Wat is biomechanische engineering?
Biomedische engineering is een interdisciplinair wetenschapsgebied dat de regels en principes van werktuigbouwkunde toepast op biologische systemen. Het combineert elementen uit vele disciplines, waaronder biologie, engineering, natuurkunde, scheikunde en wiskunde, om beter te begrijpen hoe fysieke krachten levende organismen beïnvloeden. Een biomechanica kan werk vinden op medisch, wetenschappelijk of industrieel gebied. Het wordt soms gezien als een subset van biomedische technologie.
Hoewel het formele veld van bio-mechanische engineering nog relatief nieuw is, bestaat het concept van het toepassen van technische principes op biologie al eeuwen. De oude Griekse filosoof en pionier Aristoteles onderzocht de beweging van dieren en beschouwde hun lichaam als mechanische systemen. Meer hedendaagse ingenieurs hebben de natuurwetten gevolgd om inspiratie en begeleiding te krijgen. Vliegende insecten door ruimtevaartingenieurs werden bijvoorbeeld onderzocht om vluchtdynamiek in zeer kleine afmetingen beter te begrijpen. Tegenwoordig staat de toepassing van mechanica op levende organismen bekend als biomechanica, een term die vaak synoniem wordt gebruikt met biomechanica.
Biomedische technologie kan worden gezien als een dwarsdoorsnede van verschillende wetenschappelijke gebieden. Een biomechanica moet niet alleen bekend zijn met mechanica en traditionele technische concepten, maar ook met biologie, anatomie en chemie. De concepten en technieken van deze verschillende gebieden worden samen gebruikt om beter te begrijpen hoe levende dingen groeien, bewegen en omgaan met externe krachten. De ontwikkeling van een menselijk hart kan bijvoorbeeld worden beïnvloed door de menselijke genetische code en door de krachten van mechanica die de groei en beweging van het weefsel regelen. Onderzoek op het gebied van biomechanica heeft geleid tot ontwikkelingen op andere gebieden van de wetenschap, zoals exploratie van bemande ruimte. De principes van bio-mechanische engineering worden tegenwoordig algemeen gebruikt, van de constructie van kunstmatige organen en weefsels tot het ontwerpen van producten die handiger zijn voor consumenten.
De technologische ontwikkeling heeft zowel de diepte als de reikwijdte van bio-mechanische engineering vergroot. Terwijl Aristoteles en andere vroege wetenschappers biologische systemen alleen met het blote oog konden observeren, kunnen moderne biomechanica er veel dieper uitzien met technologie. Wetenschappers kunnen nu onderzoeken hoe de natuurwetten microscopische organismen of zelfs individuele cellen beïnvloeden. De opkomst van computers heeft geholpen door het creëren van complexe modellen en geavanceerde analyse van biologische systemen. CAD-software (Computer Assisted Design) kan zelfs worden gebruikt om kunstmatige organen te ontwerpen die beter aansluiten bij de mechanische eigenschappen van natuurlijke organen.
Biomechanische engineering wordt op veel universiteiten beschouwd als onderdeel van biomedische engineering. Sommige universiteiten zien het als een onafhankelijke discipline. In beide gevallen moet het curriculum een combinatie zijn van klassen van verschillende afdelingen. Op veel universiteiten kunnen studenten hun cursussen aanpassen aan een bepaald interessegebied. De carrièremogelijkheden zijn zeer divers. Ze kunnen worden gevonden in gebieden zoals orthopedie, kinesiologie, protheses, atletische prestaties, ontwerp van medische hulpmiddelen, revalidatie en zelfs in advies- en onderzoekstaken voor industriële, juridische en medische gebieden.