С 1959 года возглавлял отдел новых принципов передвижения. Под его руководством проводились работы по созданию и исследованию аппаратов на воздушной подушке, получивших название «ползолётов». В 1963 году назначен руководителем работ по созданию самоходного шасси «Луноход», а в 1969 году стал заместителем директора, главным конструктором института.
Постепенно под руководством А. Л. Кемурджиана во ВНИИтрансмаш сложился коллектив, работавший по космической тематике, сформировалось новое направление – космическое транспортное машиностроение. Были разработаны основы теории, конструирования и испытаний планетоходов.
Именно этот коллектив разработал самоходное автоматическое шасси «Лунохода-1» (работал на Луне в 1970 году) и «Лунохода-2» (1973), создал подвижные приборы для исследования поверхности Луны, Марса и Венеры.
В 1971 году Кемурджиан защитил докторскую диссертацию по результатам исследований, выполненных при создании и эксплуатации «Лунохода-1», и стал доктором технических наук. С 1977 года – профессор.
А. Л. Кемурджиан – основатель отечественной школы конструирования планетоходов, в значительной мере определивший развитие этой дисциплины в мировом масштабе. Он создал новое направление в технике – космическое транспортное машиностроение, разработал основы теории, конструирования и испытаний планетоходов.
В мае 1986 года ученый был командирован на место аварии Чернобыльской АЭС для оценки условий работы транспортной техники. Под его руководством в сжатые сроки был создан дистанционно управляемый специализированный транспортный робот СТР-1, оказавший существенную помощь при ликвидации последствий аварии. Два транспортных робота СТР-1 отработали на кровлях 3-го энергоблока ЧАЭС более 200 часов, расчистив завалы и удалив с кровель более 90 тонн радиоактивных материалов, что позволило исключить привлечение к работам в опасных зонах более 1000 человек. Кемурджиан много раз ездил в Чернобыль, оценивая работоспособность СТР-1 и определяя пути его совершенствования.
С 1991 года являлся главным научным сотрудником ВНИИтрансмаша. В 1998 году ушел на пенсию, но ему присвоили звание «Почетный главный научный сотрудник».
Скончался 24 февраля 2003 года в Санкт-Пе тербурге.
За годы работы Кемурджиан создал множество самых разных разработок: от «ползолета» – боевой дозорно-разведывательной машины на воздушной подушке (1959–1963) до аппарата для исследований на поверхности спутника Марса – Фобоса.
