生物力学是研究生命科学的重要手段之一，在生物体的进化过程中起着重要作用。人体在疲劳与过载情况下，宇航员在微重力环境下，舰载飞行员在高G条件下，以及潜水员在深海高压等力学环境对骨骼有着重要的影响。骨是维持人体生命的重要器官，也是人体承担力学载荷的主要结构。骨重建与再生是成熟骨组织的一种重要替换机制，在外力骨折、疲劳、过载、超重、失重、高原低压与深海高压等极端力学环境下导致的骨骼疾病治疗、康复，以及预防骨在力学环境下损伤积累的过程中，骨重建与再生可以保持骨组织的生物力学特性稳定，对维持骨组织的强度和生理功能等具有重要意义。在生理状态下，骨处于最佳力学环境中，骨吸收和骨形成之间是一种动态平衡，骨组织处于静止期；当骨的力学环境变化时，动态平衡随之改变，骨的组织、细胞也发生相应的变化，通过骨吸收和骨形成，最终在新的基础上达到新的平衡。因此，当外界力学环境改变后，人体骨组织的骨重建过程会发生很大的变化，会对骨组织的生物力学特性和生理功能产生很大的影响。所以开展骨重建的生物力学研究，对于人类健康、体育竞技、涉及国计民生的重大项目与工程有着重要的现实意义。医用机器人中的伤员换乘机器人和外骨骼助力机器人对于提高伤员换乘的安全性，以及伤员的康复，减轻医务人员的劳动强度有很大的帮助。通过生物力学方法分析了换床机器人在伤员换乘过程中避免人体继发损伤的力学原理，研发了一款可由于伤员换乘的机器人。同时开展了外骨骼助力机器人的研究，在分析人行走步态的生物力学基础上，开发了液压驱动的外骨骼助力机器人样机，对于医用机器人的研究有一定的参考价值。