仿生外观设计是模仿自然界生物的形态、结构和功能来设计机器人，使机器人能够更好地适应特定的环境或完成特定的任务。例如模仿鸟类的扑翼飞行器，通过模仿鸟类翅膀的运动方式，实现更的飞行；模仿鱼类的水下机器人，其身体形状和游动方式都与鱼类相似，能在水中灵活穿梭。仿生设计不仅能提高机器人的性能，还能为设计带来独特的美感。在进行仿生设计时，需要深入研究生物的生理特征和行为模式，将其转化为机器人的设计元素，同时还要考虑到工程实现的可行性和成本效益。
传动结构的作用是将动力源的动力传递到机器人的各个运动部件，实现运动形式的转换和运动的传递。常见的传动方式有齿轮传动、带传动、链传动和丝杆传动等。齿轮传动具有传动效率高、精度高、结构紧凑等优点，常用于机器人的关节传动，能实现较大的传动比和的运动控制。带传动则具有传动平稳、噪声小、能缓冲吸振等特点，常用于对运动平稳性要求较高的场合，如机器人的同步带传动，可实现电机与执行部件之间的远距离传动。链传动适用于较大中心距、低速重载的场合，如一些大型搬运机器人的链条传动。丝杆传动则常用于将旋转运动转换为直线运动，具有精度高、传动效率高的特点，常用于机器人的直线运动机构，如手臂的伸缩和升降。
在机器人结构设计过程中，需要对结构进行优化，以提高机器人的性能和降低成本。结构优化设计主要包括拓扑优化、形状优化和尺寸优化等。拓扑优化是在给定的设计空间、载荷工况和约束条件下，寻求材料在结构中的分布形式，以达到提高结构性能、减轻重量的目的。例如，通过拓扑优化可以设计出更加合理的机器人机身结构，在保证强度和刚度的前提下，减轻机身重量，降低能耗。形状优化是对结构的外形进行优化，以改善结构的力学性能和外观。尺寸优化则是对结构的尺寸参数进行优化，如杆件的长度、截面尺寸等，以满足强度、刚度和稳定性等要求，同时降低成本。在进行结构优化设计时，通常需要借助计算机辅助工程（CAE）软件，如有限元分析软件，对结构进行模拟分析和优化计算。
协作机器人强调与人类的协作，其结构设计需要满足、灵活和易用等要求。在方面，协作机器人通常采用柔软的外壳材料和低冲击力的结构设计，以减少对人类的伤害。同时，协作机器人的结构设计要便于操作和编程，一般采用直观的人机交互界面，让非专业人员也能轻松上手。此外，协作机器人还需要配备高精度的传感器，如力传感器、视觉传感器等，以便实时感知周围环境和人类的动作，实现、的协作。