دانشگاه صنعتی امیرکبیر

پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با همکاری محققان انستیتو پلی تکنیک پاریس طی پروژه ای موفق شدند روشی جدید برای پرتو گیری مدل بدن انسان از گوشی تلفن همراه موج میلیمتری مخابرات نسل پنجم ارائه کنند.
به گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، سید فراز جعفری دانش آموخته دکتری انستیتو پلی تکنیک پاریس و این دانشگاه و مجری طرح «پرتو گیری مدل بدن انسان از گوشی تلفن همراه موج میلیمتری مخابرات نسل پنجم» گفت: با توجه به رشد سریع تکنولوژی‌های بی‌سیم، نگرانی‌های مرتبط با سلامت جسمی و روانی در مواقع استفاده از این دستگاه‌ها افزایش یافته است.
وی افزود: استاندارهایی باید رعایت شوند تا سلامت اپراتور یا مصرف کننده در هنگام استفاده از دستگاه های 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 عنوان 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 مسئله در فرکانس های 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 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 می شود یا از دستگاه کاربر به دکل مخابراتی ارسال می شود، نگرانی از میزان انرژی EMF (الکترومغناطیسی) تحمیل شده به کاربرانسانی را افزایش می دهد. در فرکانس های بالاتر از ۶ گیگاهرتز، جایی که سیستم های ارتباطاتی ۵G در آینده کار می کنند، دو تغییر انتظار می رود که ممکن است نگرانی کاربران انسانی را افزایش دهد.
وی تاکید کرد: اول، فرستنده‌های بیشتری در ایستگاه های پایه (دکل های BTS مخابراتی) و در دستگاه های 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 ۵G انتقال داده در فرکانس های بالاتری نسبت به نسل های پیشین مخابراتی نظیر ۴G و ۳G صورت می پذیرد. اما برخلاف نگرانی‌های عموم جامعه که این افزایش فرکانس موجب آسیب بیشتر به بدن انسان می شود 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 می شود.
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 تعیین موضوع این رساله ارائه روشی برای تعیین میزان پرتوگیری بدن انسان از تلفن‌های همراهی که در فرکانس های ۵G کار می کنند بوده است.
جعفری ادامه داد: در این رساله دو روش برای اندازه گیری پرتوگیری در بدن انسان ناشی از تلفن‌های همراهی که در فرکانس های ۵G (بالاتر از ۶ گیگاهرتز) کار می‌کنند ارائه شده است.
وی با اشاره به روش اول گفت: روش اول که روشی تهاجمی (اندازه گیری در داخل مایع معادل بدن انسان انجام می‌شود) محسوب می‌شود، بهبود روشی است که پیش تر برای تعیین نرخ جذب ویژه (SAR) ناشی از دستگاه‌هایی که در فرکانس‌های کمتر از ۶ گیگاهرتز کار می‌کنند انجام می شده است اما در این رساله این روش برای فرکانس های بالای ۶ گیگاهرتز ارتقا یافته است.
وی اضافه کرد: اما روش دوم، روشی نوین  است که برای اولین بار به صورت غیرتهاجمی (اندازه گیری میدان الکتریکی در اطراف آنتن) برای تعیین مقدار پرتوگیری ناشی از تلفن همراهی هنگامی که بسیار نزدیک بدن قرار دارد (مانند هنگامی که شخص در حال مکالمه با تلفن همراه می باشد) ارائه شده است.
وی ادامه داد: اندازه گیری 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 روش های پیشنهادی، همکاری با محققان در فرانسه جهت انجام اندازه‌گیری پرتوگیری بدن انسان با استفاده از این روش‌ها در مرحله‌ی 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 دستگاه های اندازه گیری میدان الکتریکی و مغناطیسی از قبل وجود داشته اما استفاده از روش‌های ارائه شده در این رساله نوین بوده و تا کنون در دنیا استفاده نشده است.
دکتر جعفری ادامه داد: مزیت‌های رقابتی طرح نتایج نشان داد  که روش پیشنهادی یعنی اندازه گیری 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 انعکاس های مکرر می باشد.
وی خاطر نشان کرد: از آنجایی که در روش پیشنهادی اندازه صفحه نمونه برداری شده نسبت به روش موج صفحه‌ای در فضای آزاد بسیار کوچکتر است، روش پیشنهادی از لحاظ زمانی و محاسباتی روشی بهینه است.
وی گفت: این پژوهش بینش‌های ارزشمندی را برای ارزیابی چگالی توان جذب شده در نسل بعدی مخابرات بی سیم و روش های تست انطباق میدان الکترومغناطیسی برای محصولاتی که در این باندهای فرکانسی کار می کنند، 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
گفتنی است: دکتر رضا صراف شیرازی و دکتر غلامرضا مرادی اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر Joe Wiart و دکتر Alain Sibille عضو هیئت علمی انستیتو پلی تکنیک پاریس، اساتید راهنمای این پروژه بوده اند.
عکس‌ها را در ادامه ملاحظه نمائید: