长期从事生物力学、仿生机器人和高端装备等领域研究，将机械系统分析、仿生机械设计、解剖学、生理学及生物光学、核磁、超声等测试技术有机融合，开发了多学科集成骨骼肌肉健康在体精准分析技术，实现了复杂三维运动下骨骼肌肉组织在体运动和力学状态的精准解析；揭示了人体骨骼肌肉系统和双足行走的机械智能特性，提出了具备机械智能的刚柔耦合仿生双足机器人设计原理，研制了系列具备机械智能特性的仿生机器人系统，解决了机器人能耗高、运动自然性差和环境适应性差的问题；揭示了在体生理运动下足踝生物力学原理和统一运动规律，发明了足踝仿生设计制造技术，研制了刚柔耦合仿生假肢脚板和双运动自由度假肢踝关节，解决了下肢假肢穿戴舒适性和运动自然性差的难点问题。研究成果在山东威高骨科材料股份有限公司、大博医疗科技股份有限公司、德林义肢康复器材（上海）有限公司和德林义肢矫型器（北京）有限公司长春分公司等单位得到应用，大幅降低了仿生假肢踝关节、仿生假肢脚板、仿生椎间融合器和仿生桥式接骨板系统等产品的研发成本，新增产值数亿元，产生了显著的经济和社会效益，推动了机器人、康复器械、生物医学、仿生健康等领域的关键技术突破和产学研用合作创新水平，对于推进健康中国建设、增进人民福祉具有重大经济和社会意义。