Digitale AustinMan geschaffen, um Handy-Strahlung studieren

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Um die Auswirkungen von Handys auf den menschlichen Körper zu untersuchen, haben die Forscher einen virtuellen Körper geschaffen, der in seinen Detailreichtum unübertroffen ist.

"AustinMan" ist eine virtuelle Aufnahme für Strahlung, eine hochauflösende, dreidimensionale Karte des menschlichen Körpers; Er hilft Forscher mehr über die möglichen gesundheitlichen Auswirkungen von drahtlosen Geräten zu verstehen.

Geboren wurde ein National Science Foundation Grant, die harte Arbeit der University of Texas in Austin Forscher und Studenten, sowie ein öffentlich zugänglich, extrem hochauflösende Scans des menschlichen Körpers ermöglicht durch einen Mann in der Todeszelle, seinen Körper zu Wissenschaft gespendet.

Insgesamt AustinMan enthält mehr als 100 Millionen Voxel (drei dimensionale Versionen von Pixel), die miteinander, während virtuelle Handy-Telefonaten interagieren – Experimente entwickelt, um vorherzusagen, wie die verschiedenen Teile unseres Körpers absorbieren elektromagnetische Kraft.

Thermische Effekte

Die Gefahr des Handys ist viel diskutiert und debattiert, aber Wissenschaftler haben noch viele Fragen zu Handy verwenden und Gesundheit betrifft, wie zum Beispiel Krebs.

"Was gut etabliert ist die thermische Schädigung", sagte Studie Forscher Ali Yilmaz, Assistant Professor an der University of Texas at Austin. "Wir wissen, dass Handys strahlen elektromagnetische Kraft und genau wie Ihre Mikrowellenherde, dreht man die Kraft genug, Sie werden zu heizen und Kochen Gewebe. Die offene Frage ist wie viel zu viel ist?

"Diese Simulationen, die wir tun, sind ein Schritt in die Richtung dieser Grenzen zu erkennen und beantworten, wie viel sicherer ist, wieviel ist nicht", sagte Yilmaz.

Auch bei niedrigeren Leistungsstufen sind Mikrowellen zu Gewebeschäden und andere negativen Auswirkungen verbunden worden. Bei Tieren die Auswirkungen reichen von fetalen Mängel auf Veränderungen in der Undichtigkeit der Kapillaren im Gehirn. Zum Schutz der Menschen vor den Auswirkungen von Hitze, haben Aufsichtsbehörden Sicherheitsstandards ausgestellt, die unser Engagement in Mikrowellenfeldern zu beschränken.

"Die Standards verlangen, dass die Mikrowelle Leistungsaufnahme von unserem Körper durch ein mobiles Gerät, im Hinblick auf die spezifische Absorptionsrate quantifiziert werden kleiner als der angegebene Grenzwert thermische Schädigung in Schach zu halten," sagte Yilmaz. "Das Problem ist, wir wissen nicht genau wie viel Energie absorbiert wird."

Extreme Simulationen

Um die aufgenommene Leistung genau abschätzen zu können, verwenden die Forscher Algorithmen auf Supercomputern. Hier kommt AustinMan.

Er vertritt die menschliche Anatomie durch etwas wie eine virtuelle Lego-Körper bestehend aus extrem klein, 1-Millimeter hoch drei Blöcke. Die Forscher arbeiteten mit Anatomen, hochauflösendes Bild Scheiben in computational Karten der Gewebe des Körpers zu verwandeln.

Frühere Modelle hatten nur eine Handvoll Gewebetypen enthalten. Das aktuelle Modell enthält 30 Arten von Geweben, jede mit einzigartigen elektromagnetische Eigenschaften. (Die Bildsegmente kam von der US National Library of Medicine des Visible Human Project. In den 1990er Jahren spendete einen Todeskandidaten Texas seinen Körper zur Wissenschaft; Es wurde gescannt, um die Bilder zu erstellen.)

Das Team extreme Simulationen mit AustinMan wäre mit traditionellen computing Methoden und Software möglich. Sogar mit effizienten Algorithmen würde jeder Simulation auf einem normalen Desktop-Computer etwa fünf Jahre kontinuierliche Ausführung dauern. Knirschen der Zahlen auf der National Science Foundation geförderte Ranger Supercomputerat Texas Advanced Computing Center, können jedoch Yilmaz und sein Team die Simulationen in weniger als sechs Stunden ausführen.

"Der Supercomputer-Infrastruktur an Texas Advanced Computing Center ist grundlegend für diese Arbeit", sagte Yilmaz. "Die Simulationen, die wir auf Ranger durchführen sind einige der größten und kompliziertesten Bioelectromagnetics Simulationen überhaupt."

Erste Ergebnisse

Erste Ergebnisse des Teams mit AustinMan verdeutlichen die Bedeutung der mit hochauflösenden Körpermodellen. In einer vor kurzem eingereichten Papier, Yilmaz und seinen Schülern zeigte, dass niedrig aufgelöste Modelle unter oder over - estimate macht können absorbiert durch die Haut, die Hornhaut, der Liquor cerebrospinalis und Hirnsubstanz um bis zu 50 Prozent.

Diese Simulationen beantwortet nicht die Frage, ob Handys gefährliche schlechthin sind – viel über die Dynamik von Krebs und andere gesundheitliche Auswirkungen immer noch ein Rätsel für die Wissenschaftler. Aber sie stellen eine der besten Möglichkeiten zu sondieren und zu quantifizieren die thermischen Auswirkungen von drahtlosen Geräten in der Nähe.

Sie fungieren auch als virtuelle Prüfkammern um das Design der bessere Antennen und drahtlosen Geräten, die in der Nähe, am oder im menschlichen Körper einen sicheren Betrieb zu unterstützen.

Beispiele von Fragen beantwortet das Team: "Wir steigern die Strahlungsleistung 100 Mal kommt man viel besser video Konnektivität? Wie sicher ist es, das zu tun? "Wenn wir die Kraft erhöhen können, dann können wir Antennen, die die Leistungsaufnahme von unserem Körper minimieren und maximieren Sie die Leistung abgestrahlt entfernt gestalten?"

"Wir entwickeln modernste Simulationstechnologie, die Antwort helfen können diese Fragen," sagte Yilmaz.

Anmerkung der Redaktion: Dargestellt, die Forscher in Behind the Scenes Artikel von der National Science Foundation, der Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik unterstützt wurden. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die hinter die Kulissen-Archiv.