لطالما كانت الهندسة تطبيقًا لعلوم الفيزياء والكيمياء والرياضيات، ولما كانت الفيزياء تعني الطبيعة فقد تفرعت وتنوعت أقسامها وبالتالي تنوعت أقسام الهندسة وفروعها التي هي في نهاية المطاف تطبيق عملي للفيزياء. نناقش في مقالتنا هذه الهندسة الحيوية حيث نحاول تعريفها ومعرفة مجالاتها وأقسامها وتطبيقاتها في الحياة العملية.

الهندسة الحيوية

شأنها شأن باقي الاختصاصات الهندسية تُعنى الهندسة الحيوية باستخدام علوم البيولوجيا والعلوم الفيزيائية بالإضافة للرياضيات مع مبادئ التفكير الهندسي لإيجاد الحلول الهندسية المبتكرة في مجالات البيولوجيا والطب والرعاية الصحية وغيرها من المجالات المتعلقة بالصحة بشكلٍ عام.

تعتبر الهندسة الحيوية بشكلٍ عام فرعًا حديثًا قياسًا بباقي فروع الهندسة ومن الأمثلة الواقعية التي يمكن لمهندسي هذا الاختصاص القيام به، تصميم المفاصل والأطراف الصناعية أو العمل بتقنيات التصوير الطبي أو هندسة الأنسجة في مجال الصناعات الدوائية والصيدلانية.1

نشأة الهندسة الحيوية

كما ذكرنا أعلاه فإن الهندسة الحيوية هي اختصاصٌ جديدٌ ولذلك فإن ظهور هذا المصطلح ومن ثم الاختصاص في الجامعات والكليات لم يكن معروفًا حتى وقتٍ قريبٍ جدًا.

إلا أن الهندسة الحيوية وجدت كممارسة قبل ذلك بكثيرٍ، فقد وجدت مومياء مصرية عمرها 3000 سنة وقد ثبت لها إصبع لقدمها مصنوعة من الخشب والجلد!

كما أن العكازات الخشبية البسيطة والجبائر التي كانت تستخدم على مرِّ العصور تعتبر أيضًا من تطبيقات الهندسة الحيويّة وإن لم تسمى باسم الهندسة الحيوية صراحةً.

أما في العصر القريب منا فقد بدأت نشأة الهندسة الحيوية مع تطبيق ما توصل إليه غراهام بيل وتوماس أديسون من اكتشافاتٍ واختراعاتٍ في صناعة أولى الأجهزة لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من نقص السمع.

لم تكن البداية جيدةً فقد كانت الأجهزة المصنعة كبيرةَ الحجم ولا يمكن للمرضى حملها، إلا أن اختراع الترانزستور لاحقًا ساعد كثيرًا في حل مشكلة الحجم لنحصل على سماعاتٍ مناسبةٍ للمرضى.2

أقسامها

  • الهندسة الطبية Medical engineering

ربما يكون هذا القسم من أشهر أقسام الهندسة الحيويّة وخصوصًا في بلادنا العربية، وبشكلٍ عام يهتم هذا القسم بتطبيق المبادئ الهندسية لإيجاد حلولٍ مبتكرةٍ للمشكلات الطبية مثل استبدال الأعضاء التالفة أو تصميم الأجهزة المستخدمة في التشخيص الطبي وربطها بالنظم الحاسوبية الحديثة.

  • الهندسة الزراعية Agricultural engineering

قد يستغرب البعض من اعتبار الهندسة الزراعية جزءًا من الهندسة الحيوية، إلا أنها تعتبر جزءًا هامًا من الهندسة الحيويّة وخصوصًا عندما يعالج المهندسون الزراعيون مشكلات الإنتاج البيولوجي والعوامل البيئية التي تؤثر عليها بالإضافة لعمليات تهجين البذار وغيرها من التطبيقات.

  • هندسة الإلكترونيات الحيوية Bionics engineering

يعتبر هذا القسم من الهندسة الحيويّة حديثًا جدًا ومثيرًا للاهتمام فهو يعنى بدراسة الأنظمة الحية بهدف معرفة سلوكها وتحليله بهدف تصميم أنظمةٍ إلكترونيةٍ وفيزيائيةٍ مشابهةٍ.

  • هندسة الكيمياء الحيوية Biochemical engineering

تعنى هندسة الكيمياء الحيوية بدراسة عمليات التخمير وأنظمة البيولوجيا المجهرية بهدف إنتاج منتجاتٍ بيولوجيةٍ جديدة مثل إنتاج البروتين ( الذي يتناوله الرياضيون) من المواد الخام.

  • هندسة المعاملات البشرية Human-factors engineering

يعتبر هذا الفرع من الفروع الجديدة والغريبة أيضًا فهو يهتم بدراسة وظائف الأعضاء البشرية وعلم النفس لتحسين العلاقة بين الإنسان والآلة.

  • الهندسة البيئية Environmental health engineering

يُطلق على هذا الفرع أيضًا هندسة البيئة الحيوية ويختص بتطبيق المبادئ الهندسية بهدف تحسين الظروف البيئية في بعض مجالات الصناعة لتحقيق بيئةٍ آمنةٍ ومريحةٍ للعاملين في هذه المجالات، من أمثلة ذلك دراسة نظم دعم الحياة لرحلات استكشاف الفضاء الخارجي.

  • الهندسة الوراثية Genetic engineering

اشتهرت الهندسة الوراثية أكثر من باقي أقسام الهندسة الحيوية وذلك بسبب التسريبات الأخبارية التي تتحدث عن بعض الاكتشافات في هذا المجال.

تهتم الهندسة الوراثية بدراسة الحمض النووي DNA وجزيئاته وتركيبها الكيميائي بهدف تعديل أو تغيرها للحصول على صفاتٍ أفضل في الكائنات الحية أو استبعاد صفاتٍ غير مرغوبةٍ.3

كم يكسب مهندسي الهندسة الحيوية

إذا أثار هذا المقال اهتمامك لدراسة الهندسة الحيوية فقد يخطر لك السؤال “كم يكسب مهندس الهندسة الحيوي؟” وفي الحيققة هذا سؤالٌ مشروعٌ جدًا ومنطقي لذلك دعنا نحاول الإجابة عليه.

مثلها مثل باقي مهن الهندسة تعتبر مهنة الهندسة الحيويّة مهنةً ذات دخلٍ جيدٍ بل وجيدٍ جدًا في معظم الأحيان، في بلادنا العربية يعتبر قسم الهندسة الطبية أفضل أقسام الهندسة الحيوية المتاحة في الجامعات والمطلوبة في سوق العمل.

للأسف ليس لدينا إحصائيات عن رواتب مهندسي الهندسة الحيويّة في بلادنا العربية إلا أنه وحسب وزراة العمل في الولايات المتحدة فإن متوسط ​​الراتب لمهندس الهندسة الحيوية يبلغ 95،090 دولارًا في العام.4

المراجع