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本學科設有三個研究方向：
機電系統狀態監測與故障診斷技術：機電系統狀態監測與故障診斷與趨勢預測技術、測控系統的集成及遠程網絡監控技術、智能監測儀器與虛擬儀器技術。
光機電一體化測控技術與系統：提出面向現代儀器制造的柔性研發系統理念，創建開放式柔性研發平臺，完成對儀器系統的快速集成、實驗研究和性能測試，提高儀器制造企業適應市場的快速動態響應能力。研制光電分析儀器裝備、產品和成套工程應用軟件。
機器人技術：涉及機械電子學、多傳感器信息融合、嵌入式控制技術、通訊技術、計算機視覺、人工智能技術等，在水下機器人技術的研究方面積累了研究基礎和經驗。
本學科先后承擔了多項國家自然科學基金等課題，作為第一完成單位于2007年獲國家科技進步二等獎。