روشی برای پرتوگیری بدن انسان از فناوری 5G در تلفن همراه

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با همکاری محققان انستیتو پلی تکنیک پاریس طی پروژه‌ای موفق شدند روشی جدید را برای پرتوگیری مدل بدن انسان از گوشی تلفن همراه موج میلیمتری مخابرات نسل پنجم ارائه کنند.

سید فراز جعفری، دانش‌آموخته دکتری انستیتو پلی تکنیک پاریس و دانشگاه امیرکبیر و مجری طرح «پرتوگیری مدل بدن انسان از گوشی تلفن همراه موج میلیمتری مخابرات نسل پنجم» که آن را با راهنمایی دکتر رضا صراف شیرازی و دکتر غلامرضا مرادی از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر Joe Wiart و دکتر Alain Sibille از اعضای هیات علمی انستیتو پلی تکنیک پاریس انجام داده است، گفت: با توجه به رشد سریع تکنولوژی‌های بی‌سیم، نگرانی‌های مرتبط با سلامت جسمی و روانی در مواقع استفاده از این دستگاه‌ها افزایش یافته است.

به گزارش ایسنا، استانداردهایی باید رعایت شوند تا سلامت اپراتور یا مصرف کننده در هنگام استفاده از دستگاه‌های بی سیم به مخاطره نیفتد.

این محقق با بیان اینکه استفاده از تلفن همراه و یا هر دستگاهی که به صورت بی سیم کار می‌کند مانند تلفن بی سیم خانگی نیز نیازمند رعایت استانداردهایی است، اظهار کرد: سازمان بهداشت جهانی (WHO) مقدار مشخصی از تابش امواج را تعیین می‌کند تا میزان پرتوگیری انسان ناشی از دستگاه‌های بی سیم از این حد مجاز فراتر نرود.

وی تصریح کرد: نقش مهندسان در رشته برق با گرایش مخابرات-میدان به توسعه روش‌های اندازه‌گیری و محاسبه مقدار تابش در بدن انسان بسیار مهم است که این مساله در فرکانس‌های بالای ۶ گیگاهرتز در تکنولوژی ۵G به علت عمق نفوذ سطحی امواج در داخل بدن بسیار چالشی است.

این مهندسان باید معادلات پیچیده‌ای را مدل‌سازی کرده و دستگاه‌های اندازه‌گیری و تجهیزات مورد نیاز را طراحی کرده و توسعه دهند تا اطمینان حاصل شود که تابش در محدوده‌های ایمن برای سلامتی انسان‌ها باقی می‌ماند. این تلاش‌ها مسائل مهمی از جمله بهداشت عمومی و ایمنی در فناوری‌های بی‌سیم را تضمین می‌کند.

جعفری ادامه داد: در یک ارتباط مخابراتی، سیگنالی که در انتهای مسیر از دکل مخابراتی نزد کاربر دریافت می‌شود یا از دستگاه کاربر به دکل مخابراتی ارسال می‌شود، نگرانی از میزان انرژی EMF (الکترومغناطیسی) تحمیل شده به کاربر انسانی را افزایش می‌دهد.

در فرکانس‌های بالاتر از ۶ گیگاهرتز، جایی که سیستم‌های ارتباطاتی 5G در آینده کار می‌کنند، دو تغییر انتظار می‌رود که ممکن است نگرانی کاربران انسانی را افزایش دهد.

وی تاکید کرد: اول، فرستنده‌های بیشتری در ایستگاه‌های پایه (دکل‌های BTS مخابراتی) و در دستگاه‌های تلفن همراه بر این اساس کار خواهند کرد. دوم، پرتوهای باریک به عنوان راه حلی برای جبران تضعیف بیشتر در باندهای فرکانس بالا استفاده خواهند شد.

وی افزود: در تکنولوژی 5G انتقال داده در فرکانس‌های بالاتری نسبت به نسل‌های پیشین مخابراتی نظیر 4G و 3G صورت می‌پذیرد. اما برخلاف نگرانی‌های عموم جامعه که این افزایش فرکانس موجب آسیب بیشتر به بدن انسان می‌شود، باید گفت که عمق نفوذ این امواج در داخل بدن انسان نسبت به امواج در فرکانس‌های پایین‌تر کمتر است؛ یعنی این امواج تنها به لایه بیرونی بدن انسان نفوذ می‌کنند. بدین ترتیب نقاط آسیب پذیر بدن، پوست و چشم انسان در نظر گرفته می‌شود.

به گفته این پژوهشگر یافتن میزان دقیق پرتوگیری بسیار دشوارتر از نسل‌های پیشین مخابراتی است، بدین صورت که تاکنون روشی قابل اجرا با دقت مورد نظر برای این امواج وجود ندارد.

وی با اشاره به هدف این پروژه، گفت: هدف از این پروژه ارائه روشی برای تعیین میزان پرتوگیری بدن انسان از تلفن‌های همراهی که در فرکانس‌های 5G کار می‌کنند، بوده است.

جعفری ادامه داد: در این طرح دو روش برای اندازه‌گیری پرتوگیری در بدن انسان ناشی از تلفن‌های همراهی که در فرکانس‌های 5G (بالاتر از ۶ گیگاهرتز) کار می‌کنند، ارائه شده است.

وی با اشاره به روش اول، گفت: روش اول که روشی تهاجمی (اندازه‌گیری در داخل مایع معادل بدن انسان انجام می‌شود) محسوب می‌شود، بهبود روشی است که پیش‌تر برای تعیین نرخ جذب ویژه (SAR) ناشی از دستگاه‌هایی که در فرکانس‌های کمتر از ۶ گیگاهرتز کار می‌کنند، انجام می‌شده است؛ اما در این طرح این روش برای فرکانس‌های بالای ۶ گیگاهرتز ارتقاء یافته است.

مجری طرح اضافه کرد: اما روش دوم، روشی نوین است که برای اولین بار به صورت غیرتهاجمی (اندازه‌گیری میدان الکتریکی در اطراف آنتن) برای تعیین مقدار پرتوگیری ناشی از تلفن همراه هنگامی که بسیار نزدیک بدن قرار دارد (مانند هنگامی که شخص در حال مکالمه با تلفن همراه است) ارائه شده است.

وی ادامه داد: اندازه‌گیری پرتوگیری بدن انسان در محیط های آزمایشگاهی صورت می‌گیرد و به خصوص در محاسبه چگالی توان جذب شده (APD) ناشی از تلفن همراه (یا آنتنی) که در فرکانس مورد نظر کار می‌کند در کنار مدل مایع یا جامد معادل بدن انسان قرار می‌گیرد.

وی ادامه داد: روش‌های پیشنهادی راه را برای مدل جدیدی از ارزیابی APD، با درنظر گرفتن اثر تزویج بین آنتن و بدن انسان، برای تعیین میزان پرتوگیری بدن انسان در نزدیکی تلفن‌های همراهی که در فرکانس بالای ۶ گیگاهرتز (نسل پنجم مخابرات) کار می‌کنند، هموار می‌کند.

جعفری خاطر نشان کرد: برای قطعیت بخشیدن به روش‌های پیشنهادی، همکاری با محققان در فرانسه جهت انجام اندازه‌گیری پرتوگیری بدن انسان با استفاده از این روش‌ها در مرحله‌ عملی برنامه‌ریزی شده است.

وی توضیح داد: یکی از ویژگی‌های مهم این طرح، در نظر گرفتن اثر تزویج بین آنتن و بدن انسان هنگامی که آنتن در نزدیکی بدن انسان قرار دارد و تأثیر آن بر پرتوگیری بدن انسان است.

این ویژگی مهم برای اندازه‌گیری دقیق پرتوگیری بدن انسان در شرایط واقعی ارتباطی، بسیار حائز اهمیت است. این پروژه با در نظر گرفتن این ویژگی‌ها به ارتقاء دقت و کارایی در ارزیابی پرتوگیری بدن انسان در معرض امواج الکترومغناطیسی کمک خواهد کرد.

این پژوهشگر افزود: هرچند دستگاه‌های اندازه‌گیری میدان الکتریکی و مغناطیسی از قبل وجود داشته، اما استفاده از روش‌های ارائه شده در این طرح نوین بوده و تا کنون استفاده نشده است.

دکتر جعفری ادامه داد: مزیت‌های رقابتی طرح نتایج نشان داد که روش پیشنهادی یعنی اندازه‌گیری در داخل مدل بافت انسان به همراه بازسازی میدان رو به عقب روشی کارآمد و دقیق برای ارزیابی چگالی توان جذبی با در نظر گرفتن اثرات تزویج و انعکاس‌های مکرر است.

وی خاطر نشان کرد: از آن‌جایی که در روش پیشنهادی اندازه صفحه نمونه‌برداری شده نسبت به روش موج صفحه‌ای در فضای آزاد بسیار کوچکتر است، روش پیشنهادی از لحاظ زمانی و محاسباتی روشی بهینه است.

به نقل از دانشگاه امیرکبیر، وی گفت: این پژوهش بینش‌های ارزشمندی را برای ارزیابی چگالی توان جذب شده در نسل بعدی مخابرات بی سیم و روش‌های تست انطباق میدان الکترومغناطیسی برای محصولاتی که در این باندهای فرکانسی کار می‌کنند، ارائه داده است.

این پروژه با معرفی روش‌های بهبود یافته و نوین برای ارزیابی مخاطرات مرتبط با تکنولوژی‌های بی‌سیم، به توسعه و بهبود امنیت و سلامت در این فناوری‌ها کمک می‌کند.