Digital AustinMan Created to Study Cell Phone Radiation
Aaron Dubrow,Texas Advanced Computing Center and Jacqueline Conciatore, NSF | April 06, 2012 03:16pm E
Aaron Dubrow,Texas Advanced Computing Center and Jacqueline Conciatore, NSF | April 06, 2012 03:16pm E
http://www.livescience.com/19554-austin-man-radiation-nsf-bts.html
To study the effects of cell phones on the human body, researchers have created a virtual body that is unmatched in its richness of detail.
"AustinMan" is a virtual receptacle for radiation, an ultra-high-resolution, three dimensional map of the human body; he is helping researchers understand more about the potential health-related effects of wireless devices. He was born of a National Science Foundation grant, the hard work of University of Texas at Austin researchers and students, as well as a publicly available, extremely high-resolution scan of the human body made possible by a man on death row who donated his body to science.
Overall, AustinMan contains more than 100 million voxels (three dimensional versions of pixels) that interact with one another during virtual cell phone calls - experiments designed to predict how different parts of our bodies absorb electromagnetic power.
Thermal effects
The danger of cell phones is much discussed and debated, but scientists still have many questions about cell phone use and health concerns such cancer.
"What is well-established is the thermal damage," study researcher Ali Yilmaz, an assistant professor at the University of Texas at Austin, said. "We know that cell phones radiate electromagnetic power and, just like your microwave ovens, if you turn up the power enough you are going to heat and
cook the tissue. The open question is how much is too much?
"These simulations that we are doing are a step in the direction of identifying these limits and answering how much is safe, how much is not," Yilmaz said.
Even at lower power levels, microwaves have been linked to tissue damage and other negative effects. In animals, the effects range from fetal defects to changes in the leakiness of capillaries in the brain.
To protect people from these heat effects, regulatory bodies have issued safety standards that restrict our exposure to microwave fields.
"The standards require that the microwave power absorbed by our bodies due to a wireless device, quantified in terms of the specific absorption rate, be smaller than the specified limit to keep thermal damage at bay," Yilmaz said. "The problem is, we don't know precisely how much power is absorbed."
He represents the human anatomy through something akin to a virtual Lego body composed of extremely small, one-millimeter cubed blocks.
The researchers worked with anatomists to transform high-resolution image slices into computational maps of the body's tissues.
Previous models had included only a handful of tissue types.
The current model contains 30 types of tissues, each with unique electromagnetic properties. (The image slices came from the U.S. National Library of Medicine's Visible Human Project.
In the 1990s, a Texas death row inmate donated his body to science; it was scanned to create the images.)
The team's extreme simulations using AustinMan would be impossible using traditional computing methods and software.
Even with efficient algorithms, on an ordinary desktop computer each simulation would take about five years of continuous execution.
Crunching the numbers on the National Science Foundation-sponsored Ranger supercomputer at the Texas Advanced Computing Center, however, Yilmaz and his team can perform the simulations in less than six hours.
"The supercomputing infrastructure at Texas Advanced Computing Center is fundamental to this work," Yilmaz said.
"The simulations we're performing on Ranger are some of the biggest and most complicated bioelectromagnetics simulations ever."
Initial Results
The team's initial results with AustinMan illustrate the importance of having high-resolution body models.
In a recently submitted paper, Yilmaz and his students showed that low-resolution models can under- or over-estimate the power absorbed by the skin, the cornea, the cerebrospinal fluid and brain matter by up to 50 percent.
These simulations will not answer the question of whether cell phones are dangerous per se - much about the dynamics of cancer and other health effects is still a mystery to scientists.
But they represent one of the best ways to probe and quantify the thermal effects of nearby wireless devices.
They also act as virtual test chambers to aid the design of better antennas and wireless devices that operate safely near, on, or in the human body.
Examples of questions the team can answer: "Can we increase the radiated power 100 times to get much
better video connectivity? How safe is it to do that? If we can't increase the power, then can we design antennas that minimize the power absorbed by our bodies and maximize the power radiated away?"
"We are developing cutting-edge simulation technology that can help answer these questions," Yilmaz said.
Editor's Note:The researchers depicted in Behind the Scenes articles have been supported by the National Science Foundation, the federal agency charged with funding basic research and education across all fields of science and engineering. Any opinions, findings, and conclusions or recommendations expressed in this material are those of the author and do not necessarily reflect the views of the National Science Foundation.
See the Behind the Scenes Archive.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ A curiosidade pode ter matado alguns gatos,
mas a evolução certamente eliminou muito mais gatos não curiosos.
Guy Claxton
A taxa de absorção especifica - SAR
Essa medida é definida como a absorção por massa do tecido e é expressa
em unidade de watts por quilograma.
Os limites adotados hoje são de 1.6 W/kg nos Estados Unidos e 2 W/kg na Europa.
Inclusive, os novos modelos de dispositivos móveis precisam ser testados e aprovados de acordo com as normas antes de chegarem ao mercado.(Infelizmente, algumas pessoas não levam em conta o risco. e compram telefones móveis de procedência duvidosa! )
A IARC (International Agency for Research on Cancer) adota uma forma de precaução ao classificar os celulares como possivelmente cancerígeno, portanto os usuários que desejarem se precaver de possíveis riscos podem seguir algumas das seguintes recomendações:
1. Utilizar telefones tradicionais quando for de fácil acesso.
2 .Fazer ligações de curta duração;
3.Utilizar acessórios que mantenham o aparelho mais longe da cabeça, como fones de ouvido;
4. Evitar carregar o celular muito próximo ao corpo;
5. Verificar o valor SAR do dispositivo móvel; 6. Evitar utilizar o dispositivo móvel dentro do carro em movimento, pois, além de reduzir a atenção, o carro estando em movimento faz com que o nível de sinal da transmissão fique mais baixo e com isso o dispositivo passa a operar em uma potência elevada em função da alteração do indíce SNR.
Digital AustinMan Created to Study Cell Phone Radiation
Digital AustinMan criado para estudar a radiação do telefone celular
AustinMan
Vista semi- transparente dos orgãos superiores (à esquerda) e a estrutura músculo esquelética no modelo AustinMan (centro).
A
direita, você vê a potência eletromagnética absorvida em diferentes
locais em relação a proximidade da antena e a escala de decíbeis usada.
Credit: Ali Yilmaz, University of Texas at Austin
Credit: Ali Yilmaz, University of Texas at Austin
"AustinMan" é um receptáculo virtual para radiação, uma alta ultra resolução, um mapa tri-dimensional do corpo humano, que está ajudando os pesquisadores entenderem melhor os potencias efeitos relatados sobre a saúde dos dispositivos sem fio.
tridimensional dos pixels) que interage com outros durante uma chamada telefônica virtual - experiências planejadas para predizer como as diferentes partes de nossos corpos absorvem as potências eletromagnéticas.
Efeitos Térmicos
" O que está bem estabelecido é que há dano térmico", estudos do
pesquisador Ali Yilmaz, um professor assistente na Universidade do Texas em Austin, que disse " Nos sabemos que telefones celulares irradiam potência eletromagnética, da mesma forma que os fornos de micro ondas, e se você aumentar a potência bastante. você estará aquecendo e cozinhando os tecidos".
A questão aberta é : " quanto bastante é demais ? "
" Estas simulações que estamos fazendo são um passo na direção de identificarmos estes limites e perguntando, quando muito é seguro, quando muito não é" disse Yilmaz.
Mesmo em níveis de potência baixo, as micro ondas estão sendo ligadas aos danos de tecidos e outros efeitos negativos.
Em animais, os efeitos estão nos níveis de defeitos fetais e mudanças na
circulação dos vasos capilares do cérebro.
Para proteger as pessoas dos efeitos vindos deste aquecimento, tem sido editadas normas de regulamentação (padrões de segurança) que restringem nossa exposição aos campos de micro ondas.
" Os padrões requerem que as potências de micro ondas absorvidas por nossos corpos em função dos dispositivos sem fios, quantificados em função da SAR (taxa de absorção específica) seja menor do que o limite especificado para prevenir o dano térmico."
Yilmaz disse " O problema é, nos não sabemos precisamente quanto de potência é absorvida" Simulações extremas
Para estimar acuradamente a potência absorvida, os pesquisadores usaram algoritmos avançados em supercomputadores.
É aqui que entra o AustinMan, ele representa a anatomia humana através de
uma forma similar a um corpo virtual Lego composto por extremamente
pequenos blocos de cubos com um milímetro.
Os pesquisadores trabalharam com anatomistas para transformar fatias de imagens de alta resolução existentes nos mapas computacionais em tecidos do corpo. Os modelos prévios tinham incluidos somente uma pequena quantidade de tipos de tecidos.
O corrente modelo contém 30 tipos de tecidos, cada um com propriedades únicas de eletromagnetimo.
(As imagens das fatias vieram da U.S. National Library of Medicine's Visible Human Project ).
Em 1990, no Texas um prisioneiro condenado à morte doôu seu corpo para a ciência; ele foi escaneado para criar as imagens).
As simulações extremas da equipe usando o AustinMan poderia ser impossível usando computação e softwares tradicionais.
Mesmo com algoritmos eficientes, em um computador comum cada simulação poderia levar por volta de cinco anos em execução contínua,
Esmagando os números no super computador Ranger financiado pela Fundação Nacional da Ciência no Centro de Computação Avançada do Texas, Yilmaz e sua equipe puderam realizar a simulação em um tempo menor que seis horas.
" A estrutura de super computação no Centro de Computação Avançada do Texas é fundamental para este trabalho" disse Yilmaz.
"As simulações que foram realizadas no Ranger são algumas das maiores e mais complicadas bioeletricomagnéticas simulações já feitas."
Resultados Iniciais
O resultados inicial da equipe com o AustinMan ilustra a importãncia de ter um modelo com alta resolução.
Em um documento recentemente apresentado, Yilmaz e seus estudantes mostraram que modelos com baixa resolução podem sub - ou super estimar a potência absorvida pela pele, pela córnea, o fluido cérebro espinhal e matéria cerebral acima de 50 por cento.
Estas simulações não responderão as questões de como os telefones celulares são perigosos per se - muito sobre a dinâmica do câncer e outros efeitos sobre a saúde é ainda um mistério para os cientistas.
Mas, elas representam um dos melhores meios para provar e quantificar os efeitos térmicos causados pela proximidade de dispositivos sem fio.
Eles também agem como câmaras virtuais de testes para ajudar a desenhar melhores antenas e dispositivos sem fio que operem seguramente próximos, sobre, ou dentro do corpo humano.
Exemplos de questões que a equipe pode responder :
" Nós podemos aumentar em 100 vêzes a potência irradiada para obter muito melhor conectividade de vídeo ?
Quanto é seguro fazer isto?
Se nós não pudermos aumentar a potência, então nos poderemos desenhar antenas que minimizem a potência absorvida por nossos corpos e maximize a potência irradiada útil?".
"Nós estamos desenvolvendo um limiar de tecnologia de simulação que pode
ajudar a responder estas questões," disse Yilmaz
Nota do editores: As pesquisas descritas no artigo Atrás das Cenas foram apoiados pela Fundação Nacional da Ciência, a agência federal responsável por financiar pesquisas básicas e educação através de todos os campos da ciência e engenharia.
Quaisquer opiniões, resultados, e conclusões ou recomendações expressadas neste material são aquelas do autor e não refletem necessariamente a visão da Fundação Nacional da Ciência,
Veja o Arquivo Atrás da Cenas.
Espero ter sido útil....obrigado pela leitura!
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