次世代フィールドロボットのシステム設計，最適制御アルゴリズムやPhysical AIによる高性能化に取り組んでいる．油圧ヒューマノイドロボット，4脚歩行ロボット，不整地移動ローバー，油圧マニピュレータ、モジュラー油圧ロボット，水圧マニピュレータなどの開発実績がある．

画像センシング技術とロボット知能化技術の研究を行っている．近年は，視覚センサを用いた高所作業飛行ロボットの制御，カメラを用いた触覚センサとその応用，フィールド移動マニピュレータの開発などに取り組んでいる．

医療福祉健康スポーツ分野のロボティクスメカトロニクス研究に従事．体腔内に留置し検査や医療行為を行う診断治療体内ロボット，低侵襲治療のための小型多機能鉗子，疲労回復，暑熱順化，視覚障碍者スポーツ支援．

今後広く利用されるスマートロボットの基盤となる制御，機構，環境認識法を研究している．特に，ワイヤ駆動や一体成型によるロボットの軽量化や省パーツ化，共振に基づく高エネルギー効率可変剛性制御，脚ロボットの高バランス能力制御，触って動かすことによる新しい環境認識法の研究に取り組んでいる．

工学の生体機能解明への応用，工学の医療・福祉応用，生体機能の工学応用など生体工学に関する研究を行っている．新しいセンサ開発を基盤とした医療診断機器，福祉機器，健康関連機器の開発や，人とロボットのインタラクションに関する研究，Brain Machine Interfaceの開発も行っている．人とロボットの機械的な接続だけでなく心身機能への相互作用も含めた新しい人-ロボットの関係にかかわる研究を推進している．

食産業と農業の自動化のためのロボットシステムの開発に関する研究、3D/4Dプリンティングを活用したソフトロボットに関する研究、有限要素などを用いた柔軟体のシミュレーションに関する研究を行っている．

極限環境で人間が物理的に不可能な作業を行うためのフィールドロボットやサービスロボットの研究開発と社会実装を機構と制御の観点から推進．具体的には，下水道管やガス管などの狭く有害物質が充満する環境を点検しながら進むためのロボットや水中環境で移動・作業するためのロボット，宇宙環境用ロボット，人手不足解消・省力化のための産業用ロボットなどについて研究開発している．

生物機能の解明や工学・医学応用に関して研究している．細胞や組織，人工細胞の機械的特性評価やバイオロボット，分子ロボットの開発，生物表面微細構造の接着力や摩擦力評価，そのための評価システムを開発している．