（一）   直线电机系统的优化设计和国产化产品开发、制造
主要包括：
（1）       新材料运用和磁路优化设计。宁波材料所研制成功纳米晶NdFeB辐射取向磁环的突破性新工艺，大大提高了辐射取向整体磁环的磁性能和耐腐蚀等主要性能，成为目前世界上掌握这一技术的仅有的2家单位之一。“联合实验室”将这一新型磁性器件用于改进GMC Hillstone的直线电机设计，提出了工艺上易于实现的基于Hallbach阵列概念的磁路结构，同时研究提出了相应的磁路优化设计理论，结合磁场和电磁作用力的有限元分析，完成了磁路优化。
（2）       专用驱动装置的研究开发。GMC Hillstone的直线电机传统上配备其它公司生产的驱动装置，如Movo、Copley等，这些驱动装置属于通用型伺服电机驱动装置，价格昂贵、性能受到限制。“联合实验室”研究开发该直线电机的专用驱动装置，满足国产化、降低成本、提高性能的要求。目前已经完成实验室样机，即将进入产品开发。
（3）       直线电机的国产化生产。“联合实验室”中方核心成员已经掌握了GMC Hillstone的直线电机的制造技术，目前其磁体组件已在宁波市一家工厂投入批量生产，供给用户，绕组等其它组件也将很快实现国产化。
（二）   直线电机在机床中的应用。
基于GMC Hillstone的直线电机在日本用于精密、高速机床的成功经验，“联合实验室”开展了直线电机用于机床的研究，目前这方面完成的工作主要有：
（1）       精密小孔径钻床改造。宁波江东盛发机械设备公司生产的精密小孔径钻床，采用超声波钻孔技术完成脆性材料（如磁铁）小孔的精密加工。宁波材料所与该公司合作，将该钻床的由伺服旋转电机-滚珠丝杠驱动的进刀台改造成由直线电机驱动，同时将直线电机与机床主轴驱动系统、气动换到等系统集成，改造其加工控制操作界面。目前进刀台的改造已经完成。
（2）       数控加工中心用大推力直线电机研制。GMC Hillstone曾研制成功行程4米的精密定位直线电机和能推动1吨载荷的直线电机。在此基础上，“联合实验室”与宁波海天精工合作，研制适用于高速、高精度数控加工中心的直线电机，主要设计指标包括：移动部件重量1600kg（X轴）、3000kg（Y轴）、600kg（Z轴），坐标轴最大行程1200mm、800mm、600mm，最大移动速度60m/min，最大加速度1G等。目前已经完成了总体尺寸设计，正在深入进行强制冷却系统等的设计。
（三）   直线电机在超精密工件台中的应用
主要包括：
（1）       亚微米量级定位精度的直线电机工件台。“联合实验室”获得了浙江省重大科研项目“光刻机等先进装备中的超精密工件台研究开发”，已在GMC Hillstone制作的直线电机、气浮轴承基础上，完成了超精密工件台的集成和环境保障系统建立，达到优于100nm（100mm行程）的重复定位精度。目前正在改进电机、轴承等设计，进一步提高精度和实现国产化。
（2）       微米量级定位精度直线电机驱动二维和多维工件台。目前已完成机械导轨支承的二维工件台，正在开发气浮轴承支承的工件台，以获得更高精度和其它性能。