Vad är biomekanisk teknik?

Biomekanisk teknik är ett tvärvetenskapligt vetenskapsområde som tillämpar regler och principer för maskinteknik på biologiska system. Den kombinerar element från många discipliner, inklusive biologi, teknik, fysik, kemi och matematik för att bättre förstå hur fysiska krafter påverkar levande organismer. En biomekanisk ingenjör kan hitta arbete inom den medicinska, vetenskapliga eller industriella sektorn. Det betraktas ibland som en delmängd av biomedicinsk teknik.

Medan det formella området för biomekanisk teknik är relativt nytt, har konceptet att tillämpa tekniska principer på biologi funnits i århundraden. Forntida grekisk filosof och banbrytande forskare Aristoteles studerade djurens rörelse och kom att betrakta deras kroppar som mekaniska system. Fler moderna ingenjörer har tittat på naturen för inspiration och vägledning i hanteringen av fysiklagarna. Flygande insekter har till exempel studerats av flyg- och rymdtekniker som försöker bättre förstå dynamiken i flygning i mycket små storlekar. Idag är mekanikens tillämpning på levande organismer känd som biomekanik, en term som ofta används omväxlande med biomekanisk teknik.

Biomekanisk teknik kan betraktas som ett tvärsnitt av olika vetenskapsområden. En biomekanisk ingenjör måste ha kunskaper inte bara inom mekanik och traditionella ingenjörskoncept, utan också biologi, anatomi och kemi. Begrepp och tekniker inom dessa olika fält används tillsammans för att bättre förstå hur levande saker växer, rör sig och hanterar yttre krafter. Utvecklingen av ett mänskligt hjärta, till exempel, kan påverkas av mänsklig genetisk kod och av krafterna i mekanik som styr vävnadens tillväxt och rörelse. Forskning inom biomekanik har lett till utvecklingen inom andra vetenskapsområden, såsom bemannad rymdutforskning. Principerna för biomekanisk teknik används nu i allmänhet i allt från att bygga konstgjorda organ och vävnader till att utforma produkter som är bekvämare för konsumenterna.

Utvecklingen av teknik har ökat både djup och omfattning av biomekanisk teknik. Medan Aristoteles och andra tidiga forskare bara kunde observera biologiska system med blotta ögat, kan den moderna biomekaniska ingenjören använda teknik för att kika mycket djupare. Forskare kan nu titta på hur fysikslagarna påverkar mikroskopiska organismer eller till och med enskilda celler. Ökningen av datorer har hjälpt genom att möjliggöra skapandet av komplexa modeller och avancerad analys av biologiska system. Computer Assisted Design (CAD) -programvara kan till och med användas för att designa konstgjorda organ som närmare matchar de mekaniska egenskaperna hos naturliga organ.

Vid många universitet betraktas biomekanisk ingenjör som en delmängd av biomedicinsk teknik. Vissa universitet anser att det är disciplin i sig. I båda fallen kommer läroplanen troligen att vara en blandning av klasser från olika avdelningar. Många universitet tillåter studenter att anpassa sina kurser för att fokusera på ett visst intresseområde. Karriärmöjligheterna är extremt olika; de finns i områden som ortopedi, kinesiologi, protetik, idrottsprestanda, design av medicinsk utrustning, rehabilitering och till och med konsult- och forskningsjobb för industriella, juridiska och medicinska områden.