg disse kundene krever at selskapet kvitter seg med selskapets mekaniske treghetssensorsystemer til fordel for uprøvd ny kvartsteknologi, miniatyriserer kvartssensorer og konverterer en produsent som produserer titusenvis av dyre sensorer i året til å produsere millioner billigere.
Madni presset hardt på for å få det til og oppnådde mer suksess enn noen kunne ha forestilt seg for GyroChip. Denne rimelige treghetsmålesensoren er den første av sitt slag som er integrert i en bil, og gjør det mulig for elektroniske stabilitetskontrollsystemer (ESC) å oppdage slurring og betjene bremsene for å forhindre velting. Ettersom ESC-er ble installert i alle nye biler i løpet av femårsperioden fra 2011 til 2015, reddet disse systemene 7000 liv bare i USA, ifølge National Highway Traffic Safety Administration.
Utstyret er fortsatt kjernen i utallige kommersielle og private fly, samt stabilitetskontrollsystemer for amerikanske missilstyringssystemer. Det reiste til og med til Mars som en del av Pathfinder Sojourner-roveren.
Nåværende rolle: Distinguished Adjunct Professor ved UCLA; pensjonert president, administrerende direktør og teknologidirektør i BEI Technologies

Utdanning: 1968, RCA College; BS, 1969 og 1972, MS, UCLA, begge i elektroteknikk; Ph.D., California Coast University, 1987
Helter: Generelt lærte faren min meg hvordan jeg skulle lære, hvordan jeg skulle være menneske, og betydningen av kjærlighet, medfølelse og empati; i kunst, Michelangelo; i vitenskap, Albert Einstein; i ingeniørfag, Claude Shannon
Favorittmusikk: Innen vestlig musikk, Beatles, Rolling Stones, Elvis; østlig musikk, ghazals
Organisasjonsmedlemmer: IEEE Life Fellow; US National Academy of Engineering; UK Royal Academy of Engineering; Canadian Academy of Engineering
Mest betydningsfulle pris: IEEE Medal of Honor: "Banebrytende bidrag til utvikling og kommersialisering av innovative sensor- og systemteknologier, og fremragende forskningsledelse"; UCLA Alumni of the Year 2004
Madni mottok IEEE Medal of Honor i 2022 for banebrytende arbeid med GyroChip, blant andre bidrag innen teknologiutvikling og forskningsledelse.
Ingeniørfag var ikke Madnis førstevalg innen karriere. Han ønsket å bli en god kunstner og maler. Men den økonomiske situasjonen til familien hans i Mumbai, India (den gang Mumbai) på 1950- og 1960-tallet vendte ham mot ingeniørfag – spesielt elektronikk, takket være interessen hans for de nyeste innovasjonene i lommetransistorradioer. I 1966 flyttet han til USA for å studere elektronikk ved RCA College i New York City, som ble opprettet tidlig på 1900-tallet for å utdanne trådløse operatører og teknikere.
«Jeg vil bli en ingeniør som kan oppfinne ting», sa Madeney, «og gjøre ting som til slutt vil påvirke mennesker. For hvis jeg ikke kan påvirke mennesker, føler jeg at karrieren min vil være uoppfylt.»

Madni begynte på UCLA i 1969 med en bachelorgrad i elektroteknikk etter to år i elektronikkteknologiprogrammet ved RCA College. Han fortsatte med en mastergrad og en doktorgrad, der han brukte digital signalbehandling og frekvensdomenereflektometri for å analysere telekommunikasjonssystemer i sin masteroppgave. I løpet av studiene jobbet han også som foreleser ved Pacific State University, jobbet med lagerstyring hos Beverly Hills-forhandleren David Orgell, og som ingeniør i utforming av datautstyr hos Pertec.
Så, i 1975, nyforlovet og på oppfordring fra en tidligere klassekamerat, søkte han jobb i Systron Donners mikrobølgeovnavdeling.
Madni begynte å designe verdens første spektrumanalysator med digital lagring hos Systron Donner. Han hadde aldri brukt en spektrumanalysator før – de var veldig dyre på den tiden – men han kjente teorien godt nok til å overbevise seg selv om å ta jobben. Deretter brukte han seks måneder på testing og fikk praktisk erfaring med instrumentet før han forsøkte å redesigne det.
Prosjektet tok to år, og ifølge Madni resulterte det i tre viktige patenter, som startet hans «klatring mot større og bedre ting». Det lærte ham også å forstå forskjellen mellom «hva det vil si å ha teoretisk kunnskap og kommersialisere teknologi som kan hjelpe andre», sa han.

Vi kan også tilpasse de passive RF-komponentene i henhold til dine behov. Du kan gå inn på tilpasningssiden for å oppgi spesifikasjonene du trenger.
https://www.keenlion.com/customization/

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