聚焦云南省“十四五”规划和二〇三五远景目标，围绕“数字云南”建设任务，为了全面推进云南省智能系统与计算的研究水平与深度应用，促进新一代信息技术与云南重点产业发展深度融合，实验室将瞄准云南社会经济发展中网络化、数字化和智能化的重要需求，依托云南大学已有信息学科建设和研究基础，有针对性地设置优势研究方向，开展共性关键理论、方法与支撑平台的研究，并加强重点和特色应用技术的研究，更好地服务云南经济社会发展。
以“5G+云+AI”的“基础设施、核心技术、特色应用”主线，设立“先进网络与边缘计算（基础设施）”、“大数据计算与知识工程（核心技术）”、“视觉计算与机器感知（核心技术）”3个重点研究方向，并建立“智慧城市”和“智慧医疗”领域的特色应用，形成应用示范。
（1）先进网络与边缘计算
围绕网络通信及计算基础设施中信号监测、无线接入、信道利用、能耗表现、作业调度、资源分配、实时业务、智能应用等新的需求，第一，在先进网络方面，将电磁场与电磁波理论、信息处理方法相结合，研究区域无线电监测的支撑技术、建立应用示范；研究无线接入系统中的微波射频电路工作机理、阵列天线信号处理技术；以5G信道利用率提升为目标，研究5G低频信号检测、基于深度学习的无线信道中信号处理方法；研究将太阳能、风能与先进通信技术相结合的绿色通信技术。第二，在边缘计算方面，研究支持海量作业调度的高并行算法、高可扩展数据管理等高性能计算模型与算法；面向快速云计算资源分配，研究基于博弈论和计算复杂性的边缘与云计算资源定价及分配机制；研究面向实时业务处理的云边系统环境资源分配、安全机制、以及边缘计算与边云协同技术。
（2）大数据计算与知识工程
针对大数据分析、处理及预测所面临的新挑战：数据规模大、维度高、模态多、噪声多、缺少标注、关系复杂等挑战，第一，在大数据计算方面，将深度神经网络的神经动力学与优化理论相结合，研究系统的深度学习方法；研究结合深度学习、概率推理、函数依赖等模型的数据清洗技术和数据质量保证策略；研究基于深度学习、度量学习、小样本学习等技术的特征提取与表示学习；研究基于自然语言处理的语音识别与声纹识别方法。第二，在知识工程方面，围绕知识获取、表示与管理，研究基于表示学习的领域知识图谱构建、更新及补全方法；以获取新知识为目标，研究结合规则推演和表示学习的知识推理方法；突破主观性文本的分析与推理，研究基于自然语言处理的文本情感分析方法；研究面向位置服务的个性化推荐、城市画像等技术，构建有效的时空数据挖掘技术体系；围绕知识获取、融合、推理及解释，研究机器学习与知识建模共性理论、可解释的深度学习模型与算法。
（3）视觉计算与机器感知
针对图像及视频数据处理与分析中快速、有效的特征提取、异常检测、目标检测、目标追踪、图像分割等新的需求，第一，在视觉计算方面，研究高噪声、低光照条件下的视觉信息处理和高质量特征提取方法；研究面向血管血液动力学特征提取的微弱信号处理和超声信号检测方法；研究多模态民族信息中海量、异构、高维和多阶特性的特征提取方法；研究基于深度学习与度量学习的图像图形融合技术。第二，在机器感知方面，研究基于图像特征融合的手写文字识别、行人标识、人脸检测等模型；以鲁棒智能的视觉感知为目标，研究物体检测、追踪、识别、图像搜索及机器人避障和导航技术；研究多模态民族文化资源的认知计算、文化要素建模和基因图谱构建方法。
（4）建设数字城市——智慧城市
第一，在智慧化新基建与城市画像构建方面，与云南移动和京东合作，基于大数据计算和机器感知理论和方法，研究轻量级实时图像/视频目标检测技术，建立智慧化5G新基建安全检测、预测和管理应用系统，提供全过程、全周期的实时监控与智能感知；基于大数据计算和知识发现理论和方法，研究城市画像构建的支撑技术，刻画城市基础设施、居住环境和出行规律。第二，在边境无线电频谱资源保护与利用方面，依托地方政府和省无线电管理委员会，基于无线接入和5G信号检测的理论和算法，研究无线信号识别、发射源定位、知识推理方法体系，构建边境无线电频谱资源保护与可持续利用智能监测平台；开展边境无线电频谱资源清查与评估、信号合规性评价、开发潜力评估等服务，从而提升边境电磁空间安全、助力社会经济发展。第三，在民族文化数字化与数字走廊构建方面，与云南省民宗委、剑川文旅局等合作，基于多模态大数据计算、视觉计算和机器感知的理论和方法，研究民族文化深度计算模型，构建文化数字基因图谱和文化数字走廊，建立多模态民族信息的科学内涵提取及认知计算方法体系；通过民族文化要素和符号建模，建立民族文化数字计算技术体系，开发民族特色应用和服务产品。
（5）建设数字社会——智慧医疗
第一，在智能化医疗诊断与健康管理服务方面，与昆华医院、云大附属医院等合作，基于5G网络、全息数据采集和视觉计算理论和算法，研究多模态医疗大数据分析与知识建模方法，建立“预防、检测、预警、治疗、保养”全流程的医疗健康大数据与智能化服务技术体系；研究基于疾病大数据的诊病过程分类、预测措施分级、疾病风险评估方法，建立云南省医疗健康大数据与智能化综合服务平台，提供个性人健康管理、医疗教学直播 和诊疗经验共享等服务。第二，在远程医疗辅助诊断与智慧康养方面，与云南省地方病防治所和云南省第一人民医院等合作，使用5G网络、视觉计算和知识发现的理论和模型，研究多模态生物识别算法，建立鼠疫宿主与媒介生物智慧识别模型和系统；基于大数据计算、视觉计算和机器感知的理论和算法，研究云南省高发疾病医学影像分析模型，构建云南省边少地区远程医疗辅助诊断平台；基于时空数据分析和机器感知理论和算法，开发定位及活动识别的可穿戴设备、构建智慧康养平台。