实验室下设4个主要研究方向：

地面机械脱附减阻仿生技术

从事生物耦合及其仿生耦合理论技术研究，解决减阻、自洁、耐磨、抗疲劳、降噪、隐形等问题，开发仿生功能产品，并进行试验优化理论与技术、生物力学功能原理等方面研究。

仿生摩擦学与仿生材料

从事农机部件节能增效仿生摩擦学、生物摩擦学、生物质材料、生物纤维制备及其增强仿生材料、生物材料纳米力学、有机肥料的生物制备机理及仿生技术、农业空气质量监控、农业生态仿生学等方面研究，进行农业机械装备仿生技术推广与应用。

松软地面仿生行走技术

从事地面机器系统基础理论、仿生行走理论技术、松软地面力学特性研究、针对国家探月重大工程进行面向深空探测的地面机器系统力学、仿生巡视机构设计理论与构造技术的探索。

生物生产加工机械设计及仿生技术

从事温室环境的智能控制和信息管理、智能机器人、植物工厂、温室构造仿生节能设计、生物生产系统数值模拟、农机系统数字化仿真、仿生设计和农机性能检测与智能控制技术，以及农业生态经济系统仿生管理等研究。