뉴스 - 무선 우려로 RF 연구 성과가 가려져

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RF 선량 측정 분야의 선도적 전문가들이 5G의 고통과 노출과 선량의 차이를 분석합니다.

케네스 R. 포스터는 수십 년 동안 무선 주파수(RF) 방사선과 생물학적 시스템에 미치는 영향을 연구해 왔습니다. 이제 그는 다른 두 명의 연구자, 마빈 지스킨과 키리노 발자노와 함께 이 주제에 대한 새로운 설문 조사를 공동 집필했습니다. 세 사람(모두 IEEE 종신 연구원)은 이 주제에 대해 100년 이상의 경험을 쌓았습니다.
2월 국제 환경 연구 및 공중 보건 저널에 발표된 이 조사는 RF 노출 평가 및 선량 측정에 대한 지난 75년간의 연구를 살펴보았습니다. 이 조사에서 공동 저자들은 이 분야가 얼마나 발전했는지, 그리고 왜 이를 과학적 성공 사례로 생각하는지 자세히 설명했습니다.
IEEE Spectrum은 펜실베이니아 대학 명예교수인 포스터와 이메일을 통해 인터뷰를 진행했습니다. 우리는 RF 노출 평가 연구가 왜 그렇게 성공적인지, RF 선량 측정이 왜 그렇게 어려운지, 그리고 건강과 무선 방사선에 대한 대중의 우려가 왜 결코 사라지지 않는지 자세히 알아보고 싶었습니다.
차이점이 생소한 분들을 위해, 노출과 복용량의 차이점은 무엇인가요?

케네스 포스터: RF 안전의 맥락에서 노출은 신체 외부의 전자기장을 의미하고, 선량은 신체 조직 내에서 흡수되는 에너지를 의미합니다. 두 가지 모두 여러 분야에서 중요합니다. 예를 들어 의료, 산업 건강, 가전제품 안전 연구가 있습니다.
5G의 생물학적 영향에 대한 연구 결과를 잘 살펴보려면 [Ken] Karipidis의 논문을 참조하십시오. 이 논문에서는 '5G 네트워크에서 사용되는 것과 같은 6GHz 이상의 저수준 RF 전자파가 인체 건강에 해롭다는 결정적인 증거는 없다'고 밝혔습니다. - Kenneth R. Foster, 펜실베이니아 대학교
포스터: 자유 공간에서 RF 필드를 측정하는 것은 문제가 되지 않습니다. 어떤 경우에서 발생하는 진짜 문제는 RF 노출의 변동성이 크다는 것입니다. 예를 들어, 많은 과학자들이 공중 보건 문제를 해결하기 위해 환경의 RF 필드 수준을 조사하고 있습니다. 환경 내에는 수많은 RF 소스가 있고, 어떤 소스에서든 RF 필드가 빠르게 감소한다는 점을 고려하면 이는 쉬운 일이 아닙니다. RF 필드에 대한 개인 노출을 정확하게 특성화하는 것은 적어도 이를 시도하는 소수의 과학자에게는 실질적인 어려움입니다.

당신과 공동 저자들이 IJERPH 논문을 쓸 때, 노출 평가 연구의 성공과 선량 측정의 어려움을 지적하는 것을 목표로 했나요?포스터: 저희의 목표는 노출 평가 연구가 수년에 걸쳐 이룬 놀라운 진전을 강조하는 것입니다. 이를 통해 무선 주파수 장의 생물학적 영향에 대한 연구가 더욱 명확해졌고, 의료 기술의 주요 발전이 촉진되었습니다.
이러한 분야의 계측 장비는 얼마나 개선되었습니까? 예를 들어, 경력을 시작했을 당시에 사용 가능했던 도구가 오늘날 사용 가능한 도구와 비교했을 때 어떤 것이 있었는지 알려주시겠습니까? 개선된 계측 장비가 노출 평가의 성공에 어떻게 기여합니까?
포스터: 건강과 안전 연구에서 RF 전자파를 측정하는 데 사용되는 기기는 점점 더 작아지고 강력해지고 있습니다. 수십 년 전만 해도 상업용 현장 기기가 직장에 가져갈 수 있을 만큼 견고해지고, 직업적 위험을 일으킬 만큼 강한 RF 전자파를 측정할 수 있으면서도 먼 거리의 안테나에서 나오는 약한 전자파도 측정할 수 있을 만큼 민감해질 것이라고 누가 생각했을까요? 동시에 신호의 정확한 스펙트럼을 결정하여 그 출처를 식별할 수 있을까요?
무선 기술이 새로운 주파수 대역(예: 셀룰러의 경우 밀리미터파와 테라헤르츠파, Wi-Fi의 경우 6GHz)으로 이동하면 어떤 일이 일어날까요?
포스터: 다시 말하지만, 문제는 계측 장비가 아니라 노출 상황의 복잡성과 관련이 있습니다. 예를 들어, 고대역 5G 셀룰러 기지국은 공간을 통과하는 여러 개의 빔을 방출합니다. 이로 인해 셀 사이트 근처에 있는 사람들의 노출을 정량화하여 노출이 안전한지 확인하기 어렵습니다(거의 항상 안전하기 때문입니다).
“저는 개인적으로 화면 시간이 너무 길어질 경우 아동 발달과 개인 정보 보호 문제에 미칠 수 있는 영향에 대해 더 우려하고 있습니다.” – 펜실베이니아 대학교 케네스 R. 포스터

노출 평가가 이미 해결된 문제라면, 정확한 선량 측정으로 전환하는 것이 왜 그렇게 어려울까?첫 번째가 두 번째보다 훨씬 간단한 이유는 무엇일까?
포스터: 선량 측정은 노출 평가보다 더 어렵습니다. 일반적으로 사람의 신체에 RF 프로브를 삽입할 수 없습니다. 이 정보가 필요한 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 예를 들어 암 치료를 위한 고온 치료의 경우 조직을 정확한 수준으로 가열해야 합니다. 가열량이 너무 적으면 치료적 이점이 없고, 너무 많으면 환자가 화상을 입습니다.
오늘날 선량 측정은 어떤 방식으로 이루어지는지 자세히 알려주시겠습니까? 누군가의 신체에 탐침을 삽입할 수 없다면, 그 다음으로 좋은 방법은 무엇일까요?
포스터: 다양한 목적으로 공기 중의 전자기장을 측정하기 위해 구식 RF 미터를 사용해도 괜찮습니다. 물론 직업 안전 작업의 경우 근로자의 신체에서 발생하는 무선 주파수 전자기장을 측정해야 하기 때문입니다. 임상적 고열의 경우 여전히 환자에게 열 탐침을 달아야 할 수도 있지만, 계산 선량 측정법은 열 선량 측정의 정확도를 크게 향상시켰고 이 기술의 중요한 발전을 가져왔습니다. RF 생물학적 효과에 대한 연구(예: 동물에 안테나를 배치한 경우)의 경우 신체에 얼마나 많은 RF 에너지가 흡수되고 어디로 가는지 아는 것이 중요합니다. 노출원으로 동물 앞에서 휴대전화를 흔들 수는 없습니다(하지만 일부 연구자들은 그렇게 합니다). 최근 국립 독성학 프로그램에서 쥐의 평생 RF 에너지 노출에 대한 연구와 같은 일부 주요 연구의 경우 계산 선량 측정법 외에는 실질적인 대안이 없습니다.
사람들이 집에서 무선 방사선 수치를 측정하는 데에는 무선 방사선에 대한 우려가 왜 그렇게 많이 있다고 생각하시나요?

포스터: 위험 인식은 복잡한 문제입니다. 전파 방사선의 특성은 종종 우려를 불러일으킵니다. 눈에 보이지 않고, 노출과 일부 사람들이 걱정하는 다양한 영향 사이에 직접적인 연관성이 없으며, 사람들은 무선 주파수 에너지(비이온화, 즉 광자가 화학 결합을 끊을 수 없을 정도로 약함)를 이온화 X선 등과 혼동하는 경향이 있습니다. 방사선(매우 위험합니다). 어떤 사람들은 무선 방사선에 "과도하게 민감하다"고 생각하지만, 과학자들은 적절한 맹검 및 통제 연구에서 이러한 민감성을 입증하지 못했습니다. 어떤 사람들은 무선 통신에 사용되는 수많은 안테나에 위협을 느낍니다. 과학 문헌에는 다양한 품질의 건강 관련 보고서가 많이 있으며, 이를 통해 무서운 이야기를 찾을 수 있습니다. 일부 과학자들은 실제로 건강 문제가 있을 수 있다고 생각합니다(하지만 보건 당국은 우려 사항이 크지 않다고 밝혔지만 "더 많은 연구"가 필요하다고 말했습니다). 목록은 계속 늘어납니다.

노출 평가가 여기에 중요한 역할을 합니다. 소비자는 저렴하지만 매우 민감한 RF 검출기를 구입하여 주변 환경에서 다양한 RF 신호를 조사할 수 있습니다. 이러한 장치 중 일부는 Wi-Fi 액세스 포인트와 같은 장치에서 발생하는 무선 주파수 펄스를 측정할 때 "딸깍" 소리를 내며, 마치 원자로의 가이거 계수기에서 나는 소리와 비슷합니다. 무섭기도 합니다. 일부 RF 측정기는 유령 탐지용으로도 판매되지만, 이는 다른 용도입니다.
작년에 British Medical Journal은 기술의 안전성이 확인될 때까지 5G 배포를 중단하자는 요청을 발표했습니다.이러한 요청에 대해 어떻게 생각하십니까?RF 노출의 건강 영향에 대해 우려하는 대중에게 정보를 제공하는 데 도움이 될 것이라고 생각하십니까, 아니면 더 큰 혼란을 야기할 것이라고 생각하십니까?Foster: [역학자 John] Frank의 의견 기사를 언급하고 있는데, 저는 대부분 동의하지 않습니다.과학을 검토한 대부분의 보건 기관은 단순히 추가 연구를 요구했지만, 적어도 한 곳(네덜란드 보건 위원회)은 추가 안전 연구가 수행될 때까지 고대역 5G 출시를 중단할 것을 요구했습니다.이러한 권장 사항은 대중의 관심을 끌 것이 확실합니다(HCN도 건강상의 문제가 있을 가능성이 낮다고 생각하지만).
프랭크는 그의 기사에서 "실험실 연구의 새로운 강점은 RF-EMF의 파괴적인 생물학적 효과를 시사한다"고 기술했습니다.

문제는 바로 이것입니다. 문헌에 수천 건의 무선주파수 생물학적 영향 연구가 존재합니다. 연구 종료점, 건강과의 관련성, 연구의 질, 그리고 노출 수준은 매우 다양했습니다. 대부분의 연구는 모든 주파수와 모든 노출 수준에서 어떤 형태로든 영향을 보고했습니다. 그러나 대부분의 연구는 상당한 편향 위험(불충분한 선량 측정, 눈가림 부족, 적은 표본 크기 등)에 노출되었고, 많은 연구가 다른 연구와 일관성이 없었습니다. "새로운 연구 강점"은 이처럼 모호한 문헌에 큰 의미가 없습니다. 프랭크는 보건 기관의 면밀한 조사에 의존해야 합니다. 이러한 기관들은 주변 무선주파수의 부작용에 대한 명확한 증거를 지속적으로 찾지 못했습니다.
프랭크는 "5G"에 대해 공개적으로 논의하는 데 있어 일관성이 없다고 불평했지만, 5G를 언급할 때 주파수 대역을 언급하지 않음으로써 같은 실수를 범했습니다. 실제로 저대역 및 중대역 5G는 현재 셀룰러 대역에 가까운 주파수에서 작동하며 새로운 노출 문제를 일으키지 않는 것으로 보입니다. 고대역 5G는 30GHz부터 시작하여 mmWave 범위보다 약간 낮은 주파수에서 작동합니다. 이 주파수 범위에서 생물학적 영향에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았지만, 에너지는 피부를 거의 관통하지 않으며, 보건 기관은 일반적인 노출 수준에서의 안전성에 대한 우려를 제기하지 않았습니다.
프랭크는 "5G"를 출시하기 전에 어떤 연구를 하고 싶었는지 구체적으로 밝히지 않았습니다. [FCC]는 허가받은 사람들이 대부분의 다른 국가와 유사한 노출 한도를 준수하도록 요구합니다. 새로운 RF 기술이 승인되기 전에 RF 건강 영향에 대한 직접적인 평가를 받는 전례가 없으며, 이를 위해서는 끝없는 일련의 연구가 필요할 수 있습니다. FCC 제한 사항이 안전하지 않다면 변경해야 합니다.

5G 생물학적 영향 연구에 대한 자세한 검토는 [Ken] Karipidis의 논문을 참조하십시오. 해당 논문은 "5G 네트워크에서 사용되는 것과 같은 6GHz 이상의 저수준 무선 주파수(RF)가 인체 건강에 해롭다는 결정적인 증거는 없다"고 밝혔습니다. 또한 이 논문은 추가 연구를 요구했습니다.
과학 문헌은 엇갈리지만, 지금까지 보건 기관에서는 주변 RF 전자파로 인한 건강 위험에 대한 명확한 증거를 발견하지 못했습니다. 그러나 mmWave 생물학적 효과에 대한 과학 문헌은 비교적 적어, 약 100건의 연구가 있고 그 질도 다양합니다.
정부는 5G 통신을 위한 주파수 판매로 많은 돈을 벌고 있으며, 그 중 일부를 고품질 건강 연구, 특히 고대역 5G에 투자해야 합니다. 개인적으로 저는 화면 시간이 너무 길어질 경우 아동 발달과 개인정보 보호 문제에 어떤 영향을 미칠 수 있는지가 더 우려됩니다.
선량 측정 작업을 위한 개선된 방법이 있습니까? 그렇다면 가장 흥미롭거나 유망한 사례는 무엇입니까?

포스터: 아마도 가장 큰 발전은 계산 선량 측정 분야에서 이루어졌으며, 유한 차분 시간 영역(FDTD) 방법과 고해상도 의료 영상을 기반으로 한 신체의 수치 모델이 도입되었습니다. 이를 통해 신체가 어떤 출처에서든 흡수하는 RF 에너지를 매우 정확하게 계산할 수 있습니다. 계산 선량 측정은 암 치료에 사용되는 고열과 같은 기존 의료 치료법에 새로운 활력을 불어넣었고, 개선된 MRI 영상 시스템과 기타 여러 의료 기술의 개발로 이어졌습니다.
마이클 코지올은 IEEE Spectrum의 준편집자로, 통신 분야 전반을 담당하고 있습니다. 그는 시애틀 대학교에서 영문학과 물리학 학사 학위를, 뉴욕 대학교에서 과학 저널리즘 석사 학위를 취득했습니다.
1992년 아사드 M. 마드니는 BEI 센서 및 컨트롤의 사장으로 취임하여 다양한 센서와 관성 항법 장비를 포함한 제품군을 감독했지만 주로 항공우주 및 방위 전자 산업을 고객으로 두고 있어 고객 기반이 작았습니다.

냉전이 종식되고 미국의 방위 산업이 붕괴되었습니다. 그리고 사업은 당장 회복되지 않을 것입니다. BEI는 새로운 고객을 신속하게 찾아 유치해야 했습니다.
이러한 고객을 확보하려면 기존 회사의 기계식 관성 센서 시스템을 검증되지 않은 새로운 석영 기술로 대체하고, 석영 센서를 소형화하고, 매년 수만 개의 값비싼 센서를 생산하는 제조업체를 수백만 개 더 저렴하게 생산하는 제조업체로 전환해야 합니다.
매드니는 이를 실현하기 위해 열심히 노력했고, 자이로칩에 대한 누구도 상상하지 못했던 큰 성공을 거두었습니다. 이 저렴한 관성 측정 센서는 자동차에 통합된 최초의 센서로, 전자식 안정성 제어(ESC) 시스템이 미끄러짐을 감지하고 브레이크를 작동하여 전복을 방지할 수 있도록 합니다. 미국 도로교통안전국에 따르면, 2011년부터 2015년까지 5년 동안 모든 신차에 ESC가 설치되면서 미국에서만 7,000명의 생명을 구했습니다.
이 장비는 수많은 상업용 및 개인용 항공기의 핵심으로 여전히 사용되고 있으며, 미국의 미사일 유도 시스템의 안정성 제어 시스템에도 사용됩니다. 심지어 패스파인더 소저너 로버의 일부로 화성까지 여행하기도 했습니다.
현재 직책: UCLA의 저명한 겸임 교수, BEI Technologies의 은퇴한 사장, CEO 및 CTO

학력: 1968년 RCA 대학 졸업, 1969년과 1972년 UCLA 전기공학 학사, 1987년 캘리포니아 해안 대학 박사
영웅: 일반적으로 아버지는 나에게 배우는 법, 인간답게 사는 법, 사랑, 연민, 공감의 의미를 가르쳐 주셨습니다. 예술에서는 미켈란젤로, 과학에서는 알베르트 아인슈타인, 공학에서는 클로드 섀넌을 가르쳐 주셨습니다.
좋아하는 음악: 서양 음악으로는 비틀즈, 롤링 스톤즈, 엘비스, 동양 음악으로는 가잘
조직 회원: IEEE Life Fellow, 미국 국립 공학 아카데미, 영국 왕립 공학 아카데미, 캐나다 공학 아카데미
가장 의미 있는 상: IEEE 명예 훈장: "혁신적인 감지 및 시스템 기술 개발 및 상용화에 대한 선구적 기여와 뛰어난 연구 리더십"; 2004년 UCLA 올해의 동문
마드니는 기술 개발과 연구 리더십에 기여한 공로 외에도 자이로칩의 선구적 개발에 대한 공로로 2022년 IEEE 명예 메달을 수상했습니다.
공학은 마드니의 첫 번째 직업이 아니었습니다. 그는 훌륭한 화가가 되고 싶었습니다. 하지만 1950년대와 1960년대에 인도 뭄바이(당시 이름은 뭄바이)에 있는 그의 가족의 재정 상황은 그를 공학, 특히 포켓 트랜지스터 라디오에 구현된 최신 혁신에 대한 관심 덕분에 전자공학으로 이끌었습니다. 1966년에 그는 무선 통신수와 기술자를 양성하기 위해 1900년대 초에 설립된 뉴욕시의 RCA 칼리지에서 전자공학을 공부하기 위해 미국으로 이주했습니다.
"저는 무언가를 발명할 수 있는 엔지니어가 되고 싶어요."라고 매드니는 말했다. "궁극적으로 인류에게 영향을 미칠 수 있는 일을 하고 싶어요. 만약 제가 인류에게 영향을 미칠 수 없다면, 제 커리어는 헛될 것 같아요."

매드니는 RCA 칼리지에서 2년간 전자 기술 프로그램을 이수한 후 1969년 전기 공학 학사 학위를 받고 UCLA에 입학했습니다. 그는 석사 및 박사 학위를 취득했으며, 논문 연구를 위해 디지털 신호 처리와 주파수 영역 반사 측정법을 사용하여 통신 시스템을 분석했습니다. 그는 재학 중에 Pacific State University에서 강사로 일했고, Beverly Hills의 소매업체 David Orgell에서 재고 관리 부서에서 일했으며, Pertec에서 컴퓨터 주변 장치를 설계하는 엔지니어로 일했습니다.
그러다가 1975년에 새로 약혼을 하게 되었고, 옛 동창의 권유로 시스트론 도너의 전자레인지 부서에 지원하게 되었습니다.
마드니는 시스트론 도너에서 세계 최초의 디지털 저장 장치 스펙트럼 분석기 설계를 시작했습니다. 그는 실제로 스펙트럼 분석기를 사용한 적이 없었습니다. 당시에는 매우 비쌌기 때문입니다. 하지만 그는 그 일을 맡기에 충분할 만큼 이론을 잘 알고 있었습니다. 그 후 그는 6개월 동안 테스트하고 장비를 직접 사용해 본 경험을 쌓은 후 장비를 재설계하려고 시도했습니다.
이 프로젝트는 2년이 걸렸고, 마드니에 따르면 세 가지 중요한 특허를 취득하면서 "더 크고 더 나은 것을 향한 도약"을 시작했다고 합니다. 또한 이 프로젝트를 통해 "이론적 지식을 갖는 것과 다른 사람들에게 도움이 될 수 있는 기술을 상용화하는 것의 차이"를 인식하게 되었다고 그는 말했습니다.