Habari

Tovuti ya IEEE huweka vidakuzi kwenye kifaa chako ili kukupa uzoefu bora wa mtumiaji. Kwa kutumia tovuti yetu, unakubali kuwekwa kwa vidakuzi hivi. Ili kupata maelezo zaidi, tafadhali soma Sera yetu ya Faragha.

Wataalamu wanaoongoza katika kipimo cha RF wanachambua maumivu ya 5G—na tofauti kati ya mfiduo na kipimo

Kenneth R. Foster ana uzoefu wa miongo kadhaa akisoma mionzi ya masafa ya redio (RF) na athari zake kwenye mifumo ya kibiolojia. Sasa, ameshiriki katika utafiti mpya kuhusu mada hii na watafiti wengine wawili, Marvin Ziskin na Quirino Balzano. Kwa pamoja, wote watatu (wote walioajiriwa kama watafiti wa IEEE) wana uzoefu wa zaidi ya karne moja kuhusu mada hii.
Utafiti huo, uliochapishwa katika Jarida la Kimataifa la Utafiti wa Mazingira na Afya ya Umma mnamo Februari, uliangalia miaka 75 iliyopita ya utafiti kuhusu tathmini ya mfiduo wa RF na kipimo. Ndani yake, waandishi wenza wanaelezea kwa undani jinsi uwanja huo umepiga hatua na kwa nini wanauona kama hadithi ya mafanikio ya kisayansi.
IEEE Spectrum ilizungumza kupitia barua pepe na profesa mstaafu wa Chuo Kikuu cha Pennsylvania Foster. Tulitaka kujifunza zaidi kuhusu kwa nini tafiti za tathmini ya mfiduo wa RF zinafanikiwa sana, ni nini kinachofanya kipimo cha RF kuwa kigumu sana, na kwa nini wasiwasi wa umma kuhusu afya na mionzi isiyotumia waya hauonekani kamwe kutoweka.
Kwa wale wasiojua tofauti hiyo, ni tofauti gani kati ya kipimo cha dawa na kipimo cha dawa?

Kenneth Foster: Katika muktadha wa usalama wa RF, mfiduo unamaanisha uwanja ulio nje ya mwili, na kipimo kinamaanisha nishati inayofyonzwa ndani ya tishu za mwili. Zote mbili ni muhimu kwa matumizi mengi - kwa mfano, utafiti wa matibabu, afya ya kazini, na usalama wa vifaa vya elektroniki vya watumiaji.
"Kwa mapitio mazuri ya utafiti kuhusu athari za kibiolojia za 5G, tazama makala ya [Ken] Karipidis, ambayo haikupata 'ushahidi kamili kwamba sehemu za RF za kiwango cha chini zaidi ya 6 GHz, kama zile zinazotumiwa na mitandao ya 5G, zina madhara kwa afya ya binadamu.'" -- Kenneth R. Foster, Chuo Kikuu cha Pennsylvania
Foster: Kupima sehemu za RF katika nafasi huru si tatizo. Tatizo halisi linalojitokeza katika baadhi ya matukio ni tofauti kubwa ya mfiduo wa RF. Kwa mfano, wanasayansi wengi wanachunguza viwango vya sehemu za RF katika mazingira ili kushughulikia masuala ya afya ya umma. Kwa kuzingatia idadi kubwa ya vyanzo vya RF katika mazingira na kuoza kwa kasi kwa sehemu za RF kutoka chanzo chochote, hii si kazi rahisi. Kuainisha kwa usahihi mfiduo wa mtu binafsi kwenye sehemu za RF ni changamoto halisi, angalau kwa wanasayansi wachache wanaojaribu kufanya hivyo.

Wakati wewe na waandishi wenzako mlipoandika makala yako ya IJERPH, je, lengo lenu lilikuwa kuonyesha mafanikio na changamoto za kipimo cha kipimo cha tafiti za tathmini ya mfiduo? Foster: Lengo letu ni kuonyesha maendeleo ya ajabu ambayo utafiti wa tathmini ya mfiduo umefanya kwa miaka mingi, ambayo yameongeza uwazi mwingi katika utafiti wa athari za kibiolojia za nyanja za masafa ya redio na imesababisha maendeleo makubwa katika teknolojia ya matibabu.
Je, vifaa katika maeneo haya vimeimarika kiasi gani? Je, unaweza kuniambia ni vifaa gani vilivyokuwepo mwanzoni mwa kazi yako, kwa mfano, ikilinganishwa na vinavyopatikana leo? Je, vifaa vilivyoboreshwa vinachangiaje mafanikio ya tathmini za ufichuzi?
Foster: Vyombo vinavyotumika kupima nyanja za RF katika utafiti wa afya na usalama vinazidi kuwa vidogo na vyenye nguvu zaidi. Nani angefikiria miongo michache iliyopita kwamba vyombo vya biashara vingekuwa imara vya kutosha kuletwa mahali pa kazi, vyenye uwezo wa kupima nyanja za RF zenye nguvu za kutosha kusababisha hatari kazini, lakini nyeti vya kutosha kupima nyanja dhaifu kutoka kwa antena za mbali? Wakati huo huo, amua wigo sahihi wa ishara ili kutambua chanzo chake?
Ni nini hutokea teknolojia isiyotumia waya inapohamia kwenye bendi mpya za masafa—kwa mfano, mawimbi ya milimita na terahertz kwa simu za mkononi, au 6 GHz kwa Wi-Fi?
Foster: Tena, tatizo linahusiana na ugumu wa hali ya mfiduo, sio vifaa. Kwa mfano, vituo vya msingi vya seli vya 5G vyenye bendi kubwa hutoa miale mingi inayopita angani. Hii inafanya iwe vigumu kupima mfiduo kwa watu walio karibu na maeneo ya seli ili kuthibitisha kwamba mfiduo ni salama (kama ilivyo karibu kila mara).
"Mimi binafsi nina wasiwasi zaidi kuhusu athari zinazowezekana za muda mwingi wa kutumia vifaa vya mkononi kwenye ukuaji wa mtoto na masuala ya faragha." - Kenneth R. Foster, Chuo Kikuu cha Pennsylvania

Ikiwa tathmini ya mfiduo ni tatizo lililotatuliwa, ni nini kinachofanya kuruka katika kipimo sahihi kuwa vigumu sana? Ni nini kinachofanya cha kwanza kuwa rahisi zaidi kuliko cha mwisho?
Foster: Kipimo cha kipimo ni kigumu zaidi kuliko tathmini ya mfiduo. Kwa ujumla huwezi kuingiza kipima joto cha RF mwilini mwa mtu. Kuna sababu nyingi kwa nini unaweza kuhitaji taarifa hii, kama vile katika matibabu ya hyperthermia kwa ajili ya matibabu ya saratani, ambapo tishu lazima zipashwe joto hadi viwango vilivyoainishwa. Ikiwa joto ni dogo sana na hakuna faida ya matibabu, ni nyingi sana na utamchoma mgonjwa.
Je, unaweza kuniambia zaidi kuhusu jinsi kipimo cha kipimo kinavyofanywa leo? Kama huwezi kuingiza kipimo kwenye mwili wa mtu, ni jambo gani linalofuata bora zaidi?
Foster: Ni sawa kutumia mita za RF za kizamani kupima mashamba hewani kwa madhumuni mbalimbali. Bila shaka hii ni hali ilivyo kwa kazi ya usalama kazini, ambapo unahitaji kupima mashamba ya masafa ya redio yanayotokea kwenye miili ya wafanyakazi. Kwa hyperthermia ya kliniki, bado unaweza kuhitaji kuwaweka wagonjwa kwenye probe za joto, lakini kipimo cha hesabu kimeboresha sana usahihi wa kupima vipimo vya joto na kimesababisha maendeleo muhimu katika teknolojia. Kwa tafiti za athari za kibiolojia za RF (kwa mfano, kutumia antena zilizowekwa kwenye wanyama), ni muhimu kujua ni kiasi gani cha nishati ya RF kinachofyonzwa mwilini na mahali kinapoenda. Huwezi tu kupunga simu yako mbele ya mnyama kama chanzo cha mfiduo (lakini baadhi ya wachunguzi hufanya hivyo). Kwa tafiti kubwa, kama vile utafiti wa hivi karibuni wa Programu ya Kitaifa ya Sumu kuhusu mfiduo wa maisha yote kwa nishati ya RF kwa panya, hakuna njia mbadala halisi ya kipimo cha hesabu kilichohesabiwa.
Unafikiri kwa nini kuna wasiwasi mwingi unaoendelea kuhusu mionzi isiyotumia waya kiasi kwamba watu hupima viwango vyao nyumbani?

Foster: Mtazamo wa hatari ni biashara tata. Sifa za mionzi ya redio mara nyingi husababisha wasiwasi. Huwezi kuiona, hakuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya mfiduo na athari mbalimbali ambazo baadhi ya watu wana wasiwasi nazo, watu huwa wanachanganya nishati ya masafa ya redio (isiyo na ioni, ikimaanisha kuwa fotoni zake ni dhaifu sana kuvunja vifungo vya kemikali) na miale ya X inayotoa ioni, n.k. Mionzi (hatari sana). Baadhi wanaamini kuwa "wana hisia kali" kwa mionzi isiyotumia waya, ingawa wanasayansi hawajaweza kuonyesha unyeti huu katika tafiti zilizopofushwa na kudhibitiwa vizuri. Baadhi ya watu wanahisi kutishiwa na idadi kubwa ya antena zinazotumika kwa mawasiliano yasiyotumia waya. Machapisho ya kisayansi yana ripoti nyingi zinazohusiana na afya zenye ubora tofauti ambazo mtu anaweza kupata hadithi ya kutisha. Baadhi ya wanasayansi wanaamini kwamba kunaweza kuwa na tatizo la kiafya (ingawa shirika la afya liligundua kuwa hawakuwa na wasiwasi mkubwa lakini lilisema "utafiti zaidi" unahitajika). Orodha inaendelea.

Tathmini za mfiduo zina jukumu katika hili. Wateja wanaweza kununua vigunduzi vya RF vya bei nafuu lakini nyeti sana na kuchunguza mawimbi ya RF katika mazingira yao, ambayo ni mengi. Baadhi ya vifaa hivi "hubofya" vinapopima mapigo ya masafa ya redio kutoka kwa vifaa kama vile sehemu za kufikia Wi-Fi, na vitasikika kama kaunta ya Geiger katika mtambo wa nyuklia kwa ulimwengu. Inatisha. Baadhi ya mita za RF pia zinauzwa kwa ajili ya uwindaji wa mizimu, lakini hii ni programu tofauti.
Mwaka jana, Jarida la Kimatibabu la Uingereza lilichapisha wito wa kusimamisha utumaji wa 5G hadi usalama wa teknolojia utakapobainika. Unafikiri nini kuhusu simu hizi? Je, unafikiri zitasaidia kuwafahamisha sehemu ya umma inayohusika kuhusu athari za kiafya za kuathiriwa na RF, au kusababisha mkanganyiko zaidi? Mlezi: Unarejelea makala ya maoni ya [mtaalamu wa magonjwa ya mlipuko John] Frank, na sikubaliani na mengi yake. Mashirika mengi ya afya ambayo yamepitia sayansi yametoa wito wa utafiti zaidi, lakini angalau moja - bodi ya afya ya Uholanzi - imetoa wito wa kusitishwa kwa uzinduzi wa 5G ya kiwango cha juu hadi utafiti zaidi wa usalama utakapofanyika. Mapendekezo haya hakika yatavutia umakini wa umma (ingawa HCN pia inaona kuwa haiwezekani kwamba kuna wasiwasi wowote wa kiafya).
Katika makala yake, Frank anaandika, "Nguvu zinazoibuka za tafiti za maabara zinaonyesha [mashamba ya sumakuumeme ya masafa ya redio] athari za kibiolojia zenye uharibifu za RF-EMF."

Hilo ndilo tatizo: kuna maelfu ya tafiti za athari za kibiolojia za RF katika fasihi. Vipimo vya mwisho, umuhimu kwa afya, ubora wa utafiti na viwango vya mfiduo vilitofautiana sana. Mengi yao yaliripoti aina fulani ya athari, katika masafa yote na viwango vyote vya mfiduo. Hata hivyo, tafiti nyingi zilikuwa katika hatari kubwa ya upendeleo (kipimo kisichotosha, ukosefu wa upofu, ukubwa mdogo wa sampuli, n.k.) na tafiti nyingi hazikuwa sawa na zingine. "Nguvu za utafiti zinazoibuka" hazina maana sana kwa fasihi hii isiyoeleweka. Frank anapaswa kutegemea uchunguzi wa karibu kutoka kwa mashirika ya afya. Hizi zimeshindwa kupata ushahidi dhahiri wa athari mbaya za nyanja za RF za mazingira.
Frank alilalamika kuhusu kutolingana katika kujadili hadharani "5G" -- lakini alifanya kosa lile lile kwa kutotaja bendi za masafa aliporejelea 5G. Kwa kweli, 5G ya bendi ya chini na bendi ya kati hufanya kazi katika masafa yaliyo karibu na bendi za mkononi za sasa na haionekani kuwasilisha masuala mapya ya mfiduo. 5G ya bendi ya juu hufanya kazi katika masafa chini kidogo ya kiwango cha mmWave, kuanzia 30 GHz. Tafiti chache zimefanywa kuhusu athari za kibiolojia katika kiwango hiki cha masafa, lakini nishati hiyo hupenya ngozi kwa shida, na mashirika ya afya hayajatoa wasiwasi kuhusu usalama wake katika viwango vya kawaida vya mfiduo.
Frank hakubainisha ni utafiti gani alitaka kufanya kabla ya kusambaza "5G," chochote alichomaanisha. [FCC] inawataka wenye leseni kuzingatia mipaka yake ya mfiduo, ambayo ni sawa na ile iliyo katika nchi zingine nyingi. Hakuna mfano wowote kwa teknolojia mpya ya RF kutathminiwa moja kwa moja kwa athari za kiafya za RF kabla ya kuidhinishwa, ambayo inaweza kuhitaji mfululizo usio na mwisho wa tafiti. Ikiwa vikwazo vya FCC si salama, vinapaswa kubadilishwa.

Kwa mapitio ya kina ya utafiti wa athari za kibiolojia wa 5G, tazama makala ya [Ken] Karipidis, ambayo iligundua "hakuna ushahidi kamili kwamba sehemu za RF za kiwango cha chini zaidi ya 6 GHz, kama zile zinazotumiwa na mitandao ya 5G, zina madhara kwa afya ya binadamu. Mapitio pia yalitaka utafiti zaidi."
Machapisho ya kisayansi yamechanganywa, lakini hadi sasa, mashirika ya afya hayajapata ushahidi wowote wa wazi wa hatari za kiafya kutoka nyanja za RF za mazingira. Lakini kwa hakika, machapisho ya kisayansi kuhusu athari za kibiolojia za mmWave ni madogo kiasi, yakiwa na takriban tafiti 100, na yana ubora tofauti.
Serikali inapata pesa nyingi kwa kuuza wigo wa mawasiliano ya 5G, na inapaswa kuwekeza baadhi yake katika utafiti wa afya wa hali ya juu, haswa 5G ya kiwango cha juu. Binafsi, nina wasiwasi zaidi kuhusu athari inayowezekana ya muda mwingi wa kutumia kifaa kwenye masuala ya ukuaji wa mtoto na faragha.
Je, kuna mbinu zilizoboreshwa za kazi ya dosimetri? Ikiwa ndivyo, ni mifano gani ya kuvutia au yenye matumaini zaidi?

Foster: Labda maendeleo makubwa ni katika kipimo cha hesabu kwa kuanzishwa kwa mbinu za kikoa cha muda tofauti (FDTD) na mifano ya nambari ya mwili kulingana na picha za kimatibabu zenye ubora wa juu. Hii inaruhusu hesabu sahihi sana ya unyonyaji wa nishati ya RF mwilini kutoka chanzo chochote. Kipimo cha hesabu kimetoa uhai mpya kwa tiba zilizoanzishwa za kimatibabu, kama vile hyperthermia inayotumika kutibu saratani, na imesababisha maendeleo ya mifumo bora ya upigaji picha wa MRI na teknolojia nyingine nyingi za kimatibabu.
Michael Koziol ni mhariri msaidizi katika IEEE Spectrum, akishughulikia maeneo yote ya mawasiliano ya simu. Yeye ni mhitimu wa Chuo Kikuu cha Seattle mwenye Shahada ya Kwanza katika Kiingereza na Fizikia, na Shahada ya Uzamili katika Uandishi wa Habari za Sayansi kutoka Chuo Kikuu cha New York.
Mnamo 1992, Asad M. Madni alichukua usukani wa Sensors and Controls za BEI, akisimamia safu ya bidhaa iliyojumuisha aina mbalimbali za sensors na vifaa vya urambazaji visivyotumia nguvu, lakini ilikuwa na idadi ndogo ya wateja—hasa viwanda vya vifaa vya elektroniki vya anga na ulinzi.

Vita Baridi viliisha na tasnia ya ulinzi ya Marekani ikaanguka. Na biashara haitapona hivi karibuni. BEI ilihitaji kutambua na kuvutia wateja wapya haraka.
Kupata wateja hawa kunahitaji kuachana na mifumo ya vitambuzi vya inertial vya kampuni na badala yake kutumia teknolojia mpya ya quartz ambayo haijathibitishwa, kupunguza vitambuzi vya quartz, na kubadilisha mtengenezaji anayezalisha makumi ya maelfu ya vitambuzi vya gharama kubwa kwa mwaka hadi kuzalisha mamilioni kwa bei nafuu zaidi.
Madni alijitahidi sana kufanikisha hilo na akapata mafanikio zaidi kuliko mtu yeyote angeweza kufikiria kwa GyroChip. Kipimaji hiki cha inertial kisicho ghali ni cha kwanza cha aina yake kuunganishwa kwenye gari, na kuwezesha mifumo ya udhibiti wa utulivu wa kielektroniki (ESC) kugundua kuteleza na kuendesha breki ili kuzuia kupinduka. Kwa kuwa ESC ziliwekwa katika magari yote mapya katika kipindi cha miaka mitano kuanzia 2011 hadi 2015, mifumo hii iliokoa maisha 7,000 nchini Marekani pekee, kulingana na Utawala wa Kitaifa wa Usalama Barabarani Barabarani.
Vifaa hivyo vinaendelea kuwa kitovu cha ndege nyingi za kibiashara na za kibinafsi, pamoja na mifumo ya udhibiti wa uthabiti kwa mifumo ya mwongozo wa makombora ya Marekani. Hata ilisafiri hadi Mirihi kama sehemu ya rover ya Pathfinder Sojourner.
Jukumu la sasa: Profesa Msaidizi Maarufu katika UCLA; Rais Mstaafu, Mkurugenzi Mtendaji na Afisa Mkuu wa Teknolojia za BEI

Elimu: 1968, Chuo cha RCA; Shahada ya Kwanza ya Sayansi, 1969 na 1972, Shahada ya Uzamili ya Sayansi, UCLA, zote mbili katika Uhandisi wa Umeme; Shahada ya Uzamivu, Chuo Kikuu cha Pwani cha California, 1987
Mashujaa: Kwa ujumla, baba yangu alinifundisha jinsi ya kujifunza, jinsi ya kuwa binadamu, na maana ya upendo, huruma, na huruma; katika sanaa, Michelangelo; katika sayansi, Albert Einstein; katika uhandisi. Katika, Claude Shannon
Muziki unaopendwa zaidi: Katika muziki wa Magharibi, Beatles, Rolling Stones, Elvis; muziki wa Mashariki, Ghazals
Wanachama wa shirika: IEEE Life Fellow; Chuo cha Kitaifa cha Uhandisi cha Marekani; Chuo cha Kifalme cha Uhandisi cha Uingereza; Chuo cha Uhandisi cha Kanada
Tuzo yenye maana zaidi: Nishani ya Heshima ya IEEE: "Michango ya upainia katika maendeleo na uuzaji wa teknolojia bunifu za kuhisi na mifumo, na uongozi bora wa utafiti"; Wahitimu wa Mwaka wa UCLA 2004
Madni alipokea Nishani ya Heshima ya IEEE ya 2022 kwa kuanzilishi GyroChip, miongoni mwa michango mingine katika ukuzaji wa teknolojia na uongozi wa utafiti.
Uhandisi haukuwa kazi ya kwanza ya Madni kuchagua. Alitaka kuwa msanii mzuri na mchoraji. Lakini hali ya kifedha ya familia yake huko Mumbai, India (wakati huo Mumbai) katika miaka ya 1950 na 1960 ilimgeuza kuwa uhandisi—hasa vifaa vya elektroniki, kutokana na kupendezwa kwake na uvumbuzi wa hivi karibuni uliomo katika redio za transistor za mfukoni. Mnamo 1966, alihamia Marekani kusoma vifaa vya elektroniki katika Chuo cha RCA huko New York City, ambacho kiliundwa mwanzoni mwa miaka ya 1900 ili kuwafunza waendeshaji na mafundi wasiotumia waya.
"Nataka kuwa mhandisi ninayeweza kuvumbua vitu," Madeney alisema, "na kufanya mambo ambayo hatimaye yatawaathiri wanadamu. Kwa sababu kama siwezi kuwaathiri wanadamu, nahisi kama kazi yangu haitatimizwa."

Madni aliingia UCLA mnamo 1969 akiwa na shahada ya kwanza katika uhandisi wa umeme baada ya miaka miwili katika programu ya Teknolojia ya Elektroniki katika Chuo cha RCA. Aliendelea kusomea shahada ya uzamili na udaktari, akitumia usindikaji wa mawimbi ya kidijitali na reflekometri ya kikoa cha masafa kuchambua mifumo ya mawasiliano kwa ajili ya utafiti wake wa nadharia. Wakati wa masomo yake, pia alifanya kazi kama mhadhiri katika Chuo Kikuu cha Pacific State, alifanya kazi katika usimamizi wa hesabu katika muuzaji wa Beverly Hills David Orgell, na kama mhandisi akibuni vifaa vya kompyuta vya pembeni huko Pertec.
Kisha, mwaka wa 1975, akiwa amechumbiwa hivi karibuni na kwa msisitizo wa mwanafunzi mwenzake wa zamani, aliomba kazi katika idara ya microwave ya Systron Donner.
Madni alianza kubuni kichambuzi cha kwanza cha wigo duniani chenye hifadhi ya kidijitali huko Systron Donner. Hakuwahi kutumia kichambuzi cha wigo hapo awali—kilikuwa ghali sana wakati huo—lakini alijua nadharia hiyo vizuri vya kutosha kujishawishi kuchukua kazi hiyo. Kisha alitumia miezi sita kujaribu, akipata uzoefu wa vitendo na kifaa hicho kabla ya kujaribu kukibuni upya.
Mradi huo ulichukua miaka miwili na, kulingana na Madni, ulisababisha hati miliki tatu muhimu, kuanzia "kupanda kwake hadi vitu vikubwa na bora zaidi." Pia ulimfundisha kuthamini tofauti kati ya "maana ya kuwa na maarifa ya kinadharia na kufanya teknolojia ya kibiashara ambayo inaweza kuwasaidia wengine," alisema.

Tunaweza pia kubinafsisha vipengele vya rf visivyotumika kulingana na mahitaji yako. Unaweza kuingia kwenye ukurasa wa kubinafsisha ili kutoa vipimo unavyohitaji.
https://www.keenlion.com/customization/

Emali:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com