생물역학
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1. 개요
생물역학은 생물학적 시스템의 역학을 연구하는 학문으로, 아리스토텔레스 시대부터 시작되어 르네상스 시대를 거쳐 산업 시대를 거치며 발전했다. 생물역학은 개체, 세포, 조직 등 다양한 수준에서 연구되며, 생체 유체 역학, 생체 마찰학, 비교 생체역학, 전산 생체역학, 연속체 생체역학, 신경역학, 식물 생체역학, 스포츠 생체역학, 혈관 생체역학, 면역역학 등 다양한 하위 분야를 포함한다. 생물역학은 인체 운동, 항공역학, 유체역학 등을 연구하며, 조직 공학, 의학, 공학 분야에 폭넓게 응용된다.
더 읽어볼만한 페이지
| 생물역학 | |
|---|---|
| 학문 분야 | |
| 분야 | 생물학, 역학 |
| 세부 분야 | |
| 주요 세부 분야 | 인체공학 스포츠 생체역학 수생 생체역학 혈관 생체역학 심혈관 생체역학 정형외과 생체역학 |
| 관련 학문 | |
| 관련 학문 분야 | 운동학 생체재료학 생체모방공학 재활 정형외과 |
2. 역사
"생물역학"(1899)과 관련된 단어인 "생체역학적"(1856)은 고대 그리스어 βίος(bios, "생명")와 μηχανική(mēchanikē, "역학")에서 유래되었으며, 생명체의, 특히 움직임과 구조에 대한 기계적 원리를 연구하는 것을 의미한다.
아리스토텔레스는 플라톤의 제자로, 동물 해부학 연구를 통해 최초의 생물역학자로 여겨질 수 있다. 그는 동물 운동에 관한 최초의 책인 ''De Motu Animalium''(동물의 운동에 관하여)를 저술했다.[18] 그는 동물의 신체를 기계적 시스템으로 보았고, 어떤 행동을 상상하는 것과 실제 수행하는 것의 생리학적 차이와 같은 질문을 탐구했다.[19]
로마 제국의 부상과 함께 철학보다 기술이 더 인기를 얻었고, 갈레노스(129년~210년)가 등장했다. 마르쿠스 아우렐리우스의 주치의였던 그는 유명한 저서인 『부분의 기능에 관하여』(인체에 관하여)를 저술했는데, 이 책은 향후 1,400년 동안 세계 표준 의학 서적이 될 것이었다.[20]
레오나르도 다 빈치는 1490년대에 인체 해부학과 생체역학을 연구했다. 그는 과학과 역학을 잘 이해했으며, 역학적 관점에서 해부학을 연구하여 근육의 힘과 움직임, 관절 기능을 분석했다. 다 빈치는 기계를 만들 때 동물의 특징을 모방하기도 했는데, 예를 들어 인간이 날 수 있는 방법을 연구하기 위해 새의 비행을 연구했고, 말의 근육계를 연구하여 말이 내는 힘을 더 잘 활용할 수 있는 기계를 설계했다.[21]
1543년, 안드레아스 베살리우스는 29세에 갈레노스의 저서 《부분의 기능에 관하여》를 반박하고, 자신의 저서 《인체의 구조에 관하여》를 출판했다. 니콜라우스 코페르니쿠스 사후, 사람들은 세상과 작동 방식에 대한 이해를 넓히고자 했으며, 코페르니쿠스의 《천체의 회전에 관하여》는 과학, 물리학, 역학, 그리고 생체역학 발전에 큰 영향을 미쳤다.[20]
갈릴레오 갈릴레이는 니콜라우스 코페르니쿠스가 사망한 지 21년 후 태어났으며, 과학 연구를 통해 여러 생체역학적 사실을 발견했다. 그는 동물의 질량이 크기에 비해 불균형적으로 증가하며, 뼈의 둘레도 하중을 견디기 위해 불균형적으로 커져야 한다는 것을 알아냈다. 갈릴레오 갈릴레이는 뼈의 강도에 관심을 가졌고, 뼈가 최소한의 무게로 최대 강도를 낼 수 있도록 속이 비어 있다고 제안했다.[20][21]
17세기에 데카르트는 인간의 신체(영혼 제외)를 포함한 모든 살아있는 시스템이 동일한 기계적 법칙에 따라 작동하는 단순한 기계라는 철학적 시스템을 제시했고, 이는 생체역학 연구에 큰 영향을 주었다.
조반니 알폰소 보렐리는 데카르트의 기계론 철학을 받아들여 걷기, 달리기, 점프, 새의 비행, 물고기의 헤엄, 그리고 기계적 틀 내에서의 심장의 피스톤 작용까지 연구했다. 그는 인간의 무게 중심 위치를 결정하고, 흡입 및 배출되는 공기량을 계산하고 측정할 수 있었으며, 흡입은 근육에 의해 이루어지고 배출은 조직의 탄성에 기인한다는 것을 보여주었다.[20] 보렐리는 "근육계의 지레는 힘보다는 운동을 증폭시키므로 근육은 운동에 저항하는 힘보다 훨씬 더 큰 힘을 생성해야 한다"는 것을 처음으로 이해했다.[20] 갈릴레오의 영향을 받아 그는 뉴턴이 운동 법칙을 발표하기 훨씬 전에 인체의 다양한 관절에서의 정적 평형에 대한 직관적인 이해를 가지고 있었다.[22]
19세기에는 에티엔 줄 마레가 영화 촬영을 사용하여 동물 운동을 과학적으로 연구했다. 그는 지면 반력과 운동을 처음으로 연관시켜 현대적인 '운동 분석' 분야를 열었다. 독일에서는 에른스트 하인리히 베버와 빌헬름 에두아르트 베버 형제가 인간의 보행에 대해 많은 가설을 세웠지만, 최근의 공학 역학의 발전을 사용하여 과학을 크게 발전시킨 사람은 크리스티안 빌헬름 브라운이었다. 같은 시기에 공학 재료역학은 산업 혁명의 요구에 따라 프랑스와 독일에서 번성하기 시작했다. 이는 철도 기술자 카를 쿨만과 해부학자 헤르만 폰 마이어가 인간의 대퇴골과 유사한 모양의 크레인에서의 응력 패턴을 비교했을 때 뼈 생체역학의 부활로 이어졌다. 이러한 발견에 영감을 받아 율리우스 볼프는 유명한 볼프의 법칙 of 뼈 리모델링을 제안했다.[23]
2. 1. 고대
플라톤의 제자였던 아리스토텔레스는 동물 해부학 연구를 통해 최초의 생물역학자로 여겨질 수 있다. 그는 동물 운동에 관한 최초의 책인 ''De Motu Animalium''(동물의 운동에 관하여)를 저술했다.[18] 그는 동물의 신체를 기계적 시스템으로 보았고, 어떤 행동을 상상하는 것과 실제 수행하는 것의 생리학적 차이와 같은 질문을 탐구했다.[19] 또 다른 저서인 ''동물 부분에 관하여''에서 그는 요관이 연동 운동을 사용하여 신장에서 방광으로 소변을 운반하는 방법에 대한 정확한 묘사를 제공했다.[10]로마 제국의 부상과 함께 철학보다 기술이 더 인기를 얻었고, 갈레노스(129년~210년)가 등장했다. 마르쿠스 아우렐리우스의 주치의였던 그는 유명한 저서인 『부분의 기능에 관하여』(인체에 관하여)를 저술했다. 이 책은 향후 1,400년 동안 세계 표준 의학 서적이 될 것이다.[20]
2. 2. 르네상스 시대
레오나르도 다 빈치는 1490년대에 인체 해부학과 생체역학을 연구했다. 그는 과학과 역학을 잘 이해했으며, 역학적 관점에서 해부학을 연구하여 근육의 힘과 움직임, 관절 기능을 분석했다. 다 빈치는 기계를 만들 때 동물의 특징을 모방하기도 했다. 예를 들어 인간이 날 수 있는 방법을 연구하기 위해 새의 비행을 연구했고, 말의 근육계를 연구하여 말이 내는 힘을 더 잘 활용할 수 있는 기계를 설계했다.[21]1543년, 안드레아스 베살리우스는 29세에 갈레노스의 저서 《부분의 기능에 관하여》를 반박하고, 자신의 저서 《인체의 구조에 관하여》를 출판했다. 이 책에서 베살리우스는 갈레노스의 오류를 수정했다. 니콜라우스 코페르니쿠스 사후, 사람들은 세상과 작동 방식에 대한 이해를 넓히고자 했으며, 코페르니쿠스의 《천체의 회전에 관하여》는 과학, 물리학, 역학, 그리고 생체역학 발전에 큰 영향을 미쳤다.[20]
갈릴레오 갈릴레이는 니콜라우스 코페르니쿠스가 사망한 지 21년 후 태어났으며, 과학 연구를 통해 여러 생체역학적 사실을 발견했다. 그는 동물의 질량이 크기에 비해 불균형적으로 증가하며, 뼈의 둘레도 하중을 견디기 위해 불균형적으로 커져야 한다는 것을 알아냈다. 또한 뼈와 같은 관상 구조의 굽힘 강도는 속이 비어 있고 직경을 늘려 무게에 비해 증가하며, 해양 동물이 육상 동물보다 큰 이유는 물의 부력이 조직의 무게를 줄여주기 때문이라고 설명했다.[20] 갈릴레오 갈릴레이는 뼈의 강도에 관심을 가졌고, 뼈가 최소한의 무게로 최대 강도를 낼 수 있도록 속이 비어 있다고 제안했다.[21]
17세기에 데카르트는 인간의 신체(영혼 제외)를 포함한 모든 살아있는 시스템이 동일한 기계적 법칙에 따라 작동하는 단순한 기계라는 철학적 시스템을 제시했고, 이는 생체역학 연구에 큰 영향을 주었다.
2. 3. 산업 시대
조반니 알폰소 보렐리는 데카르트의 기계론 철학을 받아들여 걷기, 달리기, 점프, 새의 비행, 물고기의 헤엄, 그리고 기계적 틀 내에서의 심장의 피스톤 작용까지 연구했다. 그는 인간의 무게 중심 위치를 결정하고, 흡입 및 배출되는 공기량을 계산하고 측정할 수 있었으며, 흡입은 근육에 의해 이루어지고 배출은 조직의 탄성에 기인한다는 것을 보여주었다.[20]보렐리는 "근육계의 지레는 힘보다는 운동을 증폭시키므로 근육은 운동에 저항하는 힘보다 훨씬 더 큰 힘을 생성해야 한다"는 것을 처음으로 이해했다.[20] 갈릴레오의 영향을 받아 그는 뉴턴이 운동 법칙을 발표하기 훨씬 전에 인체의 다양한 관절에서의 정적 평형에 대한 직관적인 이해를 가지고 있었다.[22]
보렐리 이후 생체역학 분야에서 획기적인 발전이 이루어지기까지는 오랜 시간이 걸렸다. 19세기에는 에티엔 줄 마레가 영화 촬영을 사용하여 동물 운동을 과학적으로 연구했다. 그는 지면 반력과 운동을 처음으로 연관시켜 현대적인 '운동 분석' 분야를 열었다. 독일에서는 에른스트 하인리히 베버와 빌헬름 에두아르트 베버 형제가 인간의 보행에 대해 많은 가설을 세웠지만, 최근의 공학 역학의 발전을 사용하여 과학을 크게 발전시킨 사람은 크리스티안 빌헬름 브라운이었다. 같은 시기에 공학 재료역학은 산업 혁명의 요구에 따라 프랑스와 독일에서 번성하기 시작했다. 이는 철도 기술자 카를 쿨만과 해부학자 헤르만 폰 마이어가 인간의 대퇴골과 유사한 모양의 크레인에서의 응력 패턴을 비교했을 때 뼈 생체역학의 부활로 이어졌다. 이러한 발견에 영감을 받아 율리우스 볼프는 유명한 볼프의 법칙 of 뼈 리모델링을 제안했다.[23]
3. 하위 분야
생물역학은 개체 단위에서 세포 단위까지 폭넓은 범위를 다룬다. 예를 들어, 뼈, 인대, 힘줄 등에 재료역학 및 구조역학적인 해석을 적용하거나, 새나 곤충의 비행, 어류의 유영, 심장·혈관 내 혈액의 흐름 등을 유체역학적으로 연구한다.[28][29]
생물에서 힌트를 얻은 기계 등과 관련된 응용 분야는 '''바이오닉스'''(bionics) 또는 '''생체모방공학'''(biomimetics, Biological Mimetic)이라고 불리며,[28][29] 앞으로 인공 장기 개발 등에 응용이 기대된다.
3. 1. 생체 유체 역학
생물 유체 역학 또는 생체 유체 역학은 생물체 내 또는 주변의 기체 및 액체 유동을 연구하는 학문이다. 자주 연구되는 액체 생체 유체 문제는 인간의 심혈관계 내 혈액 흐름이다. 특정 수학적 상황에서 혈액 흐름은 나비에-스토크스 방정식으로 모델링할 수 있다. ''생체 내'' 전혈은 비압축성 뉴턴 유체로 가정된다. 그러나 이러한 가정은 세동맥 내의 순방향 흐름을 고려할 때는 맞지 않는다. 미시적 규모에서 개별 적혈구의 효과가 중요해지고 전혈은 더 이상 연속체로 모델링할 수 없다. 혈관의 직경이 적혈구의 직경보다 약간 클 때 파라에우스-린드퀴스트 효과가 발생하고 벽 전단 응력이 감소한다. 그러나 혈관의 직경이 더 감소함에 따라 적혈구는 혈관을 통과해야 하며 종종 단일 파일로만 통과할 수 있다. 이 경우 역 파라에우스-린드퀴스트 효과가 발생하고 벽 전단 응력이 증가한다.
기체 생체 유체 문제의 예는 인간 호흡이다. 최근에는 개선된 미세 유체 장치를 설계하기 위한 생물학적 영감을 위해 곤충의 호흡계를 연구했다.[4]
3. 2. 생체 마찰학
생물트라이볼로지는 생물학적 시스템, 특히 엉덩이와 무릎과 같은 인간의 관절의 마찰, 마모 및 윤활에 대한 연구이다.[5][6] 일반적으로 이러한 과정은 접촉역학 및 트라이볼로지의 맥락에서 연구된다.생물트라이볼로지의 또 다른 측면으로는 조직 공학 연골을 평가할 때처럼 두 표면이 서로 마찰하면서 움직이는 동안 발생하는 지하 손상 분석이 포함된다.[7]
3. 3. 비교 생체역학
비교 생체역학은 인간에 대한 더 큰 통찰력을 얻기 위해(예: 신체 인류학에서) 또는 유기체 자체의 기능, 생태 및 적응에 사용되는, 인간이 아닌 유기체에 생체역학을 적용하는 것이다. 일반적인 연구 분야는 유기체의 적합도와 강한 연관성을 가지며 높은 기계적 요구 사항을 부과하는 동물 운동 및 섭식이다. 동물 운동에는 달리기, 점프 및 비행을 포함하여 많은 형태가 있다. 운동은 마찰, 항력, 관성, 그리고 중력을 극복하기 위해 에너지를 필요로 하며, 어떤 요소가 우세한지는 환경에 따라 달라진다.
비교 생체역학은 생태학, 신경생물학, 발생 생물학, 동물 행동학, 그리고 고생물학을 포함한 많은 다른 분야와 강력하게 중첩되며, 이러한 다른 분야의 저널에 논문을 흔히 게재한다. 비교 생체역학은 의학(생쥐 및 쥐와 같은 일반적인 모델 유기체와 관련하여)뿐만 아니라 공학 문제에 대한 자연의 해결책을 찾는 생체 모방에서도 자주 적용된다.
3. 4. 전산 생체역학
전산 생물역학은 유한 요소법과 같은 공학 전산 도구를 적용하여 생물학적 시스템의 역학을 연구하는 것이다. 전산 모델 및 시뮬레이션은 실험적으로 테스트하기 어렵거나 실험 시간과 비용을 줄이는 데 더 적합한 실험을 설계하는 데 사용되는 매개변수 간의 관계를 예측하는 데 사용된다. 유한 요소 해석을 사용한 기계적 모델링은 예를 들어, 식물 세포의 분화 방식을 이해하기 위해 식물 세포 성장의 실험적 관찰을 해석하는 데 사용되었다.[13] 의학에서 지난 10년 동안 유한 요소법은 생체 내 수술 평가의 확립된 대안이 되었다. 전산 생물역학의 주요 장점 중 하나는 윤리적 제약 없이 해부학의 내해부학적 반응을 결정할 수 있다는 것이다.[8] 이는 FE 모델링(또는 다른 이산화 기법)이 생물역학의 여러 분야에서 보편화되는 결과를 낳았으며, 일부 프로젝트에서는 BioSpine[9] 및 SOniCS와 같은 오픈 소스 철학을 채택했을 뿐만 아니라 SOFA, FEniCS 프레임워크 및 FEBio를 채택했다.전산 생물역학은 수술 계획, 보조 및 훈련에 사용되는 수술 시뮬레이션의 필수 요소이다. 이 경우 수치적(이산화) 방법을 사용하여 힘, 열 및 질량 전달, 전기 및 자기 자극과 같은 경계 조건에 대한 시스템의 반응을 최대한 빠르게 계산한다.
3. 5. 연속체 생체역학
생체 재료와 생체 유체의 역학적 분석은 일반적으로 연속체 역학의 개념을 사용하여 수행된다. 이러한 가정은 관심 있는 길이 척도가 재료의 미세 구조적 세부 사항의 순서에 접근할 때 무너진다. 생체 재료의 가장 주목할 만한 특징 중 하나는 계층적 구조이다. 즉, 이러한 재료의 역학적 특성은 분자 수준에서 조직 및 기관 수준까지 여러 수준에서 발생하는 물리적 현상에 의존한다.생체 재료는 경조직과 연조직의 두 그룹으로 분류된다. 경조직(예: 목재, 조개 껍질 및 뼈)의 기계적 변형은 선형 탄성 이론으로 분석할 수 있다. 반면에 연조직(예: 피부, 힘줄, 근육 및 연골)은 일반적으로 큰 변형을 겪으므로, 분석은 유한 변형 이론 및 컴퓨터 시뮬레이션에 의존한다. 연속체 생체역학에 대한 관심은 의료 시뮬레이션 개발에서 현실성에 대한 필요성에 의해 촉진된다.[10]
3. 6. 신경역학
신경역학은 뇌와 신경계가 신체를 제어하기 위해 어떻게 상호 작용하는지 더 잘 이해하기 위해 생체역학적 접근 방식을 사용한다. 운동 과제 동안 운동 단위는 특정 움직임을 수행하기 위해 일련의 근육을 활성화시키며, 이는 운동 적응 및 학습을 통해 수정될 수 있다. 최근 몇 년 동안, 신경역학 실험은 동작 캡처 도구와 신경 기록을 결합하여 가능해졌다.3. 7. 식물 생체역학
생물역학적 원리를 식물, 식물 기관 및 세포에 적용하는 것은 식물 생물역학이라는 세부 분야로 발전했다.[11] 식물에 대한 생물역학의 적용은 환경 스트레스에 대한 작물의 탄력성 연구[12]에서 세포 및 조직 수준에서의 발달 및 형태 발생에 이르기까지 기계생물학과 중복된다.[13]3. 8. 스포츠 생체역학
스포츠 생체역학은 운동 능력을 더 잘 이해하고 스포츠 부상을 줄이기 위해 역학의 법칙을 인간의 움직임에 적용하는 학문이다. 이는 크리켓 배트, 하키 스틱, 창 등과 같은 인간 신체와 스포츠 도구의 움직임을 이해하기 위해 기계 물리학의 과학적 원리를 적용하는 데 중점을 둔다. 스포츠 생체역학에서는 기계 공학(예: 스트레인 게이지), 전기 공학(예: 디지털 필터링), 컴퓨터 과학(예: 수치해석), 보행 분석(예: 힘판), 임상 신경 생리학(예: 표면 EMG) 등의 요소들이 일반적으로 사용된다.[14]스포츠 생체역학은 주어진 과제, 기술 또는 기법을 수행하는 동안 신체의 근육, 관절 및 골격의 작용으로 정의할 수 있다. 스포츠 기술과 관련된 생체역학에 대한 이해는 스포츠 수행 능력, 재활 및 부상 예방, 그리고 스포츠 숙달에 가장 큰 영향을 미친다. 마이클 예시스(Michael Yessis) 박사는 최고의 선수는 자신의 기술을 가장 잘 수행하는 사람이라고 언급했다.[15]
3. 9. 혈관 생체역학
심혈관 질환은 전 세계 사망의 주요 원인으로 잘 알려져 있다.[16] 인체 내 혈관계는 압력을 유지하고 혈류와 화학적 교환을 가능하게 하는 주요 구성 요소이다. 이러한 복잡한 조직의 기계적 특성을 연구하면 심혈관 질환에 대한 이해를 높이고 맞춤형 의학을 획기적으로 개선할 수 있다.혈관 조직은 비균질하며 강하게 비선형적인 거동을 보인다. 일반적으로 이 연구는 복잡한 형상에 복잡한 하중 조건과 재료 특성을 포함한다. 이러한 메커니즘에 대한 정확한 설명은 생리학과 생물학적 상호 작용에 대한 연구를 기반으로 한다. 따라서 벽 역학 및 혈역학을 상호 작용과 함께 연구할 필요가 있다.
또한 혈관벽은 지속적으로 진화하는 동적 구조라는 점을 전제로 해야 한다. 이러한 진화는 벽 전단 응력 또는 생화학적 신호 전달과 같이 조직이 담겨 있는 화학적 및 기계적 환경을 직접 따른다.
3. 10. 면역역학
면역역학은 면역 세포의 기계적 특성과 그 기능적 관련성을 규명하는 데 중점을 두는 새로운 분야이다. 면역 세포의 역학은 음향력 분광법이나 광학 핀셋과 같은 다양한 힘 분광학적 접근법을 사용하여 특성화할 수 있으며, 이러한 측정은 생리적 조건(예: 온도)에서 수행될 수 있다.[17] 또한, 면역 세포 역학과 면역 대사 및 면역 신호 전달 사이의 연관성을 연구할 수 있다. "면역역학"이라는 용어는 때때로 면역 세포 기계 생물학 또는 세포 기계 면역학과 상호 교환적으로 사용된다.3. 11. 기타 응용 분야
생물역학의 응용 분야는 다음과 같다.- 알로메트리
- 동물 이동 및 보행 분석
- 생체마찰학
- 생체 유체 역학
- 심혈관 생체역학
- 비교 생체역학
- 전산 생체역학
- 인간공학
- 법의 생체역학
- 인간 공학 및 직업 생체역학
- 손상 생체역학
- 임플란트 (의학), 보조기 및 보철
- 운동지각학
- 운동학 (운동학 + 생리학)
- 근골격 및 정형외과 생체역학
- 재활
- 소프트 바디 다이내믹스
- 스포츠 생체역학
생물역학은 개체 단위에서 세포 단위까지 폭넓게 다룬다. 예를 들어, 뼈, 인대, 힘줄 등에 재료역학 및 구조역학적인 해석을 하거나, 새나 곤충의 비행, 어류의 유영, 심장·혈관 내 혈액의 흐름 등을 유체역학적으로 연구한다.[28][29]
생물에서 힌트를 얻은 기계 등과 관련된 응용 분야는 '''바이오닉스'''(bionics) 또는 '''생체모방공학'''(biomimetics, Biological Mimetic)이라고 불린다.[28][29] 앞으로 인공 장기 개발 등에 응용이 기대된다.
4. 응용
생물역학은 인간 근골격계를 연구하는 데 적용된다. 힘 플랫폼을 사용하여 인체의 지면 반력(ground reaction forces)을 연구하고, 적외선 비디오그래피를 활용하여 인체에 부착된 마커의 궤적을 모션 캡처하여 인간의 3차원 운동을 연구한다. 또한, 근전도 검사를 적용하여 근육 활성화를 연구하고 외부 힘과 섭동에 대한 근육 반응을 조사한다.[25]
생물역학은 정형외과 임플란트, 치과 부품, 외부 고정 장치 및 기타 의료 목적으로 정형외과 산업에서 널리 사용된다. 생체 마찰학은 매우 중요한 부분으로, 정형외과 임플란트에 사용되는 생체 재료의 성능과 기능을 연구한다. 이는 의료 및 임상 목적으로 성공적인 생체 재료의 설계 및 생산을 개선하는 데 중요한 역할을 한다. 이러한 예로는 조직 공학적 연골이 있다.[7] 관절의 동적 하중은 충격으로 간주되며, 이는 Emanuel Willert에 의해 자세히 논의된다.[26]
생물역학은 공학 분야와도 연관되어 있는데, 이는 종종 전통적인 공학 과학을 사용하여 생물학적 시스템을 분석하기 때문이다. 고전역학 및/또는 재료 과학의 몇 가지 간단한 적용은 많은 생물학적 시스템의 역학에 대한 정확한 근사치를 제공할 수 있다. 응용역학, 특히 기계 공학 분야, 예를 들어 연속체 역학, 메커니즘 분석, 구조 시스템 분석, 운동학 및 동역학은 생물역학 연구에서 중요한 역할을 한다.[27]
일반적으로 생물학적 시스템은 사람이 만든 시스템보다 훨씬 더 복잡하다. 따라서 수치 해석은 거의 모든 생물역학 연구에 적용된다. 연구는 개념 모델링, 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험 측정을 포함하는 일련의 단계로 가설과 검증의 반복적인 과정으로 수행된다.
생물에서 힌트를 얻은 기계 등과 관련된 응용 분야는 '''바이오닉스'''(bionics) 또는 '''생체모방공학'''(biomimetics, Biological Mimetic)라고 불리기도 한다.[28][29] 앞으로는 인공 장기 개발 등에 응용이 기대되고 있다.
참조
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Scaffold-free cartilage subjected to frictional shear stress demonstrates damage by cracking and surface peeling
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バイオミメティクスとは？
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뉴스
家電が驚くべき進化を遂げる！ シャープの「生物模倣技術」とは？
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