바이오로보틱스

Biorobotics
"바이오로봇"은 여기서 리다이렉트 됩니다.완곡한 표현으로 사용하려면 체르노빌 청산인을 참조하십시오.기타 용도는 생체역학(동음이의)을 참조하십시오.

바이오로보틱스는 생물공학, 사이버네틱스, 로보틱스 분야를 결합한 학제간 과학으로 생물학을 기계시스템과 통합하는 신기술을 개발해 보다 효율적인 의사소통을 개발하고 유전정보를 변경하며 생물시스템을 [1]모방하는 기계를 만든다.

사이버네틱스

사이버네틱스는 생물, 수학, 컴퓨터 과학, 공학 등과 [2]같은 다양한 학문 분야와 응용되고 결합될 수 있는 생물과 기계의 통신과 시스템에 초점을 맞춘다.

이 분야는 생물체와 기계 시스템 간의 결합된 연구 분야 때문에 생체공학 분야에 속합니다.이 두 시스템을 연구하면 [2]각 시스템의 기능과 프로세스 및 상호 작용에 대한 고급 분석이 가능합니다.

역사

사이버네틱 이론은 플라톤 시대로 거슬러 올라가 수 세기 동안 존재해 온 개념으로, 그가 "사람의 통치"를 지칭하기 위해 이 용어를 사용했다.사이버네티크라는 용어는 물리학자 앙드레 마리 [2][3]암페르가 1800년대 중반에 사용한 것으로 보인다.사이버네틱스라는 용어는 1940년대 후반에 전기공학, 수학, [3]생물학과 같은 확립된 분야와 관련이 있지만 분리된 분야를 지칭하기 위해 대중화되었습니다.

과학

사이버네틱스는 광범위한 분야에 걸쳐 오해받는 경우가 많습니다.20세기 초, 그것은 생물학, 과학, 네트워크 이론, 그리고 공학이 결합된 학제 간 학문 분야로 만들어졌다.현재는 모든 과학 분야를 시스템 관련 프로세스로 다룹니다.사이버네틱스의 목표는 시스템 또는 시스템의 시스템과 프로세스를 분석하여 보다 효율적이고 효과적으로 [2][3]만드는 것입니다.

적용들

사이버네틱스는 포괄적인 용어로 사용되므로 응용 분야는 생물학, 수학, 컴퓨터 과학, 공학, 경영, 심리학, 사회학, 미술 등 모든 과학 분야로 확대됩니다.사이버네틱스는 시스템의 원리, 유기체의 적응, 정보 분석 [4]등을 발견하기 위해 여러 분야에서 사용된다.

유전공학

유전공학은 기술의 진보를 이용하여 생물학적 유기체를 변형시키는 분야이다.과학자들은 다양한 방법을 통해 미생물, 식물, 동물의 유전 물질을 바꿔 바람직한 특성을 제공할 수 있다.유전공학은 생물학을 바꾸고 생물과 사회의 이익을 [5][6]위해 유기체의 DNA를 바꾸기 위해 새로운 기술을 사용하기 때문에 생체공학에 포함된다.

역사

비록 인간이 수천 년 동안 인위적인 선택을 통해 동식물의 유전 물질을 변형시켰지만, 유전 공학은 유기체의 DNA에 특정한 유전자를 의도적으로 바꾸거나 삽입하는 것을 말한다.1973년 허버트 보이어와 스탠리 코헨이 항생제 내성을 [7][8][9]가진 유전자를 박테리아에 이식할 수 있었던 첫 성공 사례가 나왔다.

과학

유전자 공학에는 주로 세 가지 기술이 사용됩니다.플라스미드법, 벡터법 및 생물학적 방법.

플라스미드법

이 기술은 주로 박테리아와 같은 미생물에 사용된다.이 방법을 통해 플라스미드라고 불리는 DNA 분자가 박테리아로부터 추출되어 제한 효소가 분해하는 실험실에 배치된다.효소가 분자를 분해할 때, 어떤 것들은 '붙어 붙는' 것으로 간주되고 다시 연결될 수 있는 계단과 비슷한 거친 모서리를 발달시킵니다.이 끈적끈적한 분자들은 다른 박테리아에 삽입되어 변형된 유전 [10]물질과 DNA 고리에 연결된다.

벡터법

벡터법은 전체 염기서열 대신 특정 유전자의 전달을 수반하기 때문에 플라스미드법보다 더 정밀한 기술로 여겨진다.DNA 스트랜드로부터의 특정 유전자를 실험실에서 제한효소에 의해 분리하여 벡터에 삽입하는 벡터법.일단 벡터가 유전자 코드를 받아들이면, 그것은 DNA가 [10]전달될 숙주 세포에 삽입된다.

생물학적 방법

생물학적 방법은 일반적으로 식물의 유전 물질을 변화시키기 위해 사용된다.이 방법은 고속총에 금이나 텅스텐 같은 금속 입자를 원하는 DNA에 박아 넣는 것이다.그리고 나서 그 입자는 식물에 폭격을 가한다.충돌 시 발생하는 고속과 진공으로 인해 입자는 세포벽을 뚫고 새로운 DNA를 [11]세포에 삽입할 수 있다.

적용들

유전공학은 의학, 연구, 농업 분야에서 많은 쓰임새가 있다.의학 분야에서는 유전자 조작 박테리아가 인슐린, 인간 성장 호르몬, 백신과 같은 약물을 생산하는데 사용된다.연구에서 과학자들은 특정 유전자의 기능을 이해하기 위해 신체적, 행동적 변화를 관찰하기 위해 유기체를 유전적으로 변형시킨다.농업에서 유전공학은 농부들이 제초제와 [12][13]BTCorn과 같은 곤충에 내성이 있는 작물을 재배하는데 사용되기 때문에 매우 중요하다.

바이오닉스

바이오닉스는 의공학 분야이자 보철물과 보청기와 같은 생물학적 시스템을 모방하는 전기 및 기계 시스템으로 구성된 생체공학 분야입니다.생물학과 전자 공학이 결합된 포트만테오입니다.

역사

바이오닉의 역사는 고대 이집트까지 거슬러 올라간다.나무와 가죽으로 만든 의족 발가락이 미라의 발에서 발견되었다.미라의 시신은 기원전 15세기 경으로 추정된다.바이오닉은 고대 그리스와 로마에서도 볼 수 있다.의족과 팔은 절단 수술을 받은 군인들을 위해 만들어졌다.16세기 초에 암브루아 파레라는 이름의 프랑스 군의관이 생체 공학 분야의 선구자가 되었다.그는 다양한 종류의 상하의 보철물을 만드는 것으로 유명했다.그의 가장 유명한 보철물 중 하나인 Le Petit Lorrain은 캐치와 스프링으로 작동하는 기계 손이었다.19세기 초, 알레산드로 볼타는 바이오닉스를 더욱 발전시켰다.그는 그의 실험으로 보청기를 만들 수 있는 기초를 다졌다.그는 전기 자극이 환자의 귀의 주머니 신경에 전기 임플란트를 삽입함으로써 청력을 회복시킬 수 있다는 것을 발견했다.1945년 미국 국립과학원은 제2차 세계대전 당시 절단 수술을 받은 군인들이 많았기 때문에 의족을 개선하는 데 초점을 맞춘 의족 프로그램을 만들었다.이 창조 이후, 보철 재료, 컴퓨터 설계 방법, 수술 절차가 개선되어 현대 바이오닉이 [14]탄생했다.

과학

보철물

현대의 보철물을 구성하는 중요한 부품은 주탑, 소켓, 서스펜션 시스템입니다.주탑은 금속 막대 또는 탄소 섬유 복합 재료로 구성된 보철물의 내부 프레임입니다.소켓은 의족을 잃어버린 사람의 팔다리에 연결하는 의수의 일부입니다.소켓은 부드러운 라이너로 구성되어 있어 착용감이 편안하면서도 팔다리에도 충분히 아늑합니다.서스펜션 시스템은 의족을 사지에 고정시키는 데 중요하다.서스펜션 시스템은 일반적으로 사지를 부착하는 데 사용되는 스트랩, 벨트 또는 슬리브로 구성된 하니스 시스템입니다.

보철물의 작동은 다양한 방식으로 설계될 수 있다.보철물은 몸으로 작동하거나, 외부로 작동하거나, 근전기로 작동될 수 있다.신체 전동 보철물은 안전띠나 안전띠에 부착된 케이블로 구성되며, 안전띠는 사람의 기능적인 어깨에 놓이며, 사람이 적합하다고 생각되는 대로 보철물을 조작하고 제어할 수 있게 해준다.외부 동력식 보철물은 보철물을 작동시키는 모터와 보철물을 제어하는 버튼과 스위치로 구성됩니다.근전기로 구동되는 보철물은 팔다리의 근육 위에 전극을 놓는 새롭고 발전된 형태의 보철물입니다.전극은 근육의 수축을 감지하고 전기 신호를 보철물로 보내 보철물을 움직일 것이다.

보청기

보청기는 마이크, 앰프, 수신기, 배터리 등 4가지 주요 구성 요소로 구성되어 있습니다.마이크는 외부의 소리를 받아들여 그 소리를 전기 신호로 변환하고 그 신호를 증폭기로 보냅니다.앰프가 소리를 높여 수신기로 보냅니다.수신기는 전기 신호를 다시 소리로 바꾸고 소리를 귀로 보냅니다.귀에 있는 털 세포는 소리로부터 오는 진동을 감지하고, 그 진동을 신경 신호로 변환하여 뇌로 전달하여 소리가 사람에게 일관되게 전달될 수 있습니다.배터리는 단순히 [15]보청기에 전원을 공급합니다.

적용들

달팽이관 이식

달팽이관 이식술은 청각장애인을 위한 보청기의 일종이다.달팽이관 이식술은 일반적인 보청기처럼 그저 귓구멍으로 신호를 보내는 대신 청각 신경, 즉 소리 신호를 담당하는 신경으로 전기 신호를 보낸다.

뼈 고정 보청기(Baha)

이 보청기들은 또한 심각한 난청을 가진 사람들에게도 사용된다.바하 보청기는 중이의 뼈에 부착되어 두개골에서 소리 진동을 만들어 달팽이관으로 보냅니다.

인공 감지 피부

이 인공 감지 피부는 그것에 가해지는 압력을 감지하며 말초 신경 장애를 가진 당뇨병 환자처럼 신체 일부에 대한 감각을 상실한 사람들을 위한 것이다.

바이오닉 아이

생체공학 눈은 시각장애인의 시력을 회복시켜주는 생체전자 이식물이다.

정형외과 바이오닉스

정형외과 바이오닉스는 사람의 신경근계를 이용하여 생체신경을 조절하는 발달된 생체신체 팔다리들로 구성되어 있다.

내시경 로봇 공학

이러한 로봇 공학은 대장 내시경 검사 중에 용종을 제거할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Dario, Paolo (15 July 2005). "Journal of the Robotics Society of Japan". 23 (5): 552–554. doi:10.7210/jrsj.23.552. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)CS1 유지보수:url-status(링크)
  2. ^ a b c d "Cybernetics", Wikipedia, 2020-03-29, retrieved 2020-04-03
  3. ^ a b c "Cybernetics — A Definition". www.pangaro.com. Retrieved 2020-04-03.
  4. ^ "Cybernetics - Encyclopedia of Mathematics". www.encyclopediaofmath.org. Retrieved 2020-04-03.
  5. ^ "What is genetic engineering?". yourgenome. Retrieved 2020-04-03.
  6. ^ Mulligan, Pamela K. (2021). "Genetic engineering". Access Science. doi:10.1036/1097-8542.285000.
  7. ^ Rangel, Gabriel (2015-08-09). "From Corgis to Corn: A Brief Look at the Long History of GMO Technology". Science in the News. Harvard University. Retrieved 2020-04-03.
  8. ^ "History of genetic engineering". Royal Society Te Apārangi. Retrieved 2020-04-03.
  9. ^ "Genetic Engineering". Genome.gov. Retrieved 2020-04-03.
  10. ^ a b "Methods of Genetic Engineering". mrlloyder. Retrieved 2020-04-03.
  11. ^ "Biolistic Transformation - an overview ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. Retrieved 2020-04-03.
  12. ^ "7.23B: Applications of Genetic Engineering". Biology LibreTexts. 2017-06-06. Retrieved 2020-04-03.
  13. ^ "genetic engineering Definition, Process, & Uses". Encyclopedia Britannica. Retrieved 2020-04-03.
  14. ^ "The History of Bionics". Bionic Medicine. 2012-12-10. Retrieved 2020-04-03.
  15. ^ "Hearing Aid Basics". HowStuffWorks. 2007-08-23. Retrieved 2020-04-03.

외부 링크