本方向对微纳传感器和微执行器所涉及的基础理论、微尺度效应、集成设计方法等进行研究，实现微纳器件与系统应用和产业化。微纳传感器是指敏感元件特征尺寸达到微小或微纳量级传感器，主要采用精密加工、微电子以及微机电系统技术，实现传感器尺寸的缩小。目前，微纳传感器测量对象从机械量的位移、速度和加速度到热工学量的温度和基于温度特性的红外图像和流速，以及磁场、化学成分等。与传统传感器相比，微纳传感器具有体积小、质量轻、功能灵活、功耗小，以及成本低廉等特点。微镜、微夹钳、微机器人等执行器是具有微纳尺度可动的特性，其动作精度、动作效率、可靠性等指标决定了系统性能。从能量转换形式分类，微纳执行器有静电驱动、电磁驱动、压电驱动、形状记忆合金驱动、凝胶驱动、热驱动及超导驱动等多种形式。