生体力学工学とは

生体力学工学は、機械工学の規則と原理を生物系に適用する学際的な科学分野です。 生物学、工学、物理学、化学、数学などの多くの分野の要素を組み合わせて、物理的な力が生物にどのように影響するかをよりよく理解します。 生体力学エンジニアは、医療、科学、または産業の分野で仕事を見つけるかもしれません。 生物医学工学のサブセットと見なされることもあります。

生体力学的工学の正式な分野は比較的新しいものですが、生物学に工学の原則を適用する概念は何世紀にもわたって存在しています。 古代ギリシャの哲学者であり開拓者である科学者アリストテレスは、動物の動きを研究し、動物の身体を機械システムと見なすようになりました。 より現代的なエンジニアは、物理学の法則を扱う際のインスピレーションとガイダンスを求めて自然に目を向けてきました。 たとえば、飛行昆虫は、非常に小さなサイズでの飛行のダイナミクスをよりよく理解しようとする航空宇宙技術者によって研究されてきました。 今日、生体への力学の応用は、生体力学として知られ、生体力学工学と互換的に使用される用語です。

生体工学は、科学のさまざまな分野の断面と見なすことができます。 生体力学エンジニアは、力学や従来の工学概念だけでなく、生物学、解剖学、化学にも精通していなければなりません。 これらのさまざまな分野の概念と技術を一緒に使用して、生物がどのように成長し、動き、外力に対処するかをよりよく理解します。 たとえば、人間の心臓の発達は、人間の遺伝暗号および組織の成長と運動を支配する力学の力によって影響を受ける可能性があります。 バイオメカニクスの研究は、有人宇宙探査などの科学の他の分野の進化につながっています。 現在、生体力学工学の原則は、一般に、人工臓器や組織の構築から消費者にとってより快適な製品の設計まで、あらゆる用途に使用されています。

技術の進化は、生体力学的工学の深さと範囲の両方を増加させました。 アリストテレスと他の初期の科学者は肉眼でしか生体システムを観察できませんでしたが、現代の生体力学的技術者はテクノロジーを使ってより深く見ることができます。 科学者は、物理学の法則がどのように微視的な生物や個々の細胞に影響を与えるかを見ることができます。 コンピュータの台頭は、複雑なモデルの作成と生物学的システムの高度な分析を可能にすることにより助けられました。 コンピューター支援設計（CAD）ソフトウェアを使用して、自然臓器の機械的特性により密接に一致する人工臓器を設計することもできます。

多くの大学では、生体力学工学は生物医学工学のサブセットと見なされています。 一部の大学は、それ自体が規律であると考えています。 いずれの場合も、カリキュラムはさまざまな部門のクラスが混在する可能性があります。 多くの大学では、学生がコースワークをカスタマイズして、特定の関心分野に集中できるようにしています。 キャリアの機会は非常に多様です。 彼らは整形外科、運動学、義肢、運動能力、医療機器の設計、リハビリテーション、さらには産業、法律、医療分野のコンサルティングや研究の仕事などの分野で見つけることができます。