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关于生物力学与应用力学融合的思考

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生物力学是一个相当发达的研究领域,其现代历史通常与冯永昌教授在1960年代的开创性工作有关。有许多专门的生物力学期刊(包括但不限于《生物力学杂志》和《生物力学工程杂志》)。这个领域非常成熟,在世界各地的大学里都有几代研究人员在研究这个问题。从历史上看,生物力学研究人员和临床医学从业者之间有着密切的联系。最近,没有“经典”生物力学背景或训练的应用力学家对这门学科(即生物力学)的兴趣急剧增加。万博体育平台这对每个从事生物力学工作的人都有好处,对整个学科都有好处。然而,在我脑海中出现的担忧是关于该主题的两个独立文献的偶然发展-一个由应用力学期刊主导,另一个与传统生物力学社区有关,并强调medline索引期刊。这是潜在的担忧,将有可能在两组文件之间的不良整合,从而潜在的车轮重新发明。我不知道如何解决这个问题,但我希望通过开发一个活跃的在线社区(包括iMechanica),这两个不同的群体之间能够进行良好的沟通和合作,他们很可能会用不同的方法来解决同样的问题。万博manbetx平台

评论

这种类型的问题需要解决,但由于不同会议、期刊等的人员分离,几乎所有跨学科领域都存在这种问题。有许多方法可以尝试连接这两个领域,例如创建期刊和会议,将这两个领域结合在一起。这已经开始被一些人完成了,但这需要时间和努力。在这个讨论中需要补充的重要一点是,引入双方的工作,这些工作可能不符合对方一直在做的标准。不幸的是,从工程方面来看,我们最近看到越来越多的工作可能具有潜在的破坏性。虽然进入一个新领域是令人兴奋的,但在一个人对另一个领域很了解之前发表和/或展示工作实际上可能会破坏整个跨学科领域(例如,最近有一些传统力学领域的人在“细胞力学”方面的文章,这些文章正在被细胞生物学家阅读,可能是因为他们不熟悉细胞研究的复杂性。生物学家现在可能会认为,在这个领域工作的大多数工程师的思维方式都过于简单化了。什么是交叉点,我不知道,但重要的是要意识到这一点。这是一个令人兴奋的领域,激励人们在这个领域工作是至关重要的(这就是我们十多年前进入这个领域的原因(即细胞和分子力学)。我相信,在很长一段时间内,它将继续是一个令人兴奋的领域,工程社区也将在这方面取得令人兴奋的突破,做出更大的贡献。 Thanks again for the great post.

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我同意,虽然跨学科研究是令人兴奋的,但有时生物学领域的研究是棘手的。通常,接受过固体力学训练的人(比如我)倾向于通过建模来过度简化事情,而大多数生物学家不喜欢忽视任何细节——这更像是一种不同的文化。在这个阶段,我想对我们来说,重要的是先被传统生物学家“接受”,在他们的期刊上发表文章——这种相互认识需要一些时间。只要有时间,我们可以与生物学家合作,共同编辑/出版生物力学方面的跨学科专题。

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我喜欢你的评论,这是一种不同的文化。我同意!但它不是不可穿透的。我发现,当我加入一个细胞和分子生物学杂志俱乐部时,我花了几个月的时间来理解发生了什么,但这仅仅是几个月。我还发现,我遇到的生物学家非常平易近人,愿意在喝咖啡的时候回答我(对他们来说一定是)愚蠢的问题,而且通过一对一的坐下来,他们也愿意问我一些关于力学的问题,这些问题他们可能不愿意在更公开的论坛上问。我想这就是跨学科研究的魅力和诅咒。这可能会花费很多时间,尤其是在开始的时候,但也会带来极大的回报。

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你能给我一个生物学杂志俱乐部的链接吗?也许我们能知道他们是怎么运作的。

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这是一个“现场,面对面”的j俱乐部在明尼苏达大学大约7年前,所以没有链接可用!极低技术;我们以前是通过学校的邮件分发纸质论文的!不过,我可以就我所记得的,回答你关于我们如何做事的任何问题。

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谢谢你的评论。我完全同意这里的中心观点。机械师在生物学方面所做的工作可能达不到生物学家已经具备的基本理解水平和专业知识,反之亦然。当我与机械师交谈时,我有时会感到沮丧,他们只是因为生物学家所做的工作涉及的方程式更少,量化工万博体育平台作也更少,就把生物学家所做的工作一笔带过。(实际上我不同意这种说法——技术不同,但取得科学进步的逻辑过程与任何其他领域并没有根本不同——但这是一种普遍的刻板印象!)

创办一份高影响力的跨学科期刊,每篇论文必须由两个不同领域的专家审阅,这种模式可能有点像梦想,但我将继续拥有这个梦想!

与此同时,我认为前进的一种方法是在审查之前(而不是在“出版”阶段)与多个领域的专家分享完成的手稿,尽管在当前竞争激烈的市场中很难做到这一点。另一种前进的方式是更好地识别合格的论文审稿人,而不是审稿人可能会给出不那么讨好的审稿人。然而,鼓励审稿人处理其学科领域以外的论文需要承诺,目前文献增长如此之快,以至于很难跟上。

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你好,

让我在你们有趣的讨论中补充一些想法。

从事生物力学的机械万博体育平台师应该成为生物学家吗?不!这是不可能的,也是不必要的。这种交互是非常必要的。工程师通常理解交互的必要性。生物学家的情况就不一样了。一位研究细胞力学的生物学家给了我一份生物学书籍清单,让我先阅读,然后他才能考虑把我作为一个可能的合作者。令人惊讶的是,他并没有向我要力学方面的书籍清单,尽管他的出版物清楚地表明他需要良好的力学训练(这就是我想在他的生物力学研究中参与力学部分的原因)。也许我的例子有点极端,但我想说的是,工程师不应该试图成为糟糕的生物学家,生物学家不应该发明新的和糟糕的力学。他们应该在与病人的互动中相互补充。

万博体育平台从事生物力学工作的机械师需要一本杂志,比如《生物材料力学》,在这本杂志上,将在现代力学的高水平上讨论广泛的理论/建模问题。现有的期刊在其标题中加入了“生物力学”一词,通常对投稿的要求很严格,在我看来,它们并不能作为生物力学的一般论坛。

最好的问候,

Kosta

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我完全同意你的观点。我们必须发展生物学家和机械师之间的良好关系。万博体育平台我认为语言和词汇有很大的不同,需要双方进行学习,以方便沟通。所以我相信我们机械师应该学习生物学,而不是成为生万博体育平台物学家,反之亦然。幸运的是,我遇到了对此感兴趣的生物学家(以及医学和兽医临床医生),他们是优秀的合作者。

我也完全同意,目前缺乏合适的期刊来进行高质量的生物材料力学研究。(传统上,“生物材料”是我的同事们用来形容植入体内的工程材料,而不是天然材料。)除了最近提出的几个重点问题外,我知道没有合适的场所进行这项工作,并将热情地支持这种努力,特别是如果它有助于将这些有趣和互补的领域联合起来。

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Kosta,

我完全同意你的观点,在跨学科的研究中,我们机械师可以利用我们的优势来补充生物学家,我们不需要成为生物学家。万博体育平台然而,在资金方面,特别是如果我们希望从NIH获得一些东西作为PI,恐怕我们需要更像生物学家那样思考和行动,因为这个领域一直被传统生物学家所统治,他们对那些不适应他们“文化”的人毫不留情。我认为这一系列讨论提出的所有问题都很重要,我们需要找到一个平衡点。

西

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我认为有必要指出国家卫生研究院的使命与医疗保健和临床实践有关,它们植根于基础生物科学,但更侧重于应用。

在基础生物学和临床医学中都有有趣的力学应用,但美国国立卫生研究院的资金流历史上与后者有关。

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我是这个讨论组的新成员,但自从我还是个低年级的本科生以来,我就一直在生物力学领域工作。我看到这个领域从相当简单的方法转变为非常复杂的方法。米歇尔·奥恩对国家卫生研究院的看法是正确的。然而,有很多传统的工程师可以做的合作。最好的办法是成为一个已建立的团队的合作者,然后建立一个记录。主要问题是要意识到玩家必须投入大量时间于此,并且它不能只是“我的另一个力学研究领域”。生物和医学科学太复杂了,不能用这种方法来对待。而且(让我们面对现实吧),大多数“容易”的事情都已经完成了。我们现在需要在理论、实验和计算方法上取得真正的进展。

关于需要一本关于“生物材料”工作的杂志——已经有一本了——《生物机械工程杂志》。从2007年7月起,我将成为新主编,并将寻找扩大《华尔街日报》的方法。特别的问题将被突出,所以如果你们正在寻找一个好的地点-这是一个。

迈克尔

Michael S. Sacks博士
怀特福德教授
生物工程系

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我很感谢Michael Sacks提出了“献身”生物力学的问题。我读了很多关于生物力学的书,我没有发现一些作者对生物力学的独家投入提高了他们从力学的角度来看的工作质量。热心的生物力学家尝试并成功地创万博体育平台建了一个生物力学团体,这个团体在某种程度上与一般力学团体隔绝。当然,在资助、出版、推广等方面,这样的定位是有优势的。然而,我认为,从长远的角度来看,隔离是有缺点的,因为它会导致研究质量的恶化。冷战结束后,许多经典力学家转向了生物力学领域,他们应该被现有的生物力学界所吸引,而不是排斥。万博体育平台

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总的来说,生物力学作为一个领域正在向机械生物学发展。我认为多尺度建模方法等方法确实有助于推动该领域的发展。我认为关键的特征是力学必须用来阐明生物功能的某个方面,它不能单独存在,这个功能方面必须以一种更大的生物医学界能够理解的方式呈现出来。

我认为这里的主要问题是,生物力学作为一个领域与其他传统力学领域有着非常不同的文化,这在很大程度上是由它与NIH资助的联系所推动的。所以,正如我之前所说的,传统训练的机械师可以提供巨大的贡献,但也必须学习文化,以便与该万博体育平台领域相关。这不应被视为障碍,而应被视为跨学科的机会。

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我同意生物力学可以被视为拥有自己独特的文化,尽管我也同意这个领域正在迅速变化,而且这种情况不会持续太久。

就像在讨论机械师在进行富有成效的合作之前必须学习多少生物学或医学知识一样,机械师和生物力学专家进入合作关系也可能有类似的观点。万博体育平台如果我们不期望任何一方完全了解彼此复杂的文化,而是在中间妥协,那么最好的结果就会出现。

这种类型的理解在出版物方面尤其重要——更好地整合文献将对双方都有帮助。也就是说,这也是“文化差异”可能特别成问题的领域。作为一个社区,我们有责任通过更多地跨越“文化”鸿沟来鼓励进步。

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力学就是力学,不管是生物力学还是其他力学。我不想再争论下去了。

工程师和医生之间的文化差异问题很深。原因很自然——医疗行业非常保守(也应该如此!),而工程领域非常创新和充满活力。原则上,如果可能的话,我们应该设法弥合这些相反的趋势。

我相信机械师和生物学家之间的差别将会消失。万博体育平台我这么说是因为我注意到越来越多的研究生正在接受这个界面的培训。我喜欢把自己看作他们中的一员;一个既能自如地学习机械师认为值得尊敬的力学,又能自如地以生物学家认为值得尊敬的方式学习生物学的学生。万博体育平台这是最好的方法,从真正的机械师那里学习力学,从真正的生物学家那里学习生物学。万博体育平台这给了我对每个领域的看法,也给了我对彼此的失望。虽然我很高兴有一个足够灵活的研究生项目来研究这种跨学科,但我有一个潜在的担忧,即研究这两种学科必然意味着忽视了它们之间的细微差别。也许保持这种担心是有用的。

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这是一个关于力学和生物力学的有趣讨论。我认为没有一个简单的答案来回答技工应该在多大程度上进入“生物”圈。如果一个人只是需要为自己的理论或模型在活体器官上探索一个额外的应用,最简单的方法就是找到好的合作者。然而,如果一个人想以解决“生物”或医学问题为职业,就有必要深入研究并努力成为这方面的专家。冯耀辉教授是机械师成为生物机械师的最好例子。万博体育平台他成为他所研究问题的机械和生物/医学方面的专家。他甚至在1991年被选为国家医学研究所的高级成员。

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你们可能有兴趣知道,我们刚刚创办了一份新杂志,它试图在力学和生物学之间建立一个特殊的界限。它被称为《生物医学材料力学行为杂志》(JMBBM)。我们正在努力让机械师和生物学家审阅论文-任何关于生物材料或生物材料的机械特性的工作都是受欢迎万博体育平台的。只有当这个研究社区的双方都使用它时,这才会成功——我们希望是最好的!

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我把细节贴出来了网站就在几周前,我在iMech网站上找到了这个新的“生物医学材料力学行为杂志”的链接;上一篇文章是在这里

我很高兴听到这本杂志的部分意图是在不同的感兴趣的社区中包含重要的交叉——祝杂志成功。

这本杂志是打算出版的吗Medline索引?这似乎对社会的某些部分非常重要(更经典的,以临床为导向的生物力学),至少对力学社区的其他部分不太重要。我怀疑文献缺乏整合的部分原因是由于Medline优先级的分歧。我希望有一个单一的机制来搜索Medline和Engineering的生物力学论文索引。现在我几乎总是在两个地方进行相同的搜索。如果有人知道更好的方法来做到这一点,请让我知道!

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是的,新期刊将被Medline索引。至于查找文献,我发现SCOPUS现在很好地满足了我的需要,包括力学和医学期刊。它没有找到所有的东西,但它似乎没有错过任何严肃的期刊。

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作为JMBBM (www.elsevier.com/locate/jmbbm我确认我们将把期刊编入Medline索引。最早可能是2009年初,因为Medline坚持在他们接受任何新出版物之前至少要出版四期

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对医学问题感兴趣的工程师和机万博体育平台械师会对此感兴趣《自然免疫学》最近的评论对处理医疗问题的非临床医生进行医疗培训。这篇文章详细介绍了斯坦福大学最近开发的一门名为“医学导论”的课程,该课程向科学家和工程师介绍了一种疾病的许多方面,在这个案例研究中,糖尿病。课程结束后,学生们增加了对这种疾病的了解,但也许更重要的是,课程为课程项目带来了几个临时专利!在非医学博士课程中考虑医学教学是一个有趣的模式。

(非常感谢作者R. Busch——现在在剑桥——让我注意到这一点!)

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