Esta linha de pesquisa tem como objetivo a integração das áreas básicas da ciência, como a Física, Química, Matemática e Biologia, a partir de princípios de engenharia e computação para o estudo de problemas em Saúde e avanço do entendimento de sistemas biológicos. O uso e o desenvolvimento de técnicas e dispositivos que meçam, avaliem, modelem ou descrevam os diferentes domínios de sistemas biológicos fornecem um novo paradigma de estudo e compreensão desses sistemas, auxiliando na validação de protocolos e ferramentas diagnósticas e de suporte à vida. Nessa perspectiva, o objetivo é a compreensão de sistemas biológicos, com uma abordagem em exatas, propiciando não só a descrição de novas relações e características em biossistemas como, ao mesmo tempo, a proposição de novos protocolos e dispositivos que avaliem, processem ou modelem diferentes níveis de interação biológica. Entre os temas de interesse da linha estão o estudo e modelagem de sistemas cardio-respiratório, estudo e análise das relações fisiológicas em sistemas gastro-intestinais e estudo, análise e modelagem de relações neurofisiológicas e comportamentais em ratos e humanos a partir do desenvolvimento de técnicas, processos, dispositivos e modelos matemático-computacionais.

Esta linha de pesquisa tem como objetivo o desenvolvimento de técnicas de análise, modelos computacionais e softwares (em plataformas específicas) para criar sistemas de medição, avaliação e descrição de sistemas biomédicos, clínicos ou biológicos. A partir do desenvolvimento das plataformas computacionais, em hardware e software, a Linha de Análise de Sinais e Imagens Biomédicas representa um ingrediente fundamental na instrumentação biomédica, à medida em que permite avaliar e processar sinais e imagens em múltiplas medidas paralelas, integradas ao processo de medição direta, em tempo real, além de contribuir para a modelagem de processos, relações e interações de biossistemas, visualização e tratamento gráfico de imagens, e desenvolvimento de interfaceamentos mais acessíveis para não programadores e/ou não especialistas. Com instrumentos virtuais, construídos a partir das técnicas e modelos para análise e processamento de sinais e imagens biomédicas, engenheiros e pesquisadores constroem sistemas que podem se ajustar a cada protocolo e ao mesmo tempo permitir uma estruturação aberta para modificações e generalidades de acoplamento a outros instrumentos virtuais, protocolos ou dispositivos físicos (hardwares, atuadores, robôs integrados, etc). Esse campo fornece um importante meio para o desenvolvimento da Biomedicina em todos os setores de pesquisa e aplicação.

Esta linha de pesquisa tem como objetivo realizar investigações teóricas e experimentais focadas tanto no aprimoramento, quanto no desenvolvimento de novos dispositivos e técnicas na área de instrumentação biomédica. O Desenvolvimento de Instrumentos Biomédicos busca a criação, manutenção e extensão de dispositivos para monitorar sinais e funções do corpo, tais como eletrocardiograma, respiração, temperatura, pH, concentração de enzimas e proteínas e etc, além de possibilitar o aprimoramento das várias estratégias de tratamento biomédicas, tais como marca-passos e estimuladores. A instrumentação de dispositivos biomédicos é fundamental para o diagnóstico, tratamento e prognósticos clínicos. Para o desenvolvimento de instrumentos biomédicos é necessária uma sólida formação em circuitos elétricos, eletrônica, projeto lógico e análise e processamento de sinais, além de conhecimento em fisiologia quantitativa e modelagem computacional. Soluções em instrumentação biomédica envolvem desenho e aplicação de dispositivos para medir fenômenos químicos e físicos relevantes para a medicina e biologia; além do design de dispositivos úteis para a comunidade médica em aplicações como diagnóstico e intervenção clínica.