Relación entre la biología y la ingeniería

Una primera relación que se puede establecer entre la biología como una de las ciencias básicas y la ingeniería como uno de los procesos de creación más trascendentes, es el puente entre el conocimiento científico y la aplicación de estos conocimientos en el día a día de la humanidad.

Photo by KROMKRATHOG. Published on 12 November 2013 en FreeDigitalPhotos.net

Sin embargo, la relación entre ambas, biología e ingeniería, es equivalente a decir ciencia y tecnología. Entre ambas hay relaciones tanto de dependencia como de aportes la una a la otra, más allá que un simple contacto por medios inconexos de dos disciplinas separadas, y esto es tan notorio que comparten procesos o formas de proceder semejantes y, aunque en primera instancia el estudio de la biología podría parecer la hermana mayor, se debe considerar que la humanidad desde el momento en que obtuvo conciencia de sí misma ha ingeniado diferentes artilugios. 

Para poder entender lo interrelacionadas que están la biología y la ingeniería, Arthur T. Johnson propone que es necesario revisar tres factores claves: la evolución que ha tenido cada una en su proceso de perfeccionamiento (Filogénesis), la motivación de cada una y los métodos que emplean. A continuación se presentan una síntesis de lo que expresa Arthur T. Johnson en su libro Biology for Engineers.

La evolución

En cada una de las áreas del conocimiento se puede evidenciar 4 etapas evolutivas:

Aleatoria: Esta ocurre cuando la humanidad empieza hacer observaciones y aleatoriamente descubre eventos particulares.

Descriptiva: Esta ocurre cuando podemos identificar la relación entre causa y efecto de un evento.

Cuantitativa: Esta ocurre cuando es posible medir y establece el impacto que puede haber en un efecto cuando se cambia en un cierto grado la causa.

Control: Esta etapa ocurre cuando somos capaces de realizar modelos lógicos, gráficos, matemáticos que predigan un fenómeno o un evento y a partir de ese conocimiento diseñar y construir sistemas que hagan uso del fenómeno.

Fase	Ejemplo biología	Ejemplo ingeniería
Aleatorio	Se notan diferencias entre plantas y animales.	Se observan planetas moverse en el cielo.
Descriptivo	Se descubre el material genético.	Se relaciona el movimiento del planeta con las estaciones.
Cuantitativo	Se puede determinar los ambientes que facilitan el desarrollo y crecimiento de bacterias.	Aparecen leyes que describen el movimiento planetario.
Control	Se desarrollan transgénicos y medicamentos a base de principios biológicos.	Se crean satélites que orbitan los planteas y sistemas de geolocalización.

La motivación

Las ciencias básicas, como la biología, al igual que las ingenierías, cuentan grandes motivaciones particulares, inherentes a su campo del saber. Para las ingenierías, por ejemplo, su mayor motivación es el producto terminado, el ver un sistema, una herramienta, un software, etc. Terminado y funcional. En tanto que para los biólogos su mayor motivación sería el conocimiento y entendimiento de un ente, o de un ambiente a partir de la observación del mismo.

Los métodos

Aunque ambos campos, ciencia y tecnología tienen métodos o formas de proceder, éstos difieren entre sí. Por un lado la ciencia de biología realiza experimentos para intentar descubrir los hechos que describen un determinado fenómeno, es decir que el método usado está más determinado por la observación que por un plan de ejecución concreto. 

Los ingenieros rara vez preparan un experimento para ver qué sucede en caso de (quizá no tengan tanta paciencia para estar a la espera de resultados). Los ingenieros proponen la construcción de sistemas a partir de fenómenos conocidos. Dicho de otra forma, los biólogos son educados para no involucrarse con el ente observado, sino simplemente observar y describir, en tanto que los ingenieros son educados para involucrarse con el experimento mismo de tal manera que éste genere un cambio del espacio de observación.

Dejando de lado las características que diferencian o tienen en común la biología y la ingeniería; como se mencionó anterior mente, entre ambas hay relaciones tanto de dependencia como de aportes la una a la otra. Y es que no son pocos los ejemplos en que los avances ya sea en el conocimiento o en la técnica, una ha aportado al desarrollo de la otra.

Por poner algunos ejemplos:

Biología		Ingeniería
Se pudo ver microorganismos, células, etc.	←	Se crea y perfecciona el microscopio.
Se caracterizan y describen las funciones de las células.	→	Se crean algoritmos que permiten a los computadores aprender (I.A.).

Es claro que los avances en la ingeniería ayudan a que los biólogos puedan realizar de mejor manera sus observaciones e incluso el análisis de las mismas. Pero, por otro lado, cada vez que se describe un  sistema natural, éste se convierte en una fuente de soluciones a problemas ingenieriles.

Documento referencia:
* Johnson, A.T. (2016). Biology for Engineers. CRC Press