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RF線量測定の第一人者たちが、5Gの弊害と、被ばくと線量の違いを分析する。

ケネス・R・フォスターは、無線周波数（RF）放射線とその生物系への影響について数十年にわたり研究してきた。今回、彼はマービン・ジスキンとキリーノ・バルツァーノという2人の研究者と共同で、このテーマに関する新たな調査研究論文を執筆した。この3人（いずれもIEEEの終身会員）は、この分野において合わせて100年以上の経験を持つ。
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曝露評価と線量測定に関する研究を検証したものである。共同執筆者らは、この分野がどれほど進歩したか、そしてなぜそれが科学的な成功事例だと考えているのかを詳細に述べている。
IEEE Spectrumは、ペンシルベニア大学名誉教授のフォスター氏にメールでインタビューを行った。私たちは、RF被ばく評価研究がなぜこれほど成功しているのか、RF線量測定がなぜこれほど難しいのか、そして健康と無線放射線に関する人々の懸念がなぜ消えることがないのかについて、さらに詳しく知りたいと考えた。
違いがよくわからない方のために、曝露と線量の違いを説明しましょう。

ケネス・フォスター：RF安全性の文脈では、曝露とは体外の電界を指し、線量と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、家電製品の安全性研究など、多くの用途において重要です。
「5Gの生物学的影響に関する研究の優れたレビューについては、[ケン]カリピディス氏の記事を参照してください。同氏の記事では、『5Gネットワークで使用されるような6GHzを超える低レベルのRF電磁界が人間の健康に有害であるという決定的な証拠はない』と結論付けています。」――ペンシルベニア大学ケネス・R・フォスター
フォスター：自由空間でのRF電界の測定は問題ありません。実際に問題となるのは、RF曝露の変動性が高いことです。例えば、多くの科学者が公衆衛生上の懸念に対処するため、環境中のRF電界レベルを調査しています。環境中には多数のRF発生源があり、またあらゆる発生源からのRF電界は急速に減衰するため、これは容易な作業ではありません。少なくとも、それを試みる少数の科学者にとっては、RF電界への個々の曝露を正確に特徴づけることは、真の課題です。

あなたと共著者がIJERPHの記事を書いたとき、あなたの目標は、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でしたか？フォスター：私たちの目標は、長年にわたって曝露評価研究が成し遂げてきた目覚ましい進歩を指摘することです。これにより、無線周波数電磁界の生物学的影響の研究に多くの明確さがもたらされ、医療技術の大きな進歩が促進されました。
これらの分野における計測機器はどの程度進歩しましたか？例えば、キャリアの初期にはどのようなツールが利用できたのに、現在ではどのようなツールが利用できるようになったのか教えていただけますか？計測機器の改良は、曝露評価の成功にどのように貢献しているのでしょうか？
フォスター氏：健康と安全の研究でRF電界を測定するために使用される機器は、小型化と高性能化が進んでいます。数十年前には、市販のフィールド機器が職場に持ち運べるほど堅牢になり、職業上の危険を引き起こすほど強いRF電界を測定できるだけでなく、遠くのアンテナからの微弱な電界も測定できるほど高感度になると誰が想像できたでしょうか？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としたら？
無線技術が新たな周波数帯、例えば携帯電話向けのミリ波やテラヘルツ波、あるいはWi-Fi向けの6GHz帯へと移行すると、何が起こるのでしょうか？
フォスター：繰り返しますが、問題は計測機器ではなく、被ばく状況の複雑さに関係しています。例えば、高周波帯の5G携帯電話基地局は、空間を移動する複数のビームを発射します。そのため、基地局付近の人々の被ばく量を定量化して、被ばく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、安全です）。
「個人的には、スクリーンタイムの過剰が子どもの発達やプライバシーに及ぼす影響について、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

被ばく評価が既に解決済みの問題であるならば、なぜ正確な線量測定への移行はこれほど難しいのでしょうか？また、なぜ前者は後者よりもはるかに容易なのでしょうか？
フォスター氏：線量測定は、被ばく評価よりも難しい。一般的に、RFプローブを人の体内に挿入することはできない。がん治療における温熱療法のように、組織を正確に指定されたレベルまで加熱する必要があるなど、この情報が必要となる理由は数多くある。加熱が少なすぎると治療効果がなく、多すぎると患者に火傷を負わせてしまう。
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？もし人体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: さまざまな目的で空気中の電界を測定するために、昔ながらの 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、作業員の体に発生する無線周波数電界を測定する必要がある労働安全作業の場合です。臨床的な温熱療法では、患者に熱プローブを通す必要がある場合もありますが、計算線量測定により熱線量の測定精度が大幅に向上し、この技術の重要な進歩につながっています。RF の生物学的影響の研究 (たとえば、動物にアンテナを設置する場合) では、体内でどれだけの RF エネルギーが吸収され、それがどこに行くかを知ることが非常に重要です。動物の前で携帯電話を振るだけでは、曝露源にはなりません (ただし、一部の研究者はそうしています)。最近の米国国立毒性プログラムによるラットの生涯にわたる RF エネルギー曝露の研究など、いくつかの主要な研究では、計算線量測定に代わる実質的な方法はありません。
なぜ人々は自宅で無線放射線のレベルを測定するほど、無線放射線に対する懸念を抱き続けているのだと思いますか？

フォスター：リスク認識は複雑な問題です。電波の特性はしばしば懸念の原因となります。目に見えないため、被ばくと一部の人々が心配するさまざまな影響との間に直接的な関連性はありません。人々は無線周波数エネルギー（非電離性、つまり光子が弱すぎて化学結合を切断できない）を電離X線などと混同しがちです。放射線（本当に危険です）。一部の人々は無線放射線に「過敏」だと信じていますが、科学者は適切に盲検化され、対照された研究でこの感受性を実証できていません。一部の人々は、無線通信に使用されるアンテナの遍在する数に脅威を感じています。科学文献には、さまざまな質の健康関連の報告が多数あり、そこから恐ろしい話を見つけることができます。一部の科学者は、実際に健康問題が存在する可能性があると考えています（ただし、保健機関は懸念はほとんどないと結論付けましたが、「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、この点で重要な役割を果たします。消費者は、安価で非常に感度の高いRF検出器を購入し、周囲に存在する多くの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際に「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を発します。一部のRFメーターは幽霊探しにも販売されていますが、これは用途が異なります。
昨年、英国医学誌は、5G技術の安全性が確定するまで5Gの展開を中止するよう求める記事を掲載しました。これらの呼びかけについてどう思いますか？RF被ばくによる健康への影響を懸念する一般市民に情報を提供するの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：[疫学者ジョン]フランクの意見記事のことですね。私はそのほとんどに同意しません。科学を検討したほとんどの保健機関は、単にさらなる研究を求めているだけですが、少なくとも1つ、オランダ保健委員会は、さらなる安全性の研究が行われるまで、高周波帯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も健康上の懸念はありそうにないと考えています）。
フランクは記事の中で、「実験室研究の新たな知見は、高周波電磁界（RF-EMF）の破壊的な生物学的影響を示唆している」と述べている。

問題はそこです。文献には、RFの生物学的影響に関する研究が何千件も存在します。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ます。それらのほとんどは、あらゆる周波数とあらゆる曝露レベルで何らかの影響を報告しています。しかし、ほとんどの研究はバイアスのリスクが非常に高く（不十分な線量測定、盲検化の欠如、サンプルサイズの小ささなど）、多くの研究は他の研究と矛盾しています。「新たな研究の強み」は、このような不明瞭な文献にはあまり意味がありません。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す。保健機関は、環境RF電磁界の有害な影響の明確な証拠を一貫して見つけることができていません。
フランクは「5G」について公に議論する際の矛盾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に触れなかった点で同じ間違いを犯した。実際、低帯域および中帯域の5Gは現在の携帯電話帯域に近い周波数で動作し、新たな被ばく問題を引き起こすようには見えない。高帯域の5Gはミリ波帯域よりわずかに低い周波数で動作し、30GHzから始まる。この周波数帯域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透過せず、保健機関は一般的な被ばくレベルでの安全性について懸念を表明していない。
フランクは「5G」を展開する前にどのような研究を行いたいのか具体的に述べていないが、彼が何を意味していたのかは不明だ。[FCC]は、免許取得者に被ばく制限を遵守することを義務付けており、これは他のほとんどの国と同様である。新しいRF技術が承認前にRFの健康影響について直接評価される前例はなく、そのためには無数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のであれば、変更すべきである。

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]カリピディス氏の記事を参照してください。同記事では、「5Gネットワークで使用されるような6GHzを超える低レベルのRF電磁界が人間の健康に有害であるという決定的な証拠はない」と結論付けています。また、同レビューではさらなる研究の必要性も指摘しています。
科学文献には様々な見解があるが、これまでのところ、保健機関は周囲のRF電磁界による健康被害の明確な証拠を見つけていない。しかし、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、質も様々である。
政府は5G通信用の周波数帯を販売することで多額の利益を得ており、その一部を質の高い医療研究、特に高周波5Gの研究に投資すべきだ。個人的には、画面を見る時間が長すぎることが子供の発達に及ぼす影響やプライバシー問題についての方が懸念している。
線量測定作業において、より優れた方法は存在するのでしょうか？もし存在するなら、最も興味深い、あるいは有望な例は何でしょうか？

フォスター氏：おそらく最大の進歩は、有限差分時間領域（FDTD）法と高解像度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の分野でしょう。これにより、あらゆる発生源からのRFエネルギーの人体吸収を非常に正確に計算することが可能になります。計算線量測定は、癌治療に用いられる温熱療法などの確立された医療療法に新たな息吹を与え、改良されたMRI画像システムやその他の多くの医療技術の開発につながりました。
マイケル・コジオルは、IEEE Spectrumのアソシエイトエディターであり、電気通信のあらゆる分野を担当している。シアトル大学で英語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る。
1992年、アサド・M・マドニはBEIセンサーズ・アンド・コントロールズの経営を引き継ぎ、様々なセンサーや慣性航法装置を含む製品ラインを統括したが、顧客基盤は比較的小さく、主に航空宇宙および防衛電子機器業界に限られていた。

冷戦が終結し、アメリカの防衛産業は崩壊した。そして、ビジネスはすぐには回復しないだろう。BEIは、新しい顧客を迅速に見つけ出し、獲得する必要があった。
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、実績のない新しい水晶技術を採用し、水晶センサーを小型化し、年間数万個の高価なセンサーを生産しているメーカーを、より安価な数百万個のセンサーを生産するメーカーに転換する必要がある。
マドニ氏は実現に向けて懸命に努力し、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た。この安価な慣性計測センサーは、自動車に統合された初のセンサーであり、電子安定制御（ESC）システムがスリップを検知し、ブレーキを作動させて横転を防ぐことを可能にする。米国運輸省道路交通安全局によると、2011年から2015年までの5年間でESCがすべての新車に搭載されたことにより、これらのシステムは米国だけで7,000人の命を救った。
この装置は、数え切れないほどの商用機やプライベート機の中核を成すだけでなく、米国のミサイル誘導システムの安定性制御システムにも採用され続けている。さらに、火星探査車パスファインダー・ソジャーナーの一部として火星にも送られた。
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カレッジ卒業。1969年、UCLAにて電気工学の学士号と修士号を取得（いずれも電気工学）。1987年、カリフォルニア・コースト大学にて博士号を取得。
英雄：一般的に、父は私に学び方、人間らしさ、そして愛、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・プレスリー。東洋音楽ではガザル。
所属団体：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名誉勲章：「革新的なセンシングおよびシステム技術の開発と商業化への先駆的な貢献、そして卓越した研究リーダーシップ」；UCLA年間最優秀卒業生（2004年）
マドニ氏は、ジャイロチップの先駆的な開発をはじめとする技術開発と研究におけるリーダーシップへの貢献が認められ、2022年IEEE名誉勲章を授与された。
エンジニアリングはマドニの第一志望の職業ではなかった。彼は優れた画家になりたかった。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）で暮らしていた彼の家族の経済状況が、彼をエンジニアリング、特に電子工学へと向かわせた。これは、ポケットトランジスタラジオに体現された最新のイノベーションへの彼の関心によるものだった。1966年、彼は米国に移住し、ニューヨーク市のRCAカレッジで電子工学を学んだ。RCAカレッジは、無線通信士や技術者を養成するために1900年代初頭に設立された学校である。
「私は発明ができるエンジニアになりたい。そして、最終的に人類に影響を与えるようなことをしたいんです」とマデニーは語った。「もし人類に影響を与えられないなら、私のキャリアは満たされないものになると思うからです。」

マドニは、RCAカレッジの電子工学技術プログラムで2年間学んだ後、1969年に電気工学の学士号を取得してUCLAに入学した。その後、修士号と博士号を取得し、論文研究ではデジタル信号処理と周波数領域反射測定法を用いて通信システムを解析した。在学中は、パシフィック州立大学で講師を務めたり、ビバリーヒルズの小売店デビッド・オーゲルで在庫管理の仕事に就いたり、パーテックでコンピュータ周辺機器の設計エンジニアとして働いたりもした。
そして1975年、婚約したばかりの彼は、かつての同級生の勧めで、シストロン・ドナー社のマイクロ波部門に就職を申し込んだ。
マドニはシストロン・ドナー社で、デジタルストレージを備えた世界初のスペクトラムアナライザの設計に着手した。当時スペクトラムアナライザは非常に高価だったため、彼は実際に使ったことは一度もなかったが、理論については十分に理解していたため、その仕事を引き受けることにした。その後、彼は6ヶ月間かけてテストを行い、機器の実地経験を積んでから、再設計を試みた。
このプロジェクトは2年を要し、マドニ氏によれば、3つの重要な特許取得につながり、「より大きく、より良いものへの登り始め」となったという。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、他者の役に立つ技術を商業化することの違い」を理解することができたとも述べている。