人工智能机器人研究
1、机器人零部件：①研制的电机转矩密度超过国际最先进德国TQ电机30%以上，获教育部技术发明一等奖。②机器人器件部件，智能肌电仿生手、仿生眼稳像。 2、腿足式机器人：研发国际首个“走跑跳摔滚爬”多模态仿人机器人，获国家技术发明二等奖研发高动态四足机器人，跳跃高度达1.2m，国际上未见同类报道。 3、专用机器人：①工业巡检机器人；②家庭护理陪伴机器人；③柔韧性外骨骼。
国内首套预冷改进型 200 升/天小型氢液化器
该系统首次采用“压缩机+小型制冷机高压节流液化”的方案，利用高压氢气自身压力能驱动节流制冷，分布式协同优化换热温区，实现小型氢液化器的高效运行。团队攻克了高压低温换热效率和冷量动态调控两大技术难题。通过采用多通道微结构设计及传热性能优化，成功解决了低温高压工况下小型高效换热器的设计与工艺难题，实现了换热效率的提升；面向液氢储罐内气体蒸发及实验随机性问题，通过压力管理等多种方式实现冷量动态调整。该设备在设计上完全无液氮预冷，同时采用撬装模块化设计，仅需配备电力与气源，就能实现液氢制备，可为液氢温区设备研发提供可靠的小批量液氢供应，适合中小型氢能实验室和研发机构使用，能有效改变国产液氢泵、阀门等涉氢部件缺乏液氢验证的现状。该设备还能支持科研机构和初创企业开展液氢应用创新，有助于催生无人机、便携电源等新兴市场。研究团队将持续推进小型氢液化器系列化产品（50-1000LPD）的研发工作，有望构建覆盖储能、轨道交通等多领域的小型液氢装备体系，为打造安全高效的氢能社会提供关键基础设施支撑。
热声发电微系统
热声发电微系统技术源自中国科学院理化技术研究所热声团队二十余年来在热声技术领域的产学研深厚积累，进一步拓展了外燃系统、控制系统及变流系统的研发，丰富了热声发电技术的内涵和外延。热声发电微系统技术基于热声效应实现外部热能向电能的高效转换，是外燃式热机技术的最新技术前沿。外燃属性赋予了热声发电微系统技术的强大燃料适应性和环境适应性。模块化的设计可以高效利用低浓度可燃经济气体（如生物甲烷、煤层气、油田伴生气及灰氢等）实现清洁发电，从而在绿色能源开发、节能减排及“双碳”战略目标实现方面，具备广阔的应用前景与重价值。而闭式热力循环则使热声发电微系统技术能轻松应对高原、极低、海岛等不同环境，实现无衰减工作。目前，团队自主研发并生产了一系列热声发电核心部件及集成产品，其中包括 300We 便携式发电系统、1kW 和 1.5kW 热电联供装置，3.5kW 和 5kW 车载发电机等。这一系列的产品和技术全部为国内自主掌握，国内领先且在国际上有较强的竞争力。此外，还可提供相关的设计咨询、工程技术支持与制造服务
液压式石油管道内部冷折弯机
激光与光子技术应用组研制的新型管道内部冷折弯机是国内第一台能够对钢管产生内部动力折弯的装置，该技术非常适合带有外包覆层的油气管道弯制，能够在不破坏管道外部保温层的条件下在管道内部实现精准折弯，具备弯制质量高、安全性、经济型高、灵活性强、便于运输等特点。内弯机研制突破了限域空间内超高压机构设计与实现技术，克服了管道内部空间受限和超高压精确控制的难点，引入先进的空间约束与优化设计，采用高效的力学传递系统，确保在受限的空间内实现折弯力的精确测量与控制。内弯机具备双向滚转纠偏能力，通过深入理解机构设计、结构力学分析以及机械系统的工程优化，引入拖拽式机构并与行走轮配合实现角度可控的行走，结合主被动控制机构，实现了小角度可控行走，确保每一步进折弯时滚转角度的局限性，避免管道因滚转引起的异常形变，提高了管道的整体形状一致性。液压式管道内部冷折弯机的研制成功有效解决了能源管道的弯制问题，提升了我国管道行业整体施工技术水平，对突破科技封锁和能源领域卡脖子问题、保障国家能源安全具有重要意义。系统研发与制造具备完全自主知识产权，目前已申请发明专利 4 项，其中 2 项已授权。
石油管道用激光焊缝跟踪装置
激光焊缝跟踪装置主要应用于油气管道的自动化焊接场景，该系统可在复杂焊接场景下实时获取焊缝形貌数据，指导焊枪位姿调整，确保焊接质量和效率。 激光焊缝跟踪装置可实现坡口自适应识别。通过自主开发的软件识别算法，实现对 V 型坡口、平底填充坡口及 U 型坡口的特征点精准识别，适应焊接过程中焊缝形貌的动态变化。系统具备抗干扰实时成像能力。系统集成激光距离选通、窄带通滤波及多算法融合的图像处理技术，有效抑制焊接弧光、烟尘、飞溅及材料高反光干扰，提升图像信噪比和特征识别成功率，实现焊接过程实时自动识别。系统具备异常数据冗余判断能力。通过结合跟踪点检查等对比算法能够实时剔除异常数据帧，确保输出数据的稳定性和可靠性。系统能够实现多形貌异构焊缝空间跟踪。通过焊缝坡口自适应识别跟踪算法和焊缝空间偏移跟踪算法，获得复杂异构焊缝的空间几何参数和空间偏移量等特征数据，实现复杂异构焊缝的有效识别与自适应空间跟踪。该系统在管道实际焊接测试中能够完成全流程管道焊接识别跟踪，运行稳定，抗干扰能力强，焊接精度高，可满足油气管道全位置焊接的高精度需求，为自动化焊接提供了可靠的技术支撑。
无油磁悬浮离心机驱动的混合工质气体液化技术
再液化装置是低碳化和智能化 LNG 运输船、LNG 加注船和 LNG 动力船回收闪蒸汽的关键核心低温设备之一。目前主要依赖进口，主流技术以无油氮压缩-膨胀制冷技术为主，以法液空 Air liquid、瓦锡兰 Wartsila 为代表。近年来油润滑螺杆压缩机驱动的混合工质制冷技术在此领域也取得了广泛应用，以英国 LGE 为代表。在国内，基于油润滑螺杆机驱动的混合工质气体液化技术已经广泛应用于陆用中小型非常规气源液化场合（1 万-50 万吨/年）。然而，现有混合工质液化技术的理论循环效率可 达逆卡诺循环的 60~70%，实际仅 20~30%，主要原因：1.受限于螺杆压缩机效率以及大量润滑油引起的变浓度；2.多元非共沸混合物相变传热复杂性及流动过程中组分迁移。混合工质再液化装置未来将向高效无油驱动、轻量高效换热设备、智能控制三个方向发展。目前，理化所已经完成了基于油润滑螺杆压缩机驱动混合工质制冷的撬装液化技术以及氮/氦磁悬浮离心压缩膨胀一体机技术，其中陆用天然气液化已开展规模化的工程应用实施，船用液化技术正处于起步阶段。在此基础上，发展无油磁悬浮离心压缩机驱动的混合工质气体液化技术，可打破混