2.2机器人机构学领域
　　并联机器人机构学是近20年来国际机构学的研究热点和学科前沿，也是我国学者在国际上具有重要学术影响的研究领域之一。
　　黄真、高峰等[6]以螺旋理论、李群、集合论等为数学工具，提出少自由度并联机结构综合的普适
　　性方法和通用自由度计算公式，主螺旋解析识别模型，一阶和二阶运动影响系数模型，以及性能与构件尺度空间模型。利用上述理论综合出数十种新机构，开发出多维力传感器、微操作机器人、地震模拟器，并为锻造操作机、伺服压机、电铲等装备的自主设计提供了重要的理论依据。
　　黄田、汪劲松等[7]提出基于线性空间理论的少自由度并联机构雅可比矩阵普适性建模方法，及包括运动/力传递特性和优质尺度域在内的多种性能评价与参数优化设计方法，攻克了运动学标定，轨迹规划、运动/力控制，动态性能检测等关键技术。利用上述理论和关键技术，开发出5轴联动大型龙门混联机床、飞行模拟器、柔性支撑装备、高速包装机器人、5自由度混联机器人作业单元等多种工程化装备，并在大型水电叶轮加工、射电望远镜重大科学工程、锂离子电池生产线中得到成功应用。
　　宗光华等建立了一套以柔度矩阵为核心的全柔性并联精微机构设计理论，开发出若干微纳操作/装配并联柔性微动平台。戴建生、丁希仑等[8]揭示了空间变胞机构中拓扑演变规律，推动了空间结构学的发展。孙立宁等提出基于大行程柔性较链的宏微一体化柔性并联微动平台。张宪民等以平面3自由度并联柔顺机构为平台，提出了综合考虑固有频率、最大应力、最大驱动力等在内的低耦合精密定位机构，并在电子制造装备中得到应用。
　　2.3机械动力学领域
　　非线性动力学、复杂机电系统的故障预示和智能维护是机械动力学的前沿研究领域。
　　陈予恕等在高维非线性系统的分叉研究中，提出了约束分叉理论、时变产生系统的安全域侵蚀理论、非线性转子系统的稳定性量化分析方法，提出了转子系统非线性故障诊断的系列方法和技术，解决了国内十几个发电机组的振动疑难问题。
　　闻邦椿等在国际上率先提出振动利用工程的概念，提出了概率一等厚筛分理论、振动同步和控制同步理论，采用动态设计方法，设计研制了数十种工程振动机械，创建了振动利用工程学科。
　　屈梁生等针对大型机组转子振动难题，提出了全息谱的概念、发现了转子平衡过程在全息谱上的表现，提出了用全息谱技术识别和诊断机组故障、实现转子全息动平衡的方法和技术，在机组故障分析诊断中发挥了重要作用。
　　胡海岩研究了三类典型的非线性振动控制系统，提出了含时滞控制系统动力学、含弹性约束的振动控制系统分叉机理和控制方法、含迟滞阻尼振动控制系统的建模和控制方法，被国内外学术界多次评价和引用，美国控制专家SCHAECHTER评价为"耳目一新的系统方法"。
　　翟婉明提出并完善了被国际学术界称为翟.孙模型的"机车车辆一轨道系统耦合动力学模型"，研制了自主知识产权的机车车辆一轨道耦合动力学仿真系统和安全性现场测试评估体系，并应用于我国铁路机车的开发设计和铁路提速改造工程中，取得了重大的经济和社会效益[3]。
　　2.4机械传动学科领域
　　高速、高效、低能耗、低污染、高智能、微型化是近年来机械传动和控制研究的前沿。
　　超声电机是基于压电效应和超声振动的一种新型微电机，它突破了传统电磁效应电机原理，具有力矩重量比大、结构简单、响应快、噪声低等优点。其研究涉及振动学、摩擦学、材料学、电子学、控制和超精密加工多个学科领域。赵淳生研究中心在超声电机运动机理、机电耦合模型、结构参数优化、驱动与控制技术等方面提出了系统的理论和设计方法。发明和研制了30多种独具特色的新型行波、驻波超声电机以及驱动器，不少产品已用于重要工程中。德国著名专家WALLASCHEK教授评价："是中国乃至世界最具实力的研究机构之一[4]。
　　陈学东在高速超精密运动控制研究中，率先发现并阐明了气浮轴承气旋现象产生的机理，提出了气浮气膜的支撑刚度和阻尼的计算和控制方法，提出的驱动系统分析控制软件已经用于我国大规模集成电路光刻机驱动系统的研制中。
　　针对船舶推进系统中轴承使用贵重金属、以及用油做润滑剂造成河海污染问题，王家序等提出了一种新型复合材料水润滑动密封轴承，揭示了载荷、速度、时间、间隙、温度等因素对水润滑橡胶合金轴承摩擦磨损性能的影响规律，发明了具有多曲面与直线圆弧凹槽有机组合的水润滑橡胶合金轴承。由于这种轴承节省了大量贵金属、以自然水代油做润滑剂大大减少了对河海水的污染，在国内外船舶等传动系统中得到广泛应用。
　　2.5仿生机械和生物制造领域
　　机械工程学科与纳米科学、信息科学和生物科学的交叉是20年来学科发展的最大特点。其中仿生机械学已经发展成为一门新的学科。
　　任露泉领导的研究团队在脱附降阻表面结构研究方面取得了重要进展：发现了土壤动物的表面脱附减阻现象。通过一万多只动物试验和理论分析，揭示了动物表面脱附减阻的形成机理；通过一千多个不同形状和尺寸的仿生非光滑推土板试验、仿真模拟和理论分析，掌握了非光滑表面脱附减阻的规律和技术，开辟了我国机械仿生学领域。近年来又在仿生柔性动态减阻、仿生电渗脱附等方面取得了重要进展；发明了一系列地面机械脱附减阻仿生技术，并成功地应用于农业机械和国防工程。将脱附减阻仿生技术应用于犁壁、圆盘犁犁体以及深松机具工作部件等农业机械触土部件，减租效果明显。
　　西安交通大学卢秉恒、李涤尘等在人工骨仿生制造研究中发现了人骨组织中"Y"和"H"型结构，建立了骨组织模型，优化分析了骨组织结构，阐明了骨微组织的构建对于骨转化的作用规律；建立了骨缺损的复合结构修复方法，采用快速成形法制造了人工骨的结构框架，并在动物骨缺损修补中获得成功。颜永年等在人工细胞培育和制备方面进行了初步探索。
　　北京航空航天大学在生物加工成形方面，加工出了微小齿轮等零件，并揭示了生物去除加工的机理；采用微生物金属化约束成形，制备出了高介电常数雷达波吸收剂和隐身蒙皮，直接利用鲨鱼皮生物约束成形出了机械鱼减阻蒙皮；提出了脂质体基生物芯片的脂质体合成与喷射一体化微喷工艺，与中科院生物物理所合作操作脂质体，形成了脂质体微阵列在基片上的连接与固定，并实现了分子马达在脂质体表面上的驱动纳米镇棒旋转。
　　2.6先进电子制造领域
　　21世纪初，钟掘等从战略高度提出了"极端制造"的理念和优先领域。先进电子制造是本世纪初我国机械工程科学家面向国家重大战略需求，第一次规模性地将研究触角伸向一个并不熟悉的多学科交叉领域。以丁汉、雒建斌为首的项目组围绕硬盘驱动器和超大规模集成电路(Integratedcircuit,IC)制造中的关键科学问题开展了系统的基础理论和应用技术研究，提出了纳米量级划痕深度和长度可控的单颗磨粒磨削方法；建立了硅片自旋转磨削的砂轮临界切深模型和实现延性域磨削的工艺规范；揭示了计算机磁盘和磁头超精密抛光的工艺规律，提出了专用抛光液的制备原理；揭示了高加速度运动系统的宽频多模态复合运动特征，提出了高加速度、高精度、高可靠性精密驱动平台的设计理论与控制方法；阐明了超声键合界面原子快速扩散机理，发现了键合界面的"粘滑"运动特性，提出了变参数加载工艺。

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