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바이오 기계 공학은 주로 기계공학 분야에서 사용되는 역학 (mechanics)적인 이론을 바탕으로 살아있는 생체구조에 적용함으로써, 그 원리를 공학적으로 이해하고 분석하여 새로운 연구 분야에 응용하는 대표적인 융합 연구 분야이다. 바이오 기계 분야는 생체 또는 세포수준에서의 역학적인 특성을 연구하는 기초적인 연구 분야와 이를 바탕으로 한 응용 연구 분야로 크게 나눌 수 있다.

미국 국방고등연구 바이오 기계

(미국 국방고등연구 바이오 기계)

바이오 기계 공학의 기초적인 연구는 의학연구의 아주 넓은 분야를 포함하고 있다. 생체 각 조직의 기계적인 특성에 관한 연구, 심혈관계와 호흡계에서의 유체역학적 특성에 대한 연구, 생체 이식물에 대한 재료적인 특성연구와 생체 조직과의 상호작용에 대한 연구, 생체대사 및 운동에 관여하는 여러 가지 제어 기전에 대한 연구 및 다양한 분석을 바탕으로 한 생체모사 연구 등 의공학적 연구 각 분야에 아주 중요한 기여를 하며 아이디어를 제공하고 있다.

바이오기계

(바이오기계)

이러한 기초적인 연구 분야뿐만 아니라 생체역학은 인체에 사용되는 각종 인공장기 등의 여러 가지 의료기기의 설계 및 가공에 수반되는 문제를 해결하는데 기계공학적인 해결책을 활용하고 있으며, 특히 재활의학 분야에서 사용되는 많은 검사 장비와 치료기구의 개발에 필수적인 학문으로서 자리 잡고 있다. 이를 바탕으로 앞으로는 로봇기술 등과 융합되어 손상된 생체의 운동 기능을 보완하거나 대체하는 기술에 대한 연구가 많이 활성화 되리라 기대된다.

생체 모방 돌고래

(생체 모방 돌고래)

또한 바이오 기계 분야의 중요한 연구 분야로 최근에 관심이 집중되고 있는 생체모방 공학 역시 대표적이라고 할 수 있다. 오랜 시간 진화를 거듭한 다양한 생명체의 장점들을 모방하고 이를 응용하고자 하는 시도는 오랜 과거에도 있었지만, 기계공학이 비약적으로 발전한 최근의 다양한 기술들을 바탕으로 이전에는 흉내 내지 못했던 다양한 연구가 진행되어지고 있다. 대표적으로 도마뱀 발바닥의 나노 섬모를 모사하여 벽을 기어 다니는 로봇, 상어의 피부를 모사한 수영복, 청소하지 않아도 스스로 깨끗해지는 초 발수 표면 등 인류가 이전에는 가지지 못했던 또는 필요로 했던 꿈의 기술들이 바이오 공학과 기계 공학이 서로 융합되어 연구되어짐으로 인해, 먼 미래의 이야기가 아닌 현재의 이야기가 되고 있다.

바이오기계

(바이오기계 생체모방 날치)

이처럼 새로운 융합 학문 분야인 바이오 기계 공학 분야는 기존의 발전된 기계공학의 이론을 바탕으로 바이오 공학과 만남으로 인해서 의학, 공학 분야뿐만 아니라 현대 사회의 전반적인 분야에 기여 할 수 있는 분야로 그 성장 잠재력이 무궁무진 하다고 할 수 있다.

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