このように、携帯電話の中でも最も使われているのにあまり知られていない部品の一つであるSARセンサーの仕組みを紹介します。

SARセンサーは休みません。体の近さを感知する役割を担っていますが、スマートフォンを顔に近づけてタッチスクリーンに不用意に触れないようにするだけでなく、携帯電話から発せられる電磁波をコントロールする役割も担っています。それ以上でもそれ以下でもない。

端末の仕様書を見てみると、センサー機器の項目で、メーカーは近接センサーと言っていますが、実際にはSARセンサーと言っています。しかし、顔が画面に近づいていることを認識するだけでは、不公平です。これがなければ、私たちの携帯電話は、ある瞬間に放出される放射線を測定して、最大のしきい値を超えないようにすることができません。また、現行の電磁波規制にも対応できない可能性があります。

まず最初に、「SARとは何か」を考えてみましょう。

頭文字のSARはSpecific Absorption Rateの略で、直訳すると「特異吸収率」となります。この値は、体組織の単位質量あたりに吸収される電力を、全身または体の一部で平均して、W/kg（ワット・パー・キログラム）で表したものです。この定義は厳密なものですが、少し複雑なので、ここでは簡単に説明します。「携帯電話などの電磁界にさらされたとき、人体がどれだけ高周波エネルギーを吸収するかを測定するパラメータ。

SARは、携帯電話のような電磁場にさらされたとき、人体がどれだけの高周波エネルギーを吸収したかを示すパラメータです。

官報（BOE）によると、有害な熱影響と電波への暴露を関連付けるための指標として、全身のSARが広く受け入れられているが、体の小さな部分への過剰なエネルギー暴露を評価し制限するためには、局所的なSAR値も必要である。このパラメータが何を示しているのか、大まかな概念を知っておくと、さらに詳しく調べたい人は、現行の法律が何を示しているのかを知ることができます。

一方で、スペインの法律には欧州連合（EU）の勧告が含まれているため、スペインの法律は我々の環境にある他の国の法律と大きく異なることはないはずだということも興味深いです。これにより、欧州連合（EU）加盟国で購入できるスマートフォンは、電波の放出容量にこだわると同じですが、中国などで販売されている同一ブランド、同一モデルの端末とは異なる可能性があるということになります。

これがスマートフォンのSARセンサーの仕組みです。

私たちの体には、私たちが生きていくために不可欠な電気を生み出すという特殊な能力があります。この現象の直接の結果として、私たちの体は非常に低い強度の電界に包まれています。電界とは、私たちの周りの空間の領域であり、そこに電荷が入ると、1つ以上の追加の電荷の存在によって電気的な力が発生します。電界の定義は、先ほど見たように少し複雑ですが、磁石が発生させる磁界が、磁気を帯びた金属物に作用する力を誘発することを考えれば、何を言っているのか容易に理解できるでしょう。

先に述べたように、私たちの体を取り巻く電界は非常に弱いものですが、近年のマイクロエレクトロニクスの進歩により、それを感知するのに必要な感度を持ったセンサーを設計・製造できるようになりました。これがSARセンサーです。複数のセンサーを組み合わせることで感度を高めることができるため、通常、これらを搭載した集積回路には複数のセンサーが内蔵されています。しかし、このチップの中身はこれだけではありません。また、最先端のモデルでは、センサーの隣にいる体が人間なのか無生物なのかを正確に識別するために必要なロジックが組み込まれているのが一般的です。

現在では、わざわざSARセンサーを搭載した機器を探す必要はありません。スマートフォンだけでなく、タブレットやスマートウォッチ、そして多くのラップトップにも搭載されています。いずれにしても、最も不思議なのは、彼らが微妙な電界を読み取るための戦略である。実際には、自分の周りの電界を恒常的に監視し、その強度の変化を確認しています。そこから先は、前項で述べた「知的な」論理が働いて、測定している電界の乱れが、自分の体や他の物体の接近によって生じたものかどうかを判断します。

SARセンサーは、人間の体から発生する微弱な電界を測定することができます。

先ほど見たように、この方法は比較的シンプルですが、SARセンサーは、測定している電界が携帯電話本体から発生しているものではないことをどうやって知るのかという課題があります。というのも、電子部品が入っていると、それだけで電界が発生してしまうからです。SARセンサーは、携帯電話の電界を測定しているかどうかはわかりませんが、付随するロジックは電界を特徴づけるように訓練されており、センサーを取り巻く電界と他の電界との相互作用に注目しています。

面白いことに、携帯電話の起動時には電界が変動するので、SARセンサーの測定値を数秒間無視して、電界が安定するまで待つ必要があります。そうしないと、センサーと連動したロジックが、近くに物があると解釈して画面を消してしまう可能性があるからです。しかし、記事の最初の段落で述べたように、SARセンサーによって収集された情報は、人間の接近を感知して画面をオフにするためだけに使用されるのではなく、携帯電話から放出される非イオン化高周波をリアルタイムで監査するためにも使用されます。これにより、いつでも所定のしきい値を超えた場合には、携帯電話のロジックがそれを減らすために必要なアクションを引き起こすのです。

生体電気：私たちの体がどのようにそれを生成し、何のためにそれがあるのか

私たちの体が生命活動を行うために使われる電気は「生体電気」と呼ばれ、臓器が正常に機能するために重要な役割を果たしています。筋肉や心臓は運動をするために使われ、神経細胞は体の機能を司る命令を出し、見る、聞く、考える、記憶するなど、さまざまな機能を果たしています。これらの例は、私たちが知っているように、生命が存在するために生体電気がいかに重要であるかを正確に理解するのに役立つ簡単な例です。動物だけでなく、植物の場合もそうです。

生体が生命活動を行うために使用する電気を「生体電気」といいます。

私たちの中枢神経系は、脳と脊髄から成り立っており、臓器が適切に機能するように調整したり、外部からの刺激を受けてそれを処理し、電気信号の形で適切な命令を出す役割を担っています。一方、末梢神経系は基本的に神経で形成されており、中枢神経系から発せられた電気信号を、その命令を遂行しなければならない器官や構造物に運ぶという機能と、目や耳などの感覚刺激を収集する役割を持つ器官が収集した感覚刺激を中枢神経系に運ぶという二重の機能を持っています。電気がなければ、このようなことはできません。

では、この生体電気はどのようにして生成されるのでしょうか。その役割を担っているのが、全身の細胞に存在するナトリウム・カリウムポンプと呼ばれるタンパク質である。その役割は、細胞内外のイオンのバランスを保つことである。イオンとは、電子と陽子の数が同じでない原子や分子のことで、全体の電荷が中性ではない状態になっている。電子が陽子より多い場合は負の電荷を帯びてアニオンと呼ばれ、陽子が電子より多い場合は正の電荷を帯びてカチオンと呼ばれます。中性の電荷を持つ原子が1つ以上の電子を獲得するとイオン化し、陰イオンになる。そして、何らかの理由でそれらを失うと、同じくイオン化しますが、今度はカチオンになります。面白いのは、この過程で原子や分子が電荷を帯びることで、この電荷こそが生体電気の正体なのです。

さて、話を細胞に戻しましょう。前項で紹介したナトリウム・カリウムポンプは、ナトリウムイオンとカリウムイオンを細胞膜を介して輸送し、細胞の電気的バランスを変化させる役割を担っています。イオンは、様々な種類のイオンチャネルと呼ばれる導管を使って細胞膜を通過することができ、細胞は信号を発することで環境と関係を持つことができます。単純化しすぎですが、それぞれのイオンチャネルは、細胞が特定の刺激に応じて特定のメッセージをコード化した信号を送ることを可能にしていると想像できます。

そして、いよいよクライマックスです。細胞がメッセージを送るために電気信号を発する必要があるとき、ナトリウム・カリウムポンプが細胞膜の内外でイオンを交換します。これは、通常の電気回路で電位の異なる2点間の電荷の移動を可能にする電位差とあまり変わりません。これが「電流」です。2つの点の電位が等しくなると、電子の流れは止まります。面白いのは、正確には、細胞内外の電荷の不均衡によって電位差が生じ、非常に低い電圧の「火花」が発生するということです。それがこちら。私たちの生活に欠かせない生体電気は、この瞬間に細胞から生み出されます。

カバー画像｜コットンブロ

画像｜サウンドオン｜ブルース・ブラウ