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高周波線量測定の第一人者が5Gの苦痛と曝露と線量の違いを分析

ケネス・R・フォスター氏は、無線周波数（RF）放射とそれが生物系に与える影響について数十年にわたる研究経験を持っています。現在、彼は他の2人の研究者、マーヴィン・ジスキン氏とキリノ・バルザノ氏とともに、このテーマに関する新たな調査研究を共同執筆しています。3人（全員IEEE終身在職権フェロー）は、このテーマに関して合計1世紀以上の経験を持っています。
2月に国際環境研究・公衆衛生ジャーナルに掲載されたこの調査は、過去75年間のRF被曝評価と線量測定に関する研究を検証したもので、共著者らは、この分野がどれだけ進歩したか、そしてなぜこれを科学的成功物語とみなすかを詳細に述べている。
IEEE Spectrum は、ペンシルバニア大学名誉教授のフォスター氏に電子メールでインタビューを行いました。私たちは、RF 曝露評価研究がなぜそれほど成功しているのか、RF 線量測定がなぜそれほど難しいのか、そして、健康と無線放射線に関する国民の懸念がなぜ消えないのかについて詳しく知りたいと考えました。
違いをよく知らない人にとって、露出と線量の違いは何でしょうか?

Kenneth Foster: RF 安全性の観点では、曝露は体外のフィールドを指し、線量は体組織内に吸収されるエネルギーを指します。どちらも、医療、労働衛生、民生用電子機器の安全性研究など、多くの用途で重要です。
「5Gの生物学的影響に関する研究の優れたレビューとしては、[ケン] カリピディス氏の論文が挙げられます。同論文では、『5Gネットワークで使用されるような6GHzを超える低レベルRF電磁場が人体に有害であるという決定的な証拠はない』と結論づけています。」 -- ケネス・R・フォスター、ペンシルベニア大学
フォスター氏：自由空間での RF フィールドの測定は問題ではありません。場合によっては発生する実際の問題は、RF 曝露の大きな変動性です。たとえば、多くの科学者が公衆衛生上の懸念に対処するために環境内の RF フィールドレベルを調査しています。環境内に多数の RF ソースがあり、どのソースからも RF フィールドが急速に減衰することを考慮すると、これは簡単な作業ではありません。RF フィールドへの個人の曝露を正確に特徴付けることは、少なくともそれを試みる少数の科学者にとっては、本当に難しい課題です。

あなたと共著者が IJERPH 論文を執筆したとき、曝露評価研究の成功と線量測定上の課題を指摘することが目標だったのですか? フォスター: 私たちの目標は、曝露評価研究が長年にわたり成し遂げてきた目覚ましい進歩を指摘することです。この進歩により、無線周波数場の生物学的影響の研究が大きく明確になり、医療技術が大きく進歩しました。
これらの分野の計測機器はどの程度改善されましたか? 例えば、キャリアの初期に利用できたツールと現在利用できるツールを比較して教えていただけますか? 改善された計測機器は、暴露評価の成功にどのように貢献しますか?
フォスター氏：健康と安全に関する研究で RF フィールドを測定するために使用される機器は、より小型で高性能になっています。数十年前には、市販のフィールド機器が職場に持ち込めるほど頑丈になり、職業上の危険を引き起こすほど強力な RF フィールドを測定でき、同時に、遠くのアンテナからの弱いフィールドを測定できるほど感度が高くなると誰が想像したでしょうか。また、同時に、信号の正確なスペクトルを決定してその発生源を特定できるようになります。
ワイヤレステクノロジーが新しい周波数帯域 (たとえば、携帯電話用のミリ波やテラヘルツ波、Wi-Fi 用の 6 GHz) に移行すると何が起こるでしょうか?
フォスター氏：ここでも、問題は計測機器ではなく、曝露状況の複雑さに関係しています。たとえば、高帯域 5G セルラー基地局は、空間を移動する複数のビームを放射します。これにより、セルサイト近くの人々への曝露を定量化して、曝露が安全であることを確認することが困難になります (ほとんどの場合、曝露は安全です)。
「私は個人的に、スクリーンタイムの過度が子供の発達とプライバシーの問題に及ぼす可能性のある影響についてより懸念しています。」 - ケネス・R・フォスター、ペンシルベニア大学

被曝評価が解決済みの問題であるならば、正確な線量測定への移行がなぜそれほど難しいのでしょうか? 前者が後者よりもなぜそれほど簡単なのでしょうか?
フォスター氏：線量測定は被ばく評価よりも困難です。通常、RF プローブを人の体内に挿入することはできません。この情報が必要な理由は多数あります。たとえば、組織を厳密に指定されたレベルまで加熱する必要があるガン治療のための温熱療法などです。加熱が低すぎると治療効果はなく、高すぎると患者に火傷を負わせてしまいます。
現在、線量測定はどのように行われているのか、詳しく教えていただけますか? 誰かの体内にプローブを挿入できない場合、次善の策は何でしょうか?
フォスター氏：さまざまな目的で空気中の電磁場を測定するのに、旧式の RF メーターを使用しても問題ありません。これはもちろん、作業者の身体に発生する無線周波数電磁場を測定する必要がある職業上の安全作業の場合に当てはまります。臨床的な高体温の場合、依然として患者に熱プローブを装着する必要があるかもしれませんが、計算による線量測定によって熱量測定の精度が大幅に向上し、テクノロジーの重要な進歩につながっています。RF の生物学的影響 (たとえば、動物に取り付けたアンテナを使用する) の研究の場合、RF エネルギーが身体にどれだけ吸収され、どこに行くのかを知ることは非常に重要です。曝露源として動物の前で携帯電話を振ることはできません (ただし、そうする研究者もいます)。最近の国家毒性プログラムによるラットの RF エネルギー生涯曝露の研究など、一部の主要な研究では、計算による線量測定に代わる実際の方法はありません。
無線放射線に関する懸念が継続的に高まり、人々が自宅でそのレベルを測定するのはなぜだと思いますか?

フォスター氏：リスク認識は複雑な問題です。無線放射線の特性はしばしば懸念材料となります。目に見えず、被曝と一部の人々が懸念する様々な影響との間に直接的な関連性はなく、人々は無線周波数エネルギー（非電離性、つまり光子が化学結合を切断するには弱すぎる）と電離X線などを混同しがちです。放射線（実に危険です）です。中には無線放射線に「過敏症」だと信じている人もいますが、科学者たちは適切に盲検化され、管理された研究において、この感受性を証明することができていません。無線通信に使用されるアンテナが至る所に見られることに脅威を感じる人もいます。科学文献には、様々な質の健康関連報告が多数掲載されており、それらから恐ろしい話を見つけることもできます。一部の科学者は、実際に健康問題が発生する可能性があると考えています（ただし、保健機関は懸念は少ないと判断したものの、「さらなる研究」が必要だと述べています）。リストは続きます。

曝露評価はこれにおいて役割を果たします。消費者は安価で非常に感度の高い RF 検出器を購入し、数多く存在する環境内の RF 信号を調査することができます。これらのデバイスの中には、Wi-Fi アクセスポイントなどのデバイスからの無線周波数パルスを測定するときに「カチッ」という音を発するものがあり、まるで原子炉内のガイガーカウンターのような恐ろしい音がします。一部の RF メーターはゴーストハンティング用としても販売されていますが、これは別の用途です。
昨年、英国医学雑誌は、5Gの安全性が判明するまで5Gの展開を中止するよう求める記事を発表しました。これらの呼びかけについてどう思われますか？RF曝露による健康への影響を懸念する一般の人々への情報提供に役立つと思いますか、それとも混乱を招くと思いますか？フォスター：あなたは疫学者ジョン・フランクの意見記事について言及していますが、私はそのほとんどに賛同できません。科学を検討したほとんどの保健機関は、さらなる研究を求めているだけですが、少なくとも1つの機関、オランダ保健委員会は、さらなる安全性研究が行われるまで高帯域5Gの展開を一時停止するよう求めています。これらの勧告は間違いなく世間の注目を集めるでしょう（ただし、HCNも健康への懸念はないと考えています）。
フランク氏は記事の中で、「実験室での研究で明らかになった強みは、RF-EMF の生物学的破壊的影響を示唆している」と書いている。

問題はそこにある。文献には、RFの生物学的影響に関する研究が何千件も掲載されている。エンドポイント、健康への関連性、研究の質、曝露レベルは大きく異なっている。そのほとんどは、あらゆる周波数とあらゆる曝露レベルにおいて、何らかの影響が報告されている。しかし、ほとんどの研究はバイアスのリスク（不十分な線量測定、盲検化の欠如、サンプル数の少なさなど）が大きく、多くの研究は他の研究と矛盾していた。「新たな研究の強み」は、この目立たない文献にはあまり意味をなさない。フランク氏は保健機関によるより綿密な調査に頼るべきである。これらの研究は、環境RF電磁界の有害な影響に関する明確な証拠を一貫して発見できていない。
フランク氏は、「5G」について公に議論する際の一貫性のなさについて不満を述べたが、5Gについて言及する際に周波数帯域について言及しないという同じ誤りを犯した。実際、ローバンドおよびミッドバンド5Gは、現在の携帯電話帯域に近い周波数で動作し、新たな被曝の問題は生じていないようだ。ハイバンド5Gは、ミリ波範囲よりわずかに低い30GHzから始まる周波数で動作する。この周波数範囲での生物学的影響に関する研究はほとんど行われていないが、エネルギーは皮膚をほとんど貫通せず、保健機関は一般的な被曝レベルでの安全性について懸念を表明していない。
フランク氏は、それが何を意味するにせよ、「5G」を展開する前にどのような研究を行いたいのかを具体的には述べなかった。FCCは、免許取得者に、他のほとんどの国と同様の曝露制限を遵守することを義務付けている。新しいRF技術が承認前に直接RFの健康影響について評価された前例はなく、そのためには果てしない一連の研究が必要になる可能性がある。FCCの規制が安全でないなら、変更すべきだ。

5Gの生物学的影響に関する研究の詳細なレビューについては、[ケン] カリピディス氏の論文をご覧ください。同論文では、「5Gネットワークで使用されるような6GHzを超える低レベルRF電磁場が人体に有害であるという決定的な証拠はない」と結論づけています。また、同論文ではさらなる研究の必要性も訴えています。
科学文献にはさまざまな意見があるが、今のところ保健機関は周囲のRF電磁場による健康被害の明確な証拠を見つけていない。ただし、確かに、ミリ波の生物学的影響に関する科学文献は比較的少なく、研究数は約100件で、質もまちまちである。
政府は5G通信用の周波数帯域を販売して多額の利益を上げており、その一部を高品質の健康研究、特にハイバンド5Gに投資すべきだ。個人的には、スクリーンタイムが長すぎると子どもの発達やプライバシーの問題に影響を及ぼす可能性の方が心配だ。
線量測定作業の改善された方法はありますか? もしあるなら、最も興味深い、または有望な例は何ですか?

フォスター氏：おそらく、最も大きな進歩は、有限差分時間領域（FDTD）法と高解像度の医療画像に基づく人体の数値モデルの導入による計算線量測定法でしょう。これにより、あらゆる発生源からのRFエネルギーの人体への吸収を非常に正確に計算できます。計算線量測定法は、がん治療に使用される温熱療法などの既存の医療療法に新たな命を吹き込み、MRI画像システムの改良やその他多くの医療技術の開発につながっています。
Michael Koziol 氏は、IEEE Spectrum の副編集者で、電気通信のすべての分野を担当しています。シアトル大学で英語学と物理学の学士号を取得し、ニューヨーク大学で科学ジャーナリズムの修士号を取得しています。
1992 年、アサド M. マドニ氏が BEI Sensors and Controls の経営を引き継ぎ、さまざまなセンサーや慣性航法装置を含む製品ラインを監督しましたが、顧客基盤は比較的小規模で、主に航空宇宙および防衛エレクトロニクス業界でした。

冷戦が終結し、米国の防衛産業は崩壊しました。ビジネスはすぐには回復しそうにありません。BEI は新しい顧客を迅速に特定し、引き付ける必要がありました。
これらの顧客を獲得するには、同社の機械式慣性センサーシステムを廃止して、実証されていない新しいクォーツ技術を採用し、クォーツセンサーを小型化し、年間数万個の高価なセンサーを製造しているメーカーを、数百万個を安価に製造するメーカーに転換する必要があります。
マドニ氏は、この実現に尽力し、ジャイロチップで誰も想像できなかったほどの成功を収めました。この安価な慣性測定センサーは、自動車に統合される初めてのもので、電子安定制御（ESC）システムがスリップを検知し、ブレーキを操作して横転を防止できるようにします。米国道路交通安全局によると、2011年から2015年の5年間ですべての新車にESCが搭載され、これらのシステムによって米国だけで7,000人の命が救われました。
この装置は、数え切れないほど多くの商用航空機や個人用航空機、さらには米国のミサイル誘導システムの安定制御システムの心臓部として今もなお搭載されている。また、パスファインダー・ソージャーナー探査車の一部として火星まで旅したこともある。
現在の役職: UCLA の特別非常勤教授、BEI Technologies の元社長、CEO、CTO

学歴: 1968年、RCAカレッジ、1969年および1972年、UCLAで電気工学の理学士号および理学修士号取得、1987年、カリフォルニアコースト大学で博士号取得
ヒーロー：一般的に、父は私に学び方、人間であること、愛、思いやり、共感の意味を教えてくれました。芸術ではミケランジェロ。科学ではアルバート・アインシュタイン。工学ではクロード・シャノン。
好きな音楽：西洋音楽ではビートルズ、ローリングストーンズ、エルヴィス、東洋音楽ではガザル
組織メンバー: IEEE終身フェロー、米国工学アカデミー、英国王立工学アカデミー、カナダ工学アカデミー
最も意義深い賞：IEEE名誉賞：「革新的なセンサーおよびシステム技術の開発と商業化への先駆的な貢献、および卓越した研究リーダーシップ」；2004年UCLA卒業生オブ・ザ・イヤー
マドニ氏は、ジャイロチップの先駆者であり、技術開発と研究リーダーシップにおけるその他の貢献により、2022年のIEEE名誉賞を受賞しました。
エンジニアはマドニの第一希望の職業ではありませんでした。彼は優れた画家になりたかったのです。しかし、1950年代から1960年代にかけてインドのムンバイ（当時はムンバイ）に住んでいた家族の経済状況により、彼はエンジニアの道へ進みました。特に、ポケットサイズのトランジスタラジオに体現された最新の技術革新に興味があったことから、電子工学に転向したのです。1966年、彼はアメリカへ移り、ニューヨーク市のRCAカレッジで電子工学を学びました。RCAカレッジは、1900年代初頭に無線通信士と技術者を養成するために設立されました。
「何かを発明できるエンジニアになりたいんです」とマデニーさんは言った。「そして、最終的には人類に影響を与えるようなことをしたいんです。もし人類に影響を与えられなければ、私のキャリアは満たされないと感じるからです。」

マドニは、RCA カレッジで電子工学プログラムを 2 年間学んだ後、1969 年に電気工学の学士号を取得して UCLA に入学しました。その後、修士号と博士号を取得し、論文研究でデジタル信号処理と周波数領域反射率測定法を使用して通信システムを解析しました。在学中は、パシフィック州立大学で講師を務め、ビバリーヒルズの小売業者 David Orgell で在庫管理に携わり、Pertec ではコンピュータ周辺機器の設計エンジニアとして働きました。
その後、1975 年に、婚約したばかりの彼は、元クラスメートの勧めで、シストロンドナー社のマイクロ波部門に応募しました。
マドニ氏は、Systron Donner 社で、デジタルストレージを備えた世界初のスペクトルアナライザーの設計を始めました。当時は非常に高価だったため、実際にスペクトルアナライザーを使用したことはありませんでしたが、理論は十分に理解していたため、この仕事を引き受けることにしました。その後、6 か月間テストを行い、機器の実地経験を積んだ上で、機器の再設計に着手しました。
マドニ氏によると、このプロジェクトは2年かかり、3つの重要な特許を取得し、「より大きく、より良いものへの挑戦」が始まったという。また、このプロジェクトを通して「理論的な知識を持つことと、他者を助ける技術を商品化することの意味」の違いを理解するようになったという。