L’ingegneria biomeccanica è un campo scientifico interdisciplinare che applica le regole e i principi dell’ingegneria meccanica ai sistemi biologici. Combina elementi di molte discipline, tra cui biologia, ingegneria, fisica, chimica e matematica per comprendere meglio come le forze fisiche influenzano gli organismi viventi. Un ingegnere biomeccanico può trovare lavoro nei settori medico, scientifico o industriale. A volte è considerato un sottoinsieme dell’ingegneria biomedica.
Mentre il campo formale dell’ingegneria biomeccanica è relativamente nuovo, il concetto di applicazione dei principi ingegneristici alla biologia esiste da secoli. L’antico filosofo greco e scienziato pioniere Aristotele studiò il movimento degli animali e arrivò a vedere i loro corpi come sistemi meccanici. Gli ingegneri più contemporanei hanno guardato alla natura per ispirazione e guida nell’affrontare le leggi della fisica. Gli insetti volanti, ad esempio, sono stati studiati da ingegneri aerospaziali che cercano di comprendere meglio le dinamiche del volo a dimensioni molto ridotte. Oggi, l’applicazione della meccanica agli organismi viventi è nota come biomeccanica, un termine spesso usato in modo intercambiabile con l’ingegneria biomeccanica.
L’ingegneria biomeccanica può essere considerata come una sezione trasversale di diverse aree della scienza. Un ingegnere biomeccanico deve essere competente non solo in meccanica e concetti di ingegneria tradizionale, ma anche in biologia, anatomia e chimica. I concetti e le tecniche di questi diversi campi vengono utilizzati insieme per comprendere meglio come gli esseri viventi crescono, si muovono e affrontano le forze esterne. Lo sviluppo di un cuore umano, per esempio, può essere influenzato dal codice genetico umano e dalle forze della meccanica che governano la crescita e il movimento del tessuto. La ricerca in biomeccanica ha portato all’evoluzione in altre aree della scienza come l’esplorazione spaziale con equipaggio. I principi dell’ingegneria biomeccanica ora trovano generalmente impiego in tutto, dalla costruzione di organi e tessuti artificiali alla progettazione di prodotti più confortevoli per i consumatori.
L’evoluzione della tecnologia ha aumentato sia la profondità che la portata dell’ingegneria biomeccanica. Mentre Aristotele e altri primi scienziati potevano osservare i sistemi biologici solo ad occhio nudo, il moderno ingegnere biomeccanico può usare la tecnologia per scrutare molto più in profondità. Gli scienziati possono ora osservare come le leggi della fisica influiscono sugli organismi microscopici o persino sulle singole cellule. L’avvento dei computer ha aiutato consentendo la creazione di modelli complessi e analisi avanzate di sistemi biologici. Il software CAD (Computer Assisted Design) potrebbe anche essere utilizzato per progettare organi artificiali che si avvicinano maggiormente alle proprietà meccaniche degli organi naturali.
In molte università, l’ingegneria biomeccanica è considerata un sottoinsieme dell’ingegneria biomedica. Alcune università lo considerano una disciplina a sé stante. In entrambi i casi, è probabile che il curriculum sia un mix di classi di vari dipartimenti diversi. Molte università consentono agli studenti di personalizzare i loro corsi per concentrarsi su una particolare area di interesse. Le opportunità di carriera sono estremamente diverse; possono essere trovati in aree come ortopedia, kinesiologia, protesi, prestazioni atletiche, progettazione di dispositivi medici, riabilitazione e persino lavori di consulenza e ricerca per settori industriali, legali e medici.