中国科学院沈阳自动化研究所科研部门截至2014年底，该所拥有1个国家级重点实验室，2个中国科学院重点实验室，4个省级重点实验室，成为“机器人技术国家工程研究中心”，中国科学院知识创新工程“先进制造基地”和“国家863计划成果产业化基地”所在地
该所另设有机器人学研究室、海洋技术装备研究室、空间自动化技术研究室、光电信息技术研究室、智能检测与装备研究室、装备制造技术研究室、信息服务与智能控制技术研究室、工业控制网络与系统研究室、自主水下机器人技术研究室、数字工厂研究室、机电产品制造中心等11个科研生产部门
国家级重点实验室：机器人学国家重点实验室 中国科学院重点实验室：光电信息处理重点实验室、中国科学院网络化控制系统重点实验室 省级重点实验室：辽宁省数字化协同制造与管理重点实验室、辽宁省工业通信与控制系统重点实验室、辽宁省雷达系统研究与应用技术重点实验室、辽宁省工业物联网重点实验室
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