Biologisk ingenjörskonst

Vissa biologiska maskiner

Biologisk ingenjörskonst eller bioteknik är tillämpningen av biologins principer och teknikens verktyg för att skapa användbara, påtagliga, ekonomiskt lönsamma produkter. Biologisk ingenjörskonst använder kunskap och expertis från ett antal rena och tillämpade vetenskaper, såsom mass- och värmeöverföring, kinetik, biokatalysatorer, biomekanik, bioinformatik, separations- och reningsprocesser, bioreaktordesign, ytvetenskap, fluidmekanik, termodynamik och polymervetenskap. Det används vid design av medicinsk utrustning, diagnostisk utrustning, biokompatibla material, förnybar energi, ekologisk teknik, jordbruksteknik, processteknik och katalys och andra områden som förbättrar samhällenas levnadsstandard.

Exempel på bioteknisk forskning inkluderar bakterier konstruerade för att producera kemikalier, ny medicinsk avbildningsteknik , bärbara och snabba diagnostiska anordningar för sjukdomar, proteser , bioläkemedel och vävnadsmanipulerade organ . Bioteknik överlappar väsentligt med bioteknik och biomedicinska vetenskaper på ett sätt som är analogt med hur olika andra former av ingenjörskonst och teknologi förhåller sig till olika andra vetenskaper (såsom rymdteknik och annan rymdteknik till kinetik och astrofysik ). [ citat behövs ]

I allmänhet försöker biologiska ingenjörer antingen efterlikna biologiska system för att skapa produkter, eller att modifiera och kontrollera biologiska system. I samarbete med läkare, kliniker och forskare använder bioingenjörer traditionella tekniska principer och tekniker för att hantera biologiska processer, inklusive sätt att ersätta, förstärka, upprätthålla eller förutsäga kemiska och mekaniska processer.

Historia

Biologisk ingenjörskonst är en vetenskapsbaserad disciplin grundad på biologiska vetenskaper på samma sätt som kemiteknik , elektroteknik och maskinteknik kan baseras på kemi, elektricitet och magnetism, respektive klassisk mekanik .

Före andra världskriget hade biologisk ingenjörskonst börjat bli erkänd som en gren av ingenjörskonst och var ett nytt koncept för människor. Efter andra världskriget växte det snabbare, och termen "bioteknik" myntades av den brittiske vetenskapsmannen och TV-sändaren Heinz Wolff 1954 vid National Institute for Medical Research. Wolff tog examen det året och blev direktör för avdelningen för biologisk teknik vid universitetet. Detta var första gången Bioengineering erkändes som sin egen filial vid ett universitet. Elektroteknik var det tidiga fokus för denna disciplin, på grund av arbetet med medicinsk utrustning och maskiner under denna tid.

När ingenjörer och livsforskare började arbeta tillsammans insåg de att ingenjörerna inte visste tillräckligt om den faktiska biologin bakom deras arbete. För att lösa detta problem ägnade ingenjörer som ville komma in i biologisk teknik mer tid på att studera processerna inom biologi, psykologi och medicin.

På senare tid har termen biologisk ingenjörskonst tillämpats på miljöförändringar såsom markskydd, sluttningsstabilisering, vattendrag och strandskydd, vindskydd, vegetationsbarriärer inklusive bullerbarriärer och visuella skärmar, och ekologisk förbättring av ett område. Eftersom andra tekniska discipliner också tar upp levande organismer , kan termen biologisk ingenjörskonst tillämpas bredare för att inkludera jordbruksteknik .

Det första biologiska ingenjörsprogrammet i USA startades vid University of California, San Diego 1966. Nyare program har lanserats vid MIT och Utah State University . Många gamla jordbrukstekniska avdelningar vid universitet över hela världen har ommärkt sig själva som jordbruks- och bioteknik eller jordbruks- och biosystemteknik . Enligt professor Doug Lauffenburger vid MIT har biologisk ingenjörskonst en bred bas som tillämpar tekniska principer på ett enormt utbud av systemstorlekar och komplexiteter, allt från molekylär nivå (molekylärbiologi, biokemi , mikrobiologi , farmakologi , proteinkemi , cytologi , immunologi ) . , neurobiologi och neurovetenskap ) till cellulära och vävnadsbaserade system (inklusive enheter och sensorer), till hela makroskopiska organismer (växter, djur) och till och med till biomer och ekosystem.

Utbildning

Den genomsnittliga studietiden är tre till fem år, och den avslutade examen betecknas som civilingenjör ( BS i ingenjörsvetenskap). Grundkurser inkluderar termodynamik, biomekanik, biologi, genteknik, vätske- och mekanisk dynamik, kemisk och enzymkinetik, elektronik och materialegenskaper.

Deldiscipliner

Modellering av sjukdomsspridning med hjälp av cellulära automater och närmaste granninteraktioner

Beroende på institutionen och särskilda definitionsgränser som används, kan vissa större grenar av bioteknik kategoriseras som (observera att dessa kan överlappa):

Organisationer

  • Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET), den USA-baserade ackrediteringsnämnden för tekniska BS-program, gör skillnad mellan biomedicinsk teknik och biologisk ingenjörskonst, även om det finns mycket överlappning (se ovan).
  • American Institute for Medical and Biological Engineering (AIMBE) består av 1 500 medlemmar. Deras huvudsakliga mål är att utbilda allmänheten om det värde biologisk ingenjörskonst har i vår värld, samt investera i forskning och andra program för att främja området. De delar ut utmärkelser till dem som ägnar sig åt innovation inom området, och utmärkelser för prestationer på området. (De har inte ett direkt bidrag till biologisk ingenjörskonst, de känner mer igen de som gör det och uppmuntrar allmänheten att fortsätta den framåtgående rörelsen).
  • Institute of Biological Engineering (IBE) är en ideell organisation, de drivs enbart på donationer. De syftar till att uppmuntra allmänheten att lära sig och fortsätta framsteg inom biologisk ingenjörskonst. (Som AIMBE utför de inte forskning direkt, men de erbjuder stipendier till studenter som visar lovande inom området).
  • Society for Biological Engineering (SBE) är en teknologisk gemenskap associerad med American Institute of Chemical Engineers (AIChE). SBE är värd för internationella konferenser och är en global organisation av ledande ingenjörer och forskare som är dedikerade till att främja integrationen av biologi med teknik.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Biological_engineering&oldid=1139416351 "