Yapay Zeka temel olarak yapay sistemlerin zeki canlıların sergiledikleri davranışları sergilemeleri için gerekli olan bilişsel yeteneklerin bütününü kapsar. Bilgiyi temsil edebilme ve sunabilme, mantıksal çıkarsama, planlama ve öğrenme bu yetenekler arasında sayılabilir. Bu yeteneklerin en iyi sergilenebileceği ve ilgili yapay zeka algoritmalarının gerçek dünyada sınanabileceği sistemlerin başında robotlar gelir. Bu bilişsel yetenekler, robotların nesnelerle ve ortamla etkileşimi için görüntü işleme, ortamda güvenli gezinimi için haritalama, yol planlaması yapabilmesi gibi alt katman algoritmaları üzerine inşa edilir. Yapay zeka yöntemlerinin geliştirilmesi ve test edilebilmesi için video oyunları da gelişmiş test ortamları sunarlar. Özellikle son dönemlerde bir çok popüler video oyununda oyunu otomatik olarak oynayan bot sistemleri için gelişmiş derin öğrenme yöntemleri ile bu botların oyunun usta oyuncularını (grandmaster) yenebilmeleri mümkün hale gelmiştir.
2007 yılından beri bu konularda çalışan Doç. Dr. Sanem Sarıel ve ekibi İTÜ Yapay Zeka ve Robotik Laboratuvarında robot sistemleri ve video oyunları için yapay zeka yöntemlerini geliştirmektedirler. En önemli çalışmaları arasında bilişsel robotlarda gündelik görevleri yerine getirebilmek üzere yüksek seviyeli planlama ve deneyim ile öğrenme gibi bilişsel yeteneklerin geliştirilmesi, oyunlarda mantıksal çıkarsama, oyuncu modeli oluşturma, bot tasarımı, oyun içeriği ve seviye tasarımı sayılabilir.
Robotlar ile yürüttükleri çalışmalarda otonom sistemler için aktif görü ve dünya davranışlarını modelleme, planlama ve deneyimlerden öğrenme yöntemleri geliştirmişlerdir. Robotların kendi hatalarını sezebilmeleri ve bu hatalarından deneyim kazanarak hata yapmamayı ve ortamlarına zarar vermemeyi öğrenmeleri üzerine çalışmalar yürütmüşlerdir. Son dönemde bu yöntemleri insansı robot sistemlerinde güvenli görev yürütme için daha gelişmiş hale getirmek üzere Tübitak destekli projeler yürütmektedirler.
Oyunlarda mantıksal çıkarsama ile ilgili çalışmalarında video oyununlarındaki bulmacaları otomatik olarak çözen bir sistem geliştirilmişlerdir. Bu çalışma, Oyunlarda Yapay Zeka konusundaki en prestijli dergide yayınlanmıştır.
Oyunlar üzerine bir başka çalışmada makine öğrenmesi yöntemleri kullanılarak oyuncuların oyun hikayelerindeki olay ve eylem seçim, sıraları ve alışkanlıklarına göre davranışlarının modellemesi ve deneyimlerinin iyileştirilmesi konusunda yöntemler geliştirilmişlerdir. Bu proje, endüstri ile ortak yürütülen bir proje kapsamında TÜBİTAK, TTGV ve TÜSİAD tarafından verilen 13. Teknoloji Ödülleri’nde “En İyi Ürün” ödülüne layık görülmüştür.
Prof. Dr. Hatice Köse ve ekibi oyunlaştırma ve ciddi oyunlar konusunda çalışmalarını sürdürmektedirler. Bu çalışmalar özellikle işitme engelli veya otizmli çocukların eğitim ve terapilerinin bir parçası olarak geliştirilmektedir. Bu alanda 1 Tübitak projesi ve 1 Avrupa Birliği (Erasmus+) projesi yürütmektedirler. Oyuna katılan kullanıcılardan sensörler aracılığıyla alınan veriler yapay zeka yöntemleri ile işlenmekte ve sistemin adaptasyon ve geri bildirim mekanizmalarına beslenmektedir. Sosyal Robotlar da bu sistemin bir parçası olarak kullanılmaktadır.