El área de biomecánica y fisiología cuantitativa buscan desarrollar el estudio de las estructuras y funciones de los sistemas biológicos utilizando los principios y métodos de la mecánica, pero también implementando una perspectiva ingenieril basada en modelos matemáticos. Así, los estudios impulsados por el IIBM se han basado en la comprensión de sistemas a través de la integración de técnicas experimentales de alto rendimiento, procesamiento de datos y modelos computacionales.
Uno de los avances en esta materia es la creación de una plataforma computacional para medir la deformación local de los pulmones inducidos por ventilación mecánica. Otro es la cuantificación del flujo cardiovascular a través de imágenes de resonancia magnética, con el fin de explicar los efectos en enfermedades como la esclerosis múltiple, rupturas de aneurismas o trombosis. Pero además, se ha desarrollado el estudio del comportamiento eléctrico del corazón, proponiendo modelos matemáticos que permitan realizar una representación de éste.
Asimismo, grupos de investigación del instituto han observado las respuestas de las neuronas ante lesiones en la médula espinal, por medio del estudio de modelos de sistemas neuronales de insectos, que se asemejan al funcionamiento de la médula humana. Ello hace posible generar un prototipo de red de neuronas por medio de micro neurotransmisores y así, aplicar las interpretaciones a reacciones del sistema nervioso del ser humano.
