Co to jest inżynieria biomechaniczna?
Inżynieria biomechaniczna jest interdyscyplinarną dziedziną nauki, która stosuje zasady i zasady inżynierii mechanicznej do systemów biologicznych. Łączy elementy wielu dyscyplin, w tym biologii, inżynierii, fizyki, chemii i matematyki, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób siły fizyczne wpływają na organizmy żywe. Inżynier biomechaniczny może znaleźć pracę w sektorze medycznym, naukowym lub przemysłowym. Czasami jest uważany za podzbiór inżynierii biomedycznej.
Chociaż formalna dziedzina inżynierii biomechanicznej jest stosunkowo nowa, koncepcja stosowania zasad inżynierii w biologii istnieje od wieków. Starożytny grecki filozof i pionier naukowiec Arystoteles badał ruch zwierząt i zaczął postrzegać ich ciała jako układy mechaniczne. Więcej współczesnych inżynierów szukało w naturze inspiracji i wskazówek dotyczących postępowania w prawach fizyki. Na przykład latające owady zostały zbadane przez inżynierów kosmicznych w celu lepszego zrozumienia dynamiki lotu przy bardzo małych rozmiarach. Obecnie zastosowanie mechaniki w organizmach żywych jest znane jako biomechanika, termin często używany zamiennie z inżynierią biomechaniczną.
Inżynieria biomechaniczna może być uważana za przekrój różnych dziedzin nauki. Inżynier biomechaniczny musi być biegły nie tylko w mechanice i tradycyjnych koncepcjach inżynierskich, ale także w biologii, anatomii i chemii. Koncepcje i techniki tych różnych pól są używane razem, aby lepiej zrozumieć, jak żywe stworzenia rosną, poruszają się i radzą sobie z siłami zewnętrznymi. Na rozwój ludzkiego serca może na przykład wpływać ludzki kod genetyczny oraz siły mechaniki rządzące wzrostem i ruchem tkanki. Badania w dziedzinie biomechaniki doprowadziły do ewolucji w innych obszarach nauki, takich jak załogowa eksploracja kosmosu. Zasady inżynierii biomechanicznej znajdują obecnie ogólne zastosowanie we wszystkim, od budowy sztucznych narządów i tkanek po projektowanie produktów wygodniejszych dla konsumentów.
Ewolucja technologii zwiększyła zarówno głębokość, jak i zakres inżynierii biomechanicznej. Podczas gdy Arystoteles i inni wcześni naukowcy mogli obserwować układy biologiczne gołym okiem, współczesny inżynier biomechaniczny może korzystać z technologii, aby zaglądać znacznie głębiej. Naukowcy mogą teraz przyjrzeć się, jak prawa fizyki wpływają na mikroskopijne organizmy, a nawet poszczególne komórki. Wzrost liczby komputerów pomógł, umożliwiając tworzenie złożonych modeli i zaawansowaną analizę systemów biologicznych. Oprogramowanie do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) może nawet służyć do projektowania sztucznych narządów, które bardziej pasują do właściwości mechanicznych narządów naturalnych.
Na wielu uniwersytetach inżynieria biomechaniczna jest uważana za podzbiór inżynierii biomedycznej. Niektóre uniwersytety uważają, że jest to dyscyplina sama w sobie. W obu przypadkach program może być mieszanką klas z różnych wydziałów. Wiele uniwersytetów pozwala studentom na dostosowanie zajęć do konkretnego obszaru zainteresowań. Możliwości kariery są niezwykle różnorodne; można je znaleźć w takich dziedzinach, jak ortopedia, kinezjologia, protetyka, wyniki sportowe, projektowanie urządzeń medycznych, rehabilitacja, a nawet praca konsultingowa i badawcza w dziedzinie przemysłu, prawa i medycyny.