Co je to biomechanické inženýrství?
Biomechanické inženýrství je interdisciplinární obor vědy, který aplikuje pravidla a principy mechanického inženýrství na biologické systémy. Kombinuje prvky mnoha oborů, včetně biologie, techniky, fyziky, chemie a matematiky, aby lépe porozuměl tomu, jak fyzické síly ovlivňují živé organismy. Biomechanický inženýr může najít práci v lékařském, vědeckém nebo průmyslovém sektoru. To je někdy považováno za podmnožinu biomedicínského inženýrství.
Zatímco formální pole biomechanického inženýrství je relativně nové, koncept aplikace inženýrských principů na biologii existuje již po staletí. Starověký řecký filozof a průkopnický vědec Aristoteles studoval pohyb zvířat a přišel se dívat na jejich těla jako na mechanické systémy. Novější inženýři hledali v přírodě inspiraci a vedení při řešení fyzických zákonů. Například létající hmyz byl studován letadlovými inženýry, kteří se snažili lépe porozumět dynamice letu ve velmi malých velikostech. Dnes, aplikace mechaniky na živé organismy je známá jako biomechanics, termín často používaný zaměnitelně s biomechanical inženýrstvím.
Biomechanické inženýrství lze považovat za průřez různými oblastmi vědy. Biomechanický inženýr musí být zdatný nejen v mechanice a tradičních technických koncepcích, ale také v biologii, anatomii a chemii. Koncepty a techniky těchto různých polí se používají společně k lepšímu pochopení toho, jak živé věci rostou, pohybují se a vyrovnávají se s vnějšími silami. Například vývoj lidského srdce může být ovlivněn lidským genetickým kódem a silami mechaniků, které řídí růst a pohyb tkáně. Výzkum biomechaniky vedl k vývoji v dalších oblastech vědy, jako je průzkum vesmíru s posádkou. Principy biomechanického inženýrství nyní nacházejí uplatnění ve všem, od vytváření umělých orgánů a tkání až po navrhování výrobků, které jsou pro spotřebitele pohodlnější.
Vývoj technologie zvýšil jak hloubku, tak rozsah biomechanického inženýrství. Zatímco Aristoteles a další raní vědci mohli pozorovat biologické systémy pouhým okem, moderní biomechanický inženýr může použít technologii k mnohem hlubšímu pohledu. Vědci se nyní mohou podívat, jak fyzikální zákony ovlivňují mikroskopické organismy nebo dokonce jednotlivé buňky. Vzestup počítačů pomohl tím, že umožnil vytvoření komplexních modelů a pokročilé analýzy biologických systémů. Software Computer Assisted Design (CAD) může být dokonce použit k návrhu umělých orgánů, které přesněji odpovídají mechanickým vlastnostem přírodních orgánů.
Na mnoha univerzitách je biomechanické inženýrství považováno za podmnožinu biomedicínského inženýrství. Některé univerzity to považují za disciplínu samu o sobě. V obou případech bude učební plán pravděpodobně směsicí tříd z různých různých oddělení. Mnoho univerzit umožňuje studentům přizpůsobit svou výuku tak, aby se zaměřila na konkrétní oblast zájmu. Pracovní příležitosti jsou velmi rozmanité; lze je nalézt v oblastech, jako je ortopedie, kineziologie, protetika, atletický výkon, návrh zdravotnických prostředků, rehabilitace a dokonce i konzultační a výzkumné práce v průmyslových, právních a lékařských oborech.