Nieuws

De IEEE-website plaatst cookies op uw apparaat om u de beste gebruikerservaring te bieden. Door onze website te gebruiken, gaat u akkoord met het plaatsen van deze cookies. Voor meer informatie kunt u ons Privacybeleid lezen.

Vooraanstaande experts in RF-dosimetrie analyseren de pijn van 5G – en het verschil tussen blootstelling en dosis

Kenneth R. Foster heeft tientallen jaren ervaring met het bestuderen van radiofrequentiestraling (RF) en de effecten daarvan op biologische systemen. Nu is hij medeauteur van een nieuw onderzoek over dit onderwerp, samen met twee andere onderzoekers, Marvin Ziskin en Quirino Balzano. Gezamenlijk hebben de drie van hen (allen vaste IEEE-fellows) meer dan een eeuw ervaring op dit gebied.
Het onderzoek, dat in februari werd gepubliceerd in het International Journal of Environmental Research and Public Health, keek naar de afgelopen 75 jaar onderzoek naar RF-blootstellingsbeoordeling en dosimetrie. De co-auteurs beschrijven hierin hoe ver het vakgebied is gevorderd en waarom zij het beschouwen als een wetenschappelijk succesverhaal.
IEEE Spectrum sprak via e-mail met emeritus hoogleraar Foster van de University of Pennsylvania. We wilden meer te weten komen over waarom onderzoeken naar RF-blootstelling zo succesvol zijn, wat RF-dosimetrie zo moeilijk maakt en waarom de publieke bezorgdheid over de gezondheid en draadloze straling nooit lijkt te verdwijnen.
Voor degenen die het verschil niet kennen: wat is het verschil tussen blootstelling en dosis?

Kenneth Foster: In de context van RF-veiligheid verwijst blootstelling naar het veld buiten het lichaam en verwijst dosis naar de energie die wordt geabsorbeerd in het lichaamsweefsel. Beide zijn belangrijk voor veel toepassingen, bijvoorbeeld in de medische sector, op het gebied van gezondheid op het werk en bij onderzoek naar de veiligheid van consumentenelektronica.
"Voor een goed overzicht van onderzoek naar de biologische effecten van 5G, zie het artikel van [Ken] Karipidis, waarin hij 'geen doorslaggevend bewijs vond dat lage RF-velden boven de 6 GHz, zoals die worden gebruikt door 5G-netwerken, schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid.' "" -- Kenneth R. Foster, Universiteit van Pennsylvania
Foster: Het meten van RF-velden in de vrije ruimte is geen probleem. Het echte probleem dat zich in sommige gevallen voordoet, is de grote variabiliteit van RF-blootstelling. Veel wetenschappers onderzoeken bijvoorbeeld de RF-veldniveaus in het milieu om zorgen over de volksgezondheid aan te pakken. Gezien het grote aantal RF-bronnen in het milieu en de snelle afname van het RF-veld vanuit elke bron, is dit geen eenvoudige opgave. Het nauwkeurig karakteriseren van de individuele blootstelling aan RF-velden is een echte uitdaging, althans voor de weinige wetenschappers die dit proberen.

Toen u en uw medeauteurs uw IJERPH-artikel schreven, was het uw doel om de successen en dosimetrische uitdagingen van onderzoeken naar blootstellingsbeoordeling te benadrukken? Foster: Ons doel is om te wijzen op de opmerkelijke vooruitgang die onderzoek naar blootstellingsbeoordeling de afgelopen jaren heeft geboekt. Dit heeft veel duidelijkheid gebracht in het onderzoek naar de biologische effecten van radiofrequentievelden en heeft geleid tot grote doorbraken in de medische technologie.
In hoeverre is de instrumentatie op deze gebieden verbeterd? Kunt u mij bijvoorbeeld vertellen welke hulpmiddelen u aan het begin van uw carrière tot uw beschikking had, in vergelijking met wat er nu beschikbaar is? Hoe dragen verbeterde instrumenten bij aan het succes van blootstellingsbeoordelingen?
Foster: Instrumenten die worden gebruikt om RF-velden te meten in gezondheids- en veiligheidsonderzoek worden steeds kleiner en krachtiger. Wie had een paar decennia geleden gedacht dat commerciële veldinstrumenten robuust genoeg zouden zijn om op de werkplek te worden gebruikt? RF-velden zouden kunnen meten die sterk genoeg zijn om een ​​beroepsrisico te vormen, maar toch gevoelig genoeg om zwakke velden van verre antennes te meten? En tegelijkertijd het precieze spectrum van een signaal te bepalen om de bron ervan te identificeren?
Wat gebeurt er als draadloze technologie nieuwe frequentiebanden betreedt, bijvoorbeeld millimeter- en terahertzgolven voor mobiele telefonie, of 6 GHz voor wifi?
Foster: Ook hier heeft het probleem te maken met de complexiteit van de blootstellingssituatie, niet met de instrumentatie. Zo zenden 5G-basisstations met een hoge bandbreedte meerdere bundels uit die door de ruimte bewegen. Dit maakt het lastig om de blootstelling van mensen in de buurt van zendmasten te kwantificeren en te verifiëren of de blootstelling veilig is (wat bijna altijd het geval is).
“Persoonlijk maak ik me meer zorgen over de mogelijke impact van te veel schermtijd op de ontwikkeling van kinderen en privacyproblemen.” – Kenneth R. Foster, Universiteit van Pennsylvania

Als het beoordelen van blootstelling een opgelost probleem is, wat maakt de overstap naar nauwkeurige dosimetrie dan zo moeilijk? Waarom is het eerste zo veel eenvoudiger dan het laatste?
Foster: Dosimetrie is een grotere uitdaging dan het beoordelen van de blootstelling. Je kunt normaal gesproken geen RF-sonde in iemands lichaam inbrengen. Er zijn veel redenen waarom je deze informatie nodig zou kunnen hebben, zoals bij hyperthermiebehandelingen voor kanker, waarbij weefsel tot nauwkeurig gespecificeerde niveaus moet worden verhit. Verhit te weinig en er is geen therapeutisch voordeel, te veel en je verbrandt de patiënt.
Kunt u mij meer vertellen over hoe dosimetrie tegenwoordig wordt uitgevoerd? Als je geen sonde in iemands lichaam kunt brengen, wat is dan de beste oplossing?
Foster: Het is prima om ouderwetse RF-meters te gebruiken om velden in de lucht te meten voor allerlei doeleinden. Dit geldt natuurlijk ook voor werk in de beroepsveiligheid, waar je de radiofrequentievelden moet meten die op het lichaam van werknemers voorkomen. Voor klinische hyperthermie moet je patiënten misschien nog steeds met thermische sondes verbinden, maar computerdosimetrie heeft de nauwkeurigheid van het meten van thermische doses aanzienlijk verbeterd en heeft geleid tot belangrijke technologische vooruitgang. Voor onderzoek naar de biologische effecten van RF (bijvoorbeeld met behulp van antennes op dieren) is het van cruciaal belang om te weten hoeveel RF-energie er in het lichaam wordt geabsorbeerd en waar deze naartoe gaat. Je kunt niet zomaar je telefoon voor een dier zwaaien als bron van blootstelling (maar sommige onderzoekers doen dat wel). Voor sommige belangrijke onderzoeken, zoals het recente onderzoek van het National Toxicology Program naar levenslange blootstelling aan RF-energie bij ratten, is er geen echt alternatief voor computerdosimetrie.
Waarom denk je dat er zoveel zorgen zijn over draadloze straling en dat mensen de stralingsniveaus thuis meten?

Foster: Risicoperceptie is een complexe zaak. De kenmerken van radiostraling geven vaak aanleiding tot bezorgdheid. Je kunt het niet zien, er is geen direct verband tussen blootstelling en de verschillende effecten waar sommige mensen zich zorgen over maken. Mensen verwarren radiofrequentie-energie (niet-ioniserend, wat betekent dat de fotonen te zwak zijn om chemische verbindingen te verbreken) vaak met ioniserende röntgenstraling, enz. Straling (echt gevaarlijk). Sommigen geloven dat ze "overgevoelig" zijn voor draadloze straling, hoewel wetenschappers deze gevoeligheid niet hebben kunnen aantonen in goed geblindeerde en gecontroleerde onderzoeken. Sommige mensen voelen zich bedreigd door het alomtegenwoordige aantal antennes dat voor draadloze communicatie wordt gebruikt. De wetenschappelijke literatuur bevat veel gezondheidsgerelateerde rapporten van wisselende kwaliteit waaruit een angstaanjagend verhaal kan worden afgeleid. Sommige wetenschappers denken dat er inderdaad sprake kan zijn van een gezondheidsprobleem (hoewel de gezondheidsautoriteit vond dat ze er weinig last van hadden, maar zei dat er "meer onderzoek" nodig was). En zo gaat het maar door.

Blootstellingsbeoordelingen spelen hierbij een rol. Consumenten kunnen goedkope maar zeer gevoelige RF-detectoren kopen en RF-signalen in hun omgeving onderzoeken, waarvan er veel zijn. Sommige van deze apparaten 'klikken' wanneer ze radiofrequentiepulsen meten van apparaten zoals Wi-Fi-toegangspunten en klinken voor de wereld als een geigerteller in een kernreactor. Eng. Sommige RF-meters worden ook verkocht voor het opsporen van spoken, maar dat is een andere toepassing.
Vorig jaar publiceerde het British Medical Journal een oproep om de uitrol van 5G te staken totdat de veiligheid van de technologie is vastgesteld. Wat vindt u van deze oproepen? Denkt u dat ze het betrokken deel van het publiek zullen informeren over de gezondheidseffecten van blootstelling aan RF-straling, of dat ze juist voor meer verwarring zullen zorgen? Foster: U verwijst naar een opiniestuk van [epidemioloog John] Frank, en ik ben het met het grootste deel ervan oneens. De meeste gezondheidsinstanties die de wetenschappelijke gegevens hebben beoordeeld, hebben simpelweg opgeroepen tot meer onderzoek, maar ten minste één instantie – de Nederlandse Gezondheidsraad – heeft opgeroepen tot een moratorium op de uitrol van high-band 5G totdat er meer veiligheidsonderzoek is gedaan. Deze aanbevelingen zullen ongetwijfeld de aandacht van het publiek trekken (hoewel HCN het ook onwaarschijnlijk acht dat er gezondheidsrisico's zijn).
Frank schrijft in zijn artikel: "De opkomende krachten van laboratoriumonderzoeken suggereren dat RF-EMV [radiofrequente elektromagnetische velden] destructieve biologische effecten heeft."

Dat is het probleem: er zijn duizenden studies naar de biologische effecten van RF in de literatuur. Eindpunten, relevantie voor de gezondheid, kwaliteit van de studies en blootstellingsniveaus liepen sterk uiteen. De meeste rapporteerden een effect, bij alle frequenties en alle blootstellingsniveaus. De meeste studies liepen echter een aanzienlijk risico op vertekening (onvoldoende dosimetrie, gebrek aan blindering, kleine steekproefomvang, enz.) en veel studies waren inconsistent met andere. "Opkomende sterke punten van onderzoek" zijn niet erg zinvol voor deze obscure literatuur. Frank zou moeten vertrouwen op nauwkeuriger onderzoek door gezondheidsinstanties. Deze hebben er consequent niet in geslaagd om duidelijk bewijs te vinden voor de nadelige effecten van omgevings-RF-velden.
Frank klaagde over de inconsistentie in de publieke discussie over "5G", maar hij maakte dezelfde fout door bij 5G geen frequentiebanden te noemen. Sterker nog, 5G in de lage en middenband werkt op frequenties die dicht bij de huidige mobiele banden liggen en lijkt geen nieuwe blootstellingsproblemen op te leveren. 5G in de hoge band werkt op frequenties die iets onder het mmWave-bereik liggen, beginnend bij 30 GHz. Er zijn weinig onderzoeken gedaan naar de biologische effecten in dit frequentiebereik, maar de energie dringt nauwelijks door de huid en gezondheidsinstanties hebben geen zorgen geuit over de veiligheid ervan bij gangbare blootstellingsniveaus.
Frank specificeerde niet welk onderzoek hij wilde doen voordat hij "5G" zou uitrollen, wat hij ook bedoelde. De [FCC] vereist dat licentiehouders zich houden aan de blootstellingslimieten, die vergelijkbaar zijn met die in de meeste andere landen. Er is geen precedent voor een nieuwe RF-technologie die direct wordt beoordeeld op RF-effecten op de gezondheid voordat deze wordt goedgekeurd. Daarvoor is mogelijk een eindeloze reeks onderzoeken nodig. Als de FCC-beperkingen niet veilig zijn, moeten ze worden gewijzigd.

Voor een gedetailleerd overzicht van onderzoek naar de biologische effecten van 5G, zie het artikel van [Ken] Karipidis, waarin hij concludeerde dat "er geen sluitend bewijs is dat lage RF-velden boven de 6 GHz, zoals die worden gebruikt door 5G-netwerken, schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid". Het artikel pleitte ook voor meer onderzoek.
De wetenschappelijke literatuur is gemengd, maar gezondheidsinstanties hebben tot nu toe geen duidelijk bewijs gevonden van gezondheidsrisico's veroorzaakt door RF-velden in de omgeving. De wetenschappelijke literatuur over de biologische effecten van mmWave is echter relatief beperkt, met ongeveer 100 onderzoeken, en van wisselende kwaliteit.
De overheid verdient veel geld aan de verkoop van spectrum voor 5G-communicatie en zou een deel daarvan moeten investeren in hoogwaardig gezondheidsonderzoek, met name 5G met een hoge bandbreedte. Persoonlijk maak ik mij meer zorgen over de mogelijke impact van te veel schermtijd op de ontwikkeling van kinderen en over privacykwesties.
Bestaan ​​er verbeterde methoden voor dosimetrie? Zo ja, wat zijn de meest interessante of veelbelovende voorbeelden?

Foster: De grootste vooruitgang ligt waarschijnlijk in de computerdosimetrie met de introductie van finite difference time domain (FDTD)-methoden en numerieke modellen van het lichaam op basis van medische beelden met een hoge resolutie. Hiermee kan heel nauwkeurig de absorptie van RF-energie door het lichaam uit elke bron worden berekend. Computerdosimetrie heeft nieuw leven ingeblazen in gevestigde medische therapieën, zoals hyperthermie voor de behandeling van kanker, en heeft geleid tot de ontwikkeling van verbeterde MRI-beeldvormingssystemen en veel andere medische technologieën.
Michael Koziol is associate editor bij IEEE Spectrum en houdt zich bezig met alle aspecten van telecommunicatie. Hij is afgestudeerd aan de Universiteit van Seattle met een bachelordiploma in Engels en natuurkunde en een masterdiploma in wetenschapsjournalistiek aan de Universiteit van New York.
In 1992 nam Asad M. Madni de leiding over BEI Sensors and Controls. Hij kreeg de leiding over een productlijn met diverse sensoren en traagheidsnavigatieapparatuur, maar had een kleinere klantenkring, voornamelijk in de lucht- en ruimtevaart- en defensie-elektronica-industrie.

De Koude Oorlog was voorbij en de Amerikaanse defensie-industrie stortte in. En het zal nog wel even duren voordat de zaken weer op gang komen. BEI moest snel nieuwe klanten vinden en aantrekken.
Om deze klanten binnen te halen, moet het bedrijf de mechanische traagheidssensorsystemen laten vallen en overstappen op onbewezen nieuwe kwartstechnologie. Ook moeten kwartssensoren geminiaturiseerd worden en moet een fabrikant die tienduizenden dure sensoren per jaar produceert, overstappen op een fabrikant van de sensor die miljoenen goedkoper produceert.
Madni heeft er hard aan gewerkt om dit te realiseren en heeft met de GyroChip meer succes geboekt dan iemand zich had kunnen voorstellen. Deze goedkope traagheidssensor is de eerste in zijn soort die in een auto is geïntegreerd, waardoor elektronische stabiliteitscontrolesystemen (ESC) slip kunnen detecteren en de remmen kunnen bedienen om kantelen te voorkomen. Omdat ESC's in de vijf jaar tussen 2011 en 2015 in alle nieuwe auto's werden geïnstalleerd, hebben deze systemen alleen al in de Verenigde Staten 7.000 levens gered, aldus de National Highway Traffic Safety Administration.
Deze apparatuur vormt nog steeds de kern van talloze commerciële en particuliere vliegtuigen, en ook van stabiliteitscontrolesystemen voor Amerikaanse raketsystemen. Het toestel is zelfs naar Mars gereisd als onderdeel van de Pathfinder Sojourner-rover.
Huidige functie: Distinguished Adjunct Professor aan de UCLA; gepensioneerd president, CEO en CTO van BEI Technologies

Opleiding: 1968, RCA College; BS, 1969 en 1972, MS, UCLA, beide in elektrotechniek; Ph.D., California Coast University, 1987
Helden: In het algemeen heeft mijn vader mij geleerd hoe ik moet leren, hoe ik mens moet zijn en de betekenis van liefde, mededogen en empathie; in de kunst, Michelangelo; in de wetenschap, Albert Einstein; in de techniek In, Claude Shannon
Favoriete muziek: In de westerse muziek: de Beatles, Rolling Stones, Elvis; Oosterse muziek: Ghazals
Organisatieleden: IEEE Life Fellow; US National Academy of Engineering; UK Royal Academy of Engineering; Canadian Academy of Engineering
Meest betekenisvolle onderscheiding: IEEE Medal of Honor: "Baanbrekende bijdragen aan de ontwikkeling en commercialisering van innovatieve sensor- en systeemtechnologieën, en uitmuntend onderzoeksleiderschap"; UCLA Alumni van het Jaar 2004
Madni ontving in 2022 de IEEE Medal of Honor voor haar baanbrekende werk op het gebied van GyroChip, naast andere bijdragen aan technologische ontwikkeling en leiderschap in onderzoek.
Techniek was niet Madni's eerste keus. Hij wilde een goede kunstenaar/schilder worden. Maar de financiële situatie van zijn familie in Mumbai, India (toen nog Mumbai) in de jaren 50 en 60 zorgde ervoor dat hij zich ging richten op techniek, met name elektronica, dankzij zijn interesse in de nieuwste innovaties op het gebied van draagbare transistorradio's. In 1966 verhuisde hij naar de Verenigde Staten om elektronica te studeren aan het RCA College in New York City. Dit college werd begin 1900 opgericht om radiotelegrafisten en technici op te leiden.
"Ik wil een ingenieur worden die dingen kan uitvinden," zei Madeney, "en dingen kan doen die uiteindelijk een impact op mensen hebben. Want als ik geen impact op mensen kan hebben, heb ik het gevoel dat mijn carrière niet volbracht zal zijn."

Madni ging in 1969 naar UCLA met een bachelordiploma in elektrotechniek. Hij volgde twee jaar de opleiding Elektronische Technologie aan het RCA College. Daarna behaalde hij een masterdiploma en een doctoraat, waarbij hij digitale signaalverwerking en frequentiedomeinreflectometrie gebruikte om telecommunicatiesystemen te analyseren voor zijn scriptieonderzoek. Tijdens zijn studie werkte hij ook als docent aan de Pacific State University, werkte hij bij de retailer David Orgell in Beverly Hills op de afdeling voorraadbeheer en was hij ingenieur en ontwierp hij computerrandapparatuur bij Pertec.
In 1975, toen hij net verloofd was en op aandringen van een voormalige klasgenoot, solliciteerde hij naar een baan op de magnetronafdeling van Systron Donner.
Madni begon bij Systron Donner met het ontwerpen van 's werelds eerste spectrumanalysator met digitale opslag. Hij had nog nooit eerder een spectrumanalysator gebruikt - ze waren destijds erg duur - maar hij kende de theorie goed genoeg om zichzelf ervan te overtuigen de baan aan te nemen. Vervolgens bracht hij zes maanden door met testen en deed hij praktische ervaring op met het instrument voordat hij probeerde het opnieuw te ontwerpen.
Het project duurde twee jaar en resulteerde volgens Madni in drie belangrijke patenten. Daarmee luidde hij zijn "klim naar grotere en betere dingen" in. Ook leerde hij het verschil waarderen tussen "het hebben van theoretische kennis en het commercialiseren van technologie die anderen kan helpen", zei hij.

We kunnen de RF-passieve componenten ook aanpassen aan uw wensen. U kunt de aanpassingspagina openen om de gewenste specificaties op te geven.
https://www.keenlion.com/customization/

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