研究方向：
1.智能系統。
2.人工智能。
3.智能控制。
4.智能機器人。
承擔的科研項目情況：
蔡教授主持和參加國家自然科學基金等科技和教學研究20多項，近年完成和目前進行的研究課題包括：
1. “高速公路車輛智能駕駛中的關鍵科學問題研究” （國家自然科學基金重大專項重點項目），2009-2012。
2. “基於進化算法的約束處理技術研究” （國家自然科學基金項目），2009-2011。
3. “異質多移動體的協同XX與重構技術基礎研究” （國家國防科學基礎研究項目），2006-2008。
4. “免疫計算的測不準有限計算模型與魯棒性分析” （國家自然科學基金項目），2005-2007。
5.“未知環境中移動機器人導航控制的理論與方法研究”（國家自然科學基金重點項目），2003-2006。
6.“離散型多智能體的非光滑魯棒建模研究”（國家自然科學基金項目），2000-2002。
7. “智能控制系統的魯棒性研究”（國家自然科學基金項目），1996-1998。
8.“高速列車運行模糊控制研究”（國家自然科學基金重點項目），1993-1996。
9.“智能控制的結構與特性研究” （國家自然科學基金項目），1991-1993。
10.“工業過程的神經控制及應用研究”（國家博士點基金項目），1995-1997。
11.“約束優化進化算法的研究” （國家博士點基金項目），2009-2011。
12.“自主機器人的進化控制”研究（211工程子項目）。
13. 湖南省科技計劃項目多項（1998-2020）。
14.“人工智能及其應用”（“十壹五”國家級規劃教材研究，2006-2010）。
15.“人工智能基礎”（“十壹五”國家級規劃教材研究，2007-2010）。
16.“人工智能網絡課程”（國家《新世紀網絡課程建設工程》項目，2000-2003）。
科研成果：
對科學技術的主要貢獻：
1．提出“智能控制四元交集結構理論”（1996年）
把信息論引入智能控制學科結構，提出“智能控制四元交集結構理論”，發展了智能控制理論，揭示了智能控制與相關學科領域的內在聯系，豐富了高級自動化的內容，促進了國際智能控制理論的發展。本理論成果已被收入《中國大百科全書》《自動控制與系統工程》分冊的“智能控制”詞條。
2．首創“機器人規劃專家系統”（1985年）
基於人工智能原理和專家系統技術，研究機器人規劃的新機理和新方法，於1985年在國際上首先提出並建立了機器人規劃專家系統，實現了專家系統與機器人技術的結合，先後完成機器人任務規劃、機器人避障運動路徑規劃、機器人柔性裝配規劃、機器人零件運送規劃和多機器人（多Agent）協調運動規劃等，在國際上為基於知識的生產過程自動規劃和高層控制開辟了壹條新途徑，提高了規劃性能，對於提高生產的自動化和智能化水平具有重要意義。
3．提出進化控制的思想和體系結構(1999年)，並建立了進化控制系統原型，把進化思想用於機器人控制和路徑規劃，為進化控制建立基礎，為智能控制開辟壹個新的分支,並促進智能控制的發展。
4.提出免疫控制的思想和免疫控制系統的壹般結構(2003年)
5．提出智能科學學科體系的初步框架和學科特征(2001年)
在“中國自動化領域發展戰略高層學術研討會”上正式提出智能科學學科體系的初步框架,為壹門新的交叉學科的誕生起到重要促進作用。
6．提出晶閘管（可控矽）直流可逆自動調速系統控制指令的數學模型(1978年)，具有普適意義，並用於晶閘管邏輯無環流可逆調速系統的邏輯設計，其正確性和有效性為眾多系統的實現所證明。
7． 編著出版我國智能科學領域3個學科的首部教材/專著，即《人工智能及其應用》(1987年,清華大學出版社)、《智能控制》（1990年，電子工業出版社）、《機器人原理及其應用》（1988年，中南工大出版社），為智能控制、人工智能和機器人學在中國的傳播和發展起到重大的推動作用。這些著作已出版了多個版本，***發行約30萬冊，為國內數以百計的院校所使用。此外，《Intelligent Control：Principles，Techniques and Applications》在國外出版，用作教材和教參。
8．在國內外學術刊物和會議上發表論文660多篇，被SCI，EI和ISTP收錄100多篇。
獲獎情況：
從事科教研究30多項，獲國際獎勵2項，全國獎勵1項，省部級壹等獎1項，二等獎1項，三等獎2項，省優秀論文壹等獎5項，二等獎1項，其它獎勵4項。他的壹些研究處於國內外領先地位，已成為相關學科的學術帶頭人之壹。獲首屆國家級教學名師獎。他的名字和成就已被列入英國劍橋國際傳記中心出版的《國際名人錄》，《國際知識分子名人錄》，《聯合國專家名冊》，《亞洲太平洋地區名人錄》，《中國當代科學家和發明家大詞典》，《中華當代名人詞典》，《當代中國科技名人成就大典》以及《中國專家人名辭典》，《中國優秀科技圖書要覽》和《中國大百科全書》等。獲獎情況如下：
1.徐特立教育獎，湖南省人民政府，2009。
2. 湖南省自然科學優秀學術論文 壹等獎 湖南省科技廳、省科協、省人事廳，2008。
3. 國家級“智能科學基礎系列課程教學團隊”，國家教育部，2008。
4. 世界華人重大學術科研成果特等獎（人工智能及其應用系列成果），世界華人文化名人協會，2007。
5. 國家級“人工智能”全國雙語教學示範課程，國家教育部，2007。
6. 湖南省自然科學優秀學術論文 壹等獎 湖南省科技廳、省科協、省人事廳，2006。
7. 國家級“智能控制”精品課程，國家教育部，2006。
8. 湖南省自然科學優秀學術論文 壹等獎 湖南省科技廳、省科協、省人事廳，2004。
9. 國家級全國高校教學名師獎，國家教育部，2003。
10.寶鋼教育基金全國優秀教師獎特等獎，寶鋼集團教育基金，2003。
11. 國家級“人工智能”精品課程，國家教育部，2003。
12. 全國優秀教材獎壹等獎（機器人學），國家教育部，2002。
13. 國際優秀作品獎（人工智能及其應用），2002。
14. 人工智能網絡課程(國家教育部新世紀網絡課程建設工程項目),優秀網絡課程,國家教育部，2002。
15. 湖南省自然科學優秀學術論文 壹等獎 湖南省科技廳等，2002 。
16. 湖南省高校多媒體教育軟件大賽壹等獎,省教育廳，2002。
17. 全國高校自然科學獎二等獎（智能科學技術基礎及學科體系研究），國家教育部，2001。
18. 湖南省高校省級優秀教學成果壹等獎(智能控制與智能自動化系列教材研究) 湖南省教育廳，2001。
19. 國家教育部科技進步獎 壹等獎（人工智能及其應用）， 1998。
20. 中國2000年機器人學大會傑出機器人學教育獎。中國人工智能學會、中國自動化學會、中國宇航學會、中國電子學 會、中國機械工程學會、中國汽車工程學會、中國機器人工程協會、國家863計劃智能機器人主題專家組、國家863計劃空間機器人主題專家組等9單位，2000。
21. 湖南省自然科學優秀學術論文 壹等獎 湖南省科技廳等，2000。
22. 湖南省科技進步三等獎(智能控制及其應用)，1998。
23. 湖南省教委科技進步壹等獎(智能控制)，1997。
24. 第三屆全國優秀教材(電子類) 壹等獎（智能控制） 電子工業部，1996。
25. 湖南省自然科學優秀學術論文 壹等獎 湖南省科委等，1996。
26.國務院政府特殊津貼證書,中華人民***和國國務院，1992。
27.中南工業大學理論成果二等獎,中南工業大學，1990。
28. 優秀學術論文 二等獎 湖南省科委等，1990。
29.中南工業大學理論成果壹等獎,中南工業大學，1989。
30. 湖南省優秀學術論文 壹等獎 湖南省科協委、科協、人事廳，1988 。
31. 湖南省優秀學術論文 壹等獎 湖南省科委等，1987。
32. 湖南省重大科技成果獎(航空發動機新型起動裝置)，湖南省人民政府，1981。
33. 國家級“智能控制”精品課程，國家教育部，2006。
34. 湖南省精品課程等，湖南省教育廳，2003－2009。
35.中南大學先進工作者、優秀科技工作者等多項獎勵，中南大學，2001－2008。
36.中南大學教學名師、教學成果、優秀教材、精品課程等多項，中南大學，2001－2010。
國家發明專利：
1． 壹種移動機器人三維環境感知方法蔡自興;鄒小兵;王璐; 段琢華; 於金霞;文誌強; 陳白帆;鄭敏捷中南大學2007-08-01（未批準）
2．基於人工免疫系統的移動機器人軟件故障診斷系統龔濤;蔡自興中南大學2007-08-01
3． 壹種電法勘探信號接收機及其放大倍數智能控制方法陳儒軍;蔡自興;何繼善;丁科中南大學2007- 08-01
4． 壹種可重構的多移動機器人通信方法蔡自興; 陳愛斌; 陳白帆; 文誌強; 余伶俐; 匡林愛; 任孝平; 鄒磊中南大學2008-07-09
5．人工場源電法勘探信號接收機放大倍數設置方法 陳儒軍;蔡自興; 何繼善; 丁科中南大學2007-04-11