Kas yra biomechanikos inžinerija?

Biomechaninė inžinerija – tai tarpdisciplininė mokslo sritis, taikanti mechaninės inžinerijos taisykles ir principus biologinėms sistemoms. Jis sujungia daugelio disciplinų elementus, įskaitant biologiją, inžineriją, fiziką, chemiją ir matematiką, kad geriau suprastų, kaip fizinės jėgos veikia gyvus organizmus. Biomechanikos inžinierius gali susirasti darbą medicinos, mokslo ar pramonės sektoriuose. Kartais jis laikomas biomedicinos inžinerijos pogrupiu.

Nors formali biomechaninės inžinerijos sritis yra palyginti nauja, inžinerijos principų taikymo biologijoje koncepcija gyvuoja šimtmečius. Senovės graikų filosofas ir novatoriškas mokslininkas Aristotelis tyrinėjo gyvūnų judėjimą ir į jų kūnus žiūrėjo kaip į mechanines sistemas. Daugiau šiuolaikinių inžinierių ieškojo gamtos įkvėpimo ir patarimų, susijusių su fizikos dėsniais. Pavyzdžiui, skraidančius vabzdžius tyrė aviacijos ir kosmoso inžinieriai, siekdami geriau suprasti skrydžio dinamiką esant labai mažiems dydžiams. Šiandien mechanikos taikymas gyviems organizmams yra žinomas kaip biomechanika – terminas dažnai vartojamas pakaitomis su biomechanine inžinerija.

Biomechanikos inžinerija gali būti vertinama kaip įvairių mokslo sričių pjūvis. Biomechanikos inžinierius turi išmanyti ne tik mechaniką ir tradicines inžinerines koncepcijas, bet ir biologiją, anatomiją ir chemiją. Šių skirtingų sričių sąvokos ir metodai naudojami kartu, siekiant geriau suprasti, kaip gyvi daiktai auga, juda ir susidoroja su išorinėmis jėgomis. Pavyzdžiui, žmogaus širdies vystymuisi gali turėti įtakos žmogaus genetinis kodas ir mechanikos jėgos, valdančios audinių augimą ir judėjimą. Biomechanikos tyrimai paskatino evoliuciją kitose mokslo srityse, tokiose kaip pilotuojamas kosmoso tyrinėjimas. Biomechaninės inžinerijos principai dabar dažniausiai naudojami visur – nuo ​​dirbtinių organų ir audinių kūrimo iki vartotojams patogesnių produktų kūrimo.

Technologijų raida padidino ir biomechaninės inžinerijos gylį, ir apimtį. Nors Aristotelis ir kiti ankstyvieji mokslininkai biologines sistemas galėjo stebėti tik plika akimi, šiuolaikinis biomechanikos inžinierius gali naudoti technologijas, kad galėtų pažvelgti daug giliau. Dabar mokslininkai gali pažvelgti į tai, kaip fizikos dėsniai veikia mikroskopinius organizmus ar net atskiras ląsteles. Kompiuterių atsiradimas padėjo sukurti sudėtingus modelius ir pažangią biologinių sistemų analizę. Kompiuterinio projektavimo (CAD) programinė įranga netgi gali būti naudojama kuriant dirbtinius organus, kurie labiau atitinka natūralių organų mechanines savybes.

Daugelyje universitetų biomechanikos inžinerija laikoma biomedicinos inžinerijos pogrupiu. Kai kurie universitetai mano, kad tai yra savarankiška disciplina. Bet kuriuo atveju mokymo programa greičiausiai bus įvairių skyrių klasių derinys. Daugelis universitetų leidžia studentams pritaikyti savo kursinius darbus, kad sutelktų dėmesį į konkrečią dominančią sritį. Karjeros galimybės itin įvairios; jų galima rasti tokiose srityse kaip ortopedija, kineziologija, protezavimas, sportiniai rezultatai, medicinos prietaisų projektavimas, reabilitacija ir netgi konsultavimo ir tyrimų darbai pramonės, teisės ir medicinos srityse.