围绕以机器学习和智能计算为代表的现代人工智能智能理论，面向图像识别与分析、自然语言处理等典型领域开展基础模型与算法的原创研究，积极推动人工智能方法与自动化、机械、生命科学等学科的交叉融合，在拓展人工智能应用领域的同时，带动人工智能方法的源头创新。围绕国家新一代人工智能发展规划总体部署和山东省新旧动能转换“十强”产业需求，积极推进人工智能方法在的产业化应用，致力于人工智能关键技术突破和创新应用，赋能本地企业，为实现“人工智能+”提供技术支持。近年来，团队成员共承担省部级以上项目50余项，包括国家重点研发计划1项、国家自然科学基金16项；共发表SCI/EI论文200余篇，中科院2区以上论文30余篇，出版学术专著1项，获得省部级奖励10余项。
未来重点突破关键理论课题：
1. 深度学习与迁移学习架构下的聚类分析
2. 时空图神经网络模型及应用
3. 神经网络架构自动搜索
4. 机制主义人工智能方法
未来重点示范应用突破领域：
1. 智能交通灯配时系统
2. 路面不平整度智能检测系统
3. 复杂医学图像处理系统
4. 智能计算驱动的大数据处理系统
方向二：网络计算与数据安全
针对我国网络空间领域的战略需要，本方向主要研究网络行为分析与测量、智能传感与物联网、网络空间安全与隐私保护、反向建模理论创新及应用等。该方向近年来主持国家自然科学基金项目16项、山东省重点研发项目等省部级项目30余项，在IEEE Trans系列等领域顶级期刊和学术会议发表学术论文200余篇，申请发明专利50余项，部分专利已授权通信领域国际知名公司使用，研究成果获山东省科技进步奖3项、山东省自然科学奖1项、黑龙江省科技进步奖1项。基于网络行为的网络流量分类、面向大数据分析的安全计算技术、反向建模理论在水泥建材中的应用成为国内的研究特色之一。其中，基于网络流量的恶意应用检测在国内处于领先水平。本方向依托山东省网络环境智能计算技术重点实验室进行研究，并与国家计算机网络应急技术处理协调中心山东分中心签订战略合作协议。
未来重点突破关键理论课题：
1. 时空变换自适应的网络行为分析
2. 反向建模理论
3. 加密网络流量识别
4. 大数据隐私计算
5. 工业互联网与智能制造
未来重点示范应用突破领域：
1. 基于网络流量的移动终端恶意应用识别
2. FPGA高速网卡流量识别产业示范应用
3. 装备智能制造关键技术突破及应用
4. 基于隐私计算的大数据安全协同分析关键技术
方向三：虚拟现实与人机交互方向
对多模态输入、感知、融合、交互、呈现等关键科学问题展开原创性研究，结合虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，在多种交互模型的融合共存、融合多模态交互意图的深度理解等方面取得重点突破。该方向主持国家重点研发计划、国家自然科学基金等国家级项目18项，山东省重大创新工程项目1项，山东省自然科学基金、山东省重点研发计划等省部级项目30余项，在IEEE T MOBILE COMPUT、IEEE T IMAGE PROCESS、IEEE T VIS COMPUT GR、Information Sciences、Pattern Recognition、IEEE ICCV等国际期刊和会议上论文200余篇，获得省部级奖励2项，授权发明专利40余项。该方向在手势、体感交互领域已经成为国内公认的一个研究特色，完成2项国家重点研发计划项目，承担我国在中学实验和课堂教学模式领域的重大研究任务，为构建优质教学资源远程教育的共建共享、更好地阐释和展现科学原理提供新理论和新模式，适应国家教学资源严重不平衡、尤其是我国边远山区教学和实验条件严重匮乏的重大战略需求。
未来重点突破关键理论课题：
1. 多模态智能交互
2. 人机共融与人机协同
3. 计算机视觉
4. 虚拟现实
未来重点示范应用突破领域：
1. 基于虚实融合的新型智能实验设备之重大关键技术研究与产业示范
2. 助老陪护认知机器人
3. 基于计算视觉的车辆轮辋缺陷全自动检测系统
4. 多模态智能感知技术及在智能电网中的应用
培育方向：智能感知与类脑芯片
借助类脑技术大规模并行、事件驱动、实时环境交互、感算存紧密耦合协同等特点，开发能够如人脑般感知、传递、处理和运用信息的智能芯片与系统，有望突破摩尔定律以及冯诺依曼架构的瓶颈，提升AIoT节点的智能化程度，同时提高集成度、降低能耗。该方向目前主持科技部中韩青年科学家项目、国家自然科学基金面向项目、青年项目等国家级及省部级重点以上项目11项，发表SCI/EI论文30余篇，获得行业奖及厅局级奖励2项，取得发明专利10项；该方向在智能传感芯片、神经突触领域已经成为省内公认的一个研究特色，已获批山东省高等学校青年创新团队。
未来重点突破关键理论课题：
1. 跨尺度、多模态智能感知
2. 智能、高效的触觉感
3. 人工神经突触
4. 智能感存算一体式机器人
未来重点示范应用突破领域：
1. 残疾人辅助机器人
2. 基于体感、体态的人机交互应用
3. 面向感存算一体化的类脑智能应用