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从应用环境出发，机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种机器人，包括服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人和机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。
工业机器人按用途可分为装配搬运机器人、搬运机器人、焊接装备作业机器人、喷涂作业机器人等。
1．工业机器人的发展方向
智能化、集群化、网络化、协同化和最优化将成为下一代工业机器人理论与实现方法研究的核心。比如，双臂机器人在协作工作方面的要求。
2．工业机器人的关键技术研究
（1）提升系统性能，增强运动控制能力。
新型柔性工业机器人，高速高精度的运动控制、柔顺控制和力控制等。
（2）提升操控性能，增强人机接口易用性。
离线编程、自动编程、示教学习和虚拟现实等。
（3）提升复杂作业性能，增强智能自主作业能力。
目标位姿识别、自主作业规划、协作作业、协调控制、作业优化和视觉伺服等。
（4）提升系统安全性，增强人机协作作业能力。
机器人安全结构设计、安全控制和人机协作控制等。
特殊环境下作业机器人按用途可分为无人潜器、无人机、无人地面车辆、排雷、射击、投弹、侦察、保安等。
具体包括以下几部分。
□ 野外机器人系统：农业、林业、矿用、外太空。
□ 医疗机器人系统：辅助诊断、辅助手术治疗、康复以及其他医疗机器人。
□ 物流机器人系统：快递/邮件、工厂输送线、货物处理，以及其他物流系统。
□ 检测维修机器人系统：公共设施、工厂、罐、管道、下水道，以及其他检测维护系统。
□ 专业清洁机器人系统：核设施拆除拆解、施工支持维护、建造，以及其他拆除系统。
□ 水下机器人系统：水下检测、取样、维修、勘测。
举例如下。
国防领域：“火力侦察兵”、“捕食者”挂弹飞行、六轮Crasher机器人、深空深海”好奇号”火星探索机器人、太空作业机器人R2、深海遥控机器人、UT1、水下滑翔器等。
医疗领域：da Vinci机器人手术系统、血管介入手术机器人、脑外科手术机器人、下肢康复机器人、下肢康复训练机器人、上肢康复机器人、仿生机器人、BigDog、Petman、仿生机器鱼、仿生机器螃蟹。
特殊环境下作业机器人的发展趋势如下。
（1）对复杂作业环境的适应能力。
探索飞行、奔跑、跳跃、爬行、游动等不同运动模式，适应地形、流场、压力、温差、辐照、重力等复杂变化。
（2）对复杂环境的状态感知能力。
视觉、触觉、力觉、听觉、姿态、高维环境建模等环境状态的感知与估计。
（3）复杂动态环境中的自主控制能力。
实时规划及重规划、复杂任务分解、自主决策、容错控制、系统监控等职能决策与控制。
（4）异常交互情况下灵活的操控能力。
大时延、通信中断、丢包情况下遥控，基于虚拟现实和信息反馈的控制等方法。
（5）面向复杂任务的协同作业能力。
协作任务规划、协作作业控制与优化等方法。
面向大众的服务机器人主要有家政服务机器人（如机器人管家、真空清洁机器人、割草机器人等）、娱乐机器人、个人交通机器人、家庭安全监控机器人、助老助残机器人等。
具体包括以下两类。
□ 家政类：吸尘机器人、洗地机器人、擦玻璃机器人、泳池清洁机器人、炒菜机器人、家庭服务机器人。
□ 陪伴类：陪伴机器人、宠物机器狗、宠物机器海豹、仿人机器人、远程教育服务机器人、远程医疗服务机器人。
服务机器人关键技术如下。
□ 软机器人、网络实时通信：基于网络服务器的服务。
□ 各种服务机器人、信息咨询服务软机器人：基于网络的机器人平台、基于网络的仿人机器人。
□ 嵌入式、模块化、标准化技术。
□ 环境理解、自主导航。
□ 高速高精度图像识别。
□ 自然语言识别。
□ 智能机器人传感器。
面向大众的服务机器人发展趋势如下。
□ 结构定制化——3D打印等快速成型技术使机器人结构呈现个性化、定制化。
□ 本体简单化——本地控制简单可靠、低程度自主；传感器简化优化；通信增强。
□ 通信多样化——有线、Wi-Fi、蓝牙、红外、NFC、RFID、ZigBee等多种方式。
□ 交互人性化——遥控杆、语音、手势、表情、姿体动作等多种交互方式。
□ 环境智能化——智能空间、各类环境感知和环境控制设备与机器人实时交互。
□ 计算云端化——环境建模、定位、环境识别、语音识别、图像识别、决策等
复杂计算将转移至云计算服务器实现。