วิศวกรรมชีวกลศาสตร์คืออะไร?

วิศวกรรมชีวกลศาสตร์เป็นสาขาวิทยาศาสตร์สหวิทยาการที่ใช้กฎและหลักการของวิศวกรรมเครื่องกลกับระบบชีวภาพมันรวมองค์ประกอบของสาขาวิชามากมายรวมถึงชีววิทยาวิศวกรรมฟิสิกส์ฟิสิกส์เคมีและคณิตศาสตร์เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่ากองกำลังทางกายภาพมีอิทธิพลต่อสิ่งมีชีวิตอย่างไรวิศวกรชีวกลศาสตร์อาจพบงานในภาคการแพทย์วิทยาศาสตร์หรืออุตสาหกรรมบางครั้งก็ถือว่าเป็นชุดย่อยของวิศวกรรมชีวการแพทย์

ในขณะที่สาขาวิศวกรรมชีวกลศาสตร์เป็นทางการค่อนข้างใหม่แนวคิดของการใช้หลักการทางวิศวกรรมกับชีววิทยามีมานานหลายศตวรรษนักปรัชญากรีกโบราณและนักวิทยาศาสตร์ผู้บุกเบิกอริสโตเติลศึกษาการเคลื่อนไหวของสัตว์และมาดูร่างกายของพวกเขาเป็นระบบเครื่องจักรกลวิศวกรร่วมสมัยมากขึ้นได้มองหาธรรมชาติสำหรับแรงบันดาลใจและคำแนะนำในการจัดการกับกฎของฟิสิกส์ยกตัวอย่างเช่นแมลงบินได้รับการศึกษาโดยวิศวกรการบินและอวกาศที่ต้องการทำความเข้าใจพลวัตของเที่ยวบินในขนาดเล็กมากวันนี้การประยุกต์ใช้กลไกกับสิ่งมีชีวิตเป็นที่รู้จักกันในนามชีวกลศาสตร์คำศัพท์ที่มักใช้แทนกันได้กับวิศวกรรมชีวกลศาสตร์

วิศวกรรมชีวกลศาสตร์สามารถถือได้ว่าเป็นภาพตัดขวางของวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกันวิศวกรชีวกลศาสตร์จะต้องมีความเชี่ยวชาญไม่เพียง แต่ในกลศาสตร์และแนวคิดทางวิศวกรรมแบบดั้งเดิม แต่ยังรวมถึงชีววิทยากายวิภาคศาสตร์และเคมีแนวคิดและเทคนิคของสาขาต่าง ๆ เหล่านี้ใช้ร่วมกันเพื่อทำความเข้าใจว่าสิ่งมีชีวิตเติบโตและรับมือกับกองกำลังภายนอกได้อย่างไรยกตัวอย่างเช่นการพัฒนาของหัวใจมนุษย์อาจได้รับอิทธิพลจากรหัสพันธุกรรมของมนุษย์และโดยพลังของกลไกที่ควบคุมการเจริญเติบโตและการเคลื่อนไหวของเนื้อเยื่องานวิจัยเกี่ยวกับชีวกลศาสตร์ได้นำไปสู่วิวัฒนาการในด้านอื่น ๆ ของวิทยาศาสตร์เช่นการสำรวจอวกาศหลักการของวิศวกรรมชีวกลศาสตร์ในขณะนี้โดยทั่วไปพบว่ามีการใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่การสร้างอวัยวะและเนื้อเยื่อเทียมไปจนถึงการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่สะดวกสบายมากขึ้นสำหรับผู้บริโภค

วิวัฒนาการของเทคโนโลยีเพิ่มขึ้นทั้งความลึกและขอบเขตของวิศวกรรมชีวกลศาสตร์ในขณะที่อริสโตเติลและนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ สามารถสังเกตระบบชีวภาพด้วยตาเปล่าได้ แต่วิศวกรชีวกลศาสตร์ที่ทันสมัยสามารถใช้เทคโนโลยีเพื่อมองลึกลงไปได้มากขึ้นนักวิทยาศาสตร์สามารถดูได้ว่ากฎของฟิสิกส์ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตด้วยกล้องจุลทรรศน์หรือแม้แต่เซลล์แต่ละเซลล์การเพิ่มขึ้นของคอมพิวเตอร์ได้ช่วยโดยอนุญาตให้สร้างแบบจำลองที่ซับซ้อนและการวิเคราะห์ขั้นสูงของระบบชีวภาพซอฟต์แวร์การออกแบบคอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) อาจใช้ในการออกแบบอวัยวะเทียมที่ตรงกับคุณสมบัติเชิงกลของอวัยวะธรรมชาติอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น

ในมหาวิทยาลัยหลายแห่งวิศวกรรมชีวกลศาสตร์ถือเป็นชุดย่อยของวิศวกรรมชีวการแพทย์มหาวิทยาลัยบางแห่งคิดว่ามันเป็นวินัยในสิทธิของตนเองไม่ว่าในกรณีใดหลักสูตรก็น่าจะเป็นการผสมผสานระหว่างชั้นเรียนจากแผนกต่างๆมหาวิทยาลัยหลายแห่งอนุญาตให้นักเรียนปรับแต่งหลักสูตรของพวกเขาเพื่อมุ่งเน้นไปที่พื้นที่ที่น่าสนใจเฉพาะโอกาสในการทำงานมีความหลากหลายอย่างมากพวกเขาสามารถพบได้ในด้านต่าง ๆ เช่นศัลยกรรมกระดูก, การเคลื่อนไหว, การทำงานด้านการกีฬา, การออกแบบอุปกรณ์การแพทย์, การฟื้นฟูสมรรถภาพและแม้กระทั่งงานให้คำปรึกษาและการวิจัยสำหรับสาขาอุตสาหกรรมกฎหมายและการแพทย์