What is Bioengineering?

 

Kejuruteraan biologi, kejuruteraan bioteknologi atau biokejuruteraan (termasuk sistem kejuruteraan biologi) yang aplikasi konsep dan kaedah fizik, kimia, matematik, dan sains komputer untuk menyelesaikan masalah dalam sains hayat, menggunakan sendiri kejuruteraan, analisis dan sintetik metodologi dan juga kepekaan tradisional yang untuk kos dan praktikal penyelesaian tiba di. Dalam konteks ini, manakala kejuruteraan tradisional terpakai sains fizikal dan matematik untuk menganalisis, mereka bentuk dan mengeluarkan alat-alat, struktur dan proses yang tidak bernyawa, kejuruteraan biologi menggunakan sains yang sama, serta badan yang pesat membangun pengetahuan yang dikenali sebagai biologi molekul, untuk belajar banyak aspek organisma hidup.

Sesuatu permohonan yang sangat penting adalah analisis dan kos efektif penyelesaian masalah yang berkaitan dengan kesihatan manusia, tetapi bidang adalah lebih umum daripada itu. Sebagai contoh, biomimetik cawangan kejuruteraan biologi yang berusaha untuk memahami bagaimana organisma hidup, sebagai hasil daripada proses percubaan dan kesilapan yang berpanjangan yang dikenali sebagai evolusi, telah menyelesaikan masalah yang sukar pada masa lalu, dan mencari jalan untuk menggunakan pengetahuan ini untuk menyelesaikan masalah yang sama di dalam sistem buatan. Sistem biologi, di sisi lain, bertujuan untuk menggunakan kebiasaan jurutera dengan sistem kompleks buatan, dan mungkin itu konsep yang digunakan dalam "kejuruteraan terbalik", untuk memudahkan yang proses sukar pengiktirafan yang fungsi struktur,, dan kaedah yang tepat operasi kompleks sistem biologi.

 Oleh itu, kejuruteraan biologi merupakan disiplin berasaskan sains yang berasaskan sains biologi dengan cara yang sama bahawa kejuruteraan kimia, kejuruteraan elektrik dan kejuruteraan mekanikal berasaskan kimia, elektrik dan kemagnetan, dan mekanik klasik, masing-masing.

Kejuruteraan biologi boleh dibezakan dari akar biologi tulen atau kejuruteraan klasik dengan cara berikut. Kajian biologi sering mengikuti pendekatan reduksionis untuk melihat sistem di skala terkecil yang mungkin yang secara semulajadi membawa ke arah alat seperti genomik berfungsi. Pendekatan kejuruteraan, menggunakan perspektif reka bentuk klasik, juru tafsir, membina alat-alat baru, pendekatan dan teknologi dari konsep komponen. Kejuruteraan biologi menggunakan kedua-dua jenis kaedah bersama, bergantung kepada pendekatan reduksionis untuk mengenal pasti, memahami, dan mengatur unit-unit asas yang kemudiannya bersepadu untuk menjana sesuatu yang baru. Di samping itu, kerana ia merupakan satu disiplin kejuruteraan, kejuruteraan biologi asas berkenaan dengan bukan sahaja sains asas, tetapi permohonan praktikal pengetahuan saintifik untuk menyelesaikan masalah dunia sebenar dalam cara yang kos efektif.

 Walaupun kejuruteraan sistem biologi telah digunakan untuk memanipulasi maklumat, membina bahan-bahan, bahan kimia proses, menghasilkan tenaga, makanan, dan membantu mengekalkan atau meningkatkan kesihatan manusia dan persekitaran kami, keupayaan kami untuk jurutera sistem biologi yang berkelakuan seperti yang diharapkan dengan cepat dan boleh dipercayai adalah pada masa sekarang kurang maju daripada penguasaan kita ke atas sistem mekanikal dan elektrikal.
 

Perbezaan di antara kejuruteraan dan biologi dengan Kejuruteraan Bioperubatan pertindihan boleh tidak jelas, kerana banyak universiti kini menggunakan istilah "biokejuruteraan" dan "kejuruteraan bioperubatan" silih berganti. Kejuruteraan biologi (seperti bioteknologi) mempunyai asas yang lebih luas yang terpakai prinsip-prinsip kejuruteraan kepada julat yang sangat besar saiz dan kerumitan sistem yang bermula dari peringkat molekul - molekul biologi, biokimia, mikrobiologi, farmakologi, kimia protein, sitologi imunologi, neurobiologi dan Neuroscience, ( sering tetapi tidak semestinya menggunakan bahan-bahan biologi) - kaedah selular dan tisu berasaskan (termasuk alat-alat dan sensor), seluruh organisma makroskopik (tumbuh-tumbuhan, haiwan), dan meningkatkan skala panjang kepada ekosistem seluruh. Baik kejuruteraan biologi mahupun kejuruteraan bioperubatan adalah milik yang terkandung di dalam yang lain, kerana terdapat produk untuk keperluan perubatan dan produk biologi untuk keperluan bukan perubatan bukan biologi.

 Kejuruteraan Bioperubatan dan Kejuruteraan Biologi; Walau bagaimanapun, perbezaan yang cukup kecil. Jurutera bioperubatan mesti mempunyai kursus sains hayat yang meliputi fisiologi manusia dan mempunyai pengalaman dalam melaksanakan pengukuran pada sistem hidup manakala jurutera biologi mesti mempunyai kursus sains hayat (yang mungkin atau mungkin tidak merangkumi fisiologi) dan pengalaman dalam membuat ukuran bukan khusus pada sistem hidup. Kursus kejuruteraan asas sering yang sama dan termasuk termodinamik, dinamik bendalir dan mekanik, kinetik, elektronik, dan sifat bahan.

 

Jurutera atau bioengineers biologi jurutera yang menggunakan prinsip-prinsip biologi dan alat-alat kejuruteraan untuk mencipta produk yang boleh diguna, ketara, berdaya maju. Kejuruteraan Biologi menggunakan pengetahuan dan kepakaran dari beberapa tulen dan sains gunaan, seperti jisim dan pemindahan haba, kinetik, pemangkin biologi, biomekanik, bioinformatik, perpisahan dan proses penyucian, reka bentuk bioreaktor, sains permukaan, mekanik bendalir, termodinamik, dan sains polimer. Ia digunakan dalam reka bentuk alat-alat perubatan, peralatan diagnostik, bahan-bahan biocompatible, biotenaga boleh diperbaharui, kejuruteraan ekologi, dan kawasan-kawasan lain yang meningkatkan taraf hidup masyarakat.

Secara umum, jurutera biologi cuba untuk meniru sistem biologi untuk mencipta produk atau mengubah suai dan mengawal sistem biologi supaya mereka boleh menggantikan, menambah atau mengekalkan proses kimia dan mekanikal. Bioengineers boleh menggunakan kepakaran mereka untuk aplikasi lain kejuruteraan dan bioteknologi, termasuk pengubahsuaian genetik tumbuhan dan mikroorganisma, kejuruteraan bioproses, dan biocatalysis.

 

Kerana bidang-bidang kejuruteraan yang lain juga menangani organisma hidup (contoh, prostetik dalam bidang kejuruteraan mekanikal), istilah kejuruteraan biologi boleh digunakan dengan lebih meluas termasuk kejuruteraan pertanian dan bioteknologi. Malah, ramai lama jabatan kejuruteraan pertanian di universiti-universiti di seluruh dunia telah dijenamakan semula diri mereka sebagai kejuruteraan pertanian dan biologi atau pertanian dan kejuruteraan Biosistem. Kejuruteraan biologi juga dipanggil biokejuruteraan oleh beberapa kolej dan Kejuruteraan Bioperubatan adalah dipanggil biokejuruteraan oleh orang lain, dan merupakan satu bidang yang pesat membangun dengan pengkategorian bendalir. Bidang Utama daripada biokejuruteraan boleh dikategorikan sebagai:

•     Kejuruteraan Bioproses: Bioproses Design, Biocatalysis, Bioseparation, Bioinformatik, biotenaga

•     Kejuruteraan Genetik: Biologi Sintetik, pemindahan gen Mendatar.

•     Cellular Kejuruteraan: Kejuruteraan, Kejuruteraan Tisu Kebudayaan, kejuruteraan metabolik.

•     Kejuruteraan Bioperubatan: teknologi Bioperubatan, Diagnostik Bioperubatan, Terapi Bioperubatan, Biomekanik, biobahan.

•     Biomimetik: Penggunaan ilmu yang diperolehi dari sistem hidup yang berkembang untuk menyelesaikan masalah reka bentuk yang sukar dalam sistem buatan.