本方向主要运用机械设计技术、机电一体化技术、精密检测技术等基础理论，开展机器人感知及控制、机器人本体及结构设计、机器人集成应用、智能制造等方面的研究。
特色之一：面向机器人的精密位置传感检测及传感关键部件研究
研究可消除安装误差、为机器人关节臂各个关节提供精密角度测量的相关技术及设备，为实现机器人的高精度运动定位奠定基础。
特色之二：多传感器融合集成研究
研究运用视觉、听觉和触觉的多传感交叉感知技术，通过数据层、特征层以及决策层等不同层次的信息分析，实现机器人位置传感器信息、内部航迹推算系统信息、全局与局部定位信息之间的信息融合。为机器人在工作空间中的运动位置、轨迹和姿态的精确控制提供正确的决策依据。
特色之三：机器人运动位置、轨迹和姿态的精确控制
研究非完整约束及非完整动力学系统,建立典型的非完整机器人运动控制数学模型，逐步完善机器人运动轨迹和姿态控制中所涉及的几何约束、运动学约束和动力学约束的一般化分析方法。以此解决由于位姿偏差变化而引起的运动轨迹跳变问题，实现机器人运动精度的智能化跟踪轨迹控制。
特色之四：机器人应用集成技术研究
研究面向应用的机器人系统集成技术，解决工业机器人与数控机床集成应用原理与方法；完整约束和非完整约束条件下的机器人轨迹智能规划与决策的理论与方法、基于行为特征的机器人应用系统智能建模理论与方法等关键技术，研制工业机器人、多机器人协作系统、智能制造系统等智能装备。
特色之五：机器人机构创新优化设计研究
研究关节减速器等机器人关键零部件设计与制造技术、在线检测与控制技术；工业机器人及关键零部件可靠性设计及精度保持技术。
特色之六：智能制造技术研究
研究在机器人技术、拟人化智能技术、现代传感技术、自动化技术等先进技术的基础上，实现设计过程智能化、制造过程智能化和制造装备智能化的相关技术方法。
依托重庆市机器人与智能制造技术重点实验室，该研究方向已取得了一系列科研成果，成果在汽车、船舶、机床等行业获得了推广应用，为重庆市进一步推进机器人产业的发展做出了积极贡献。