La línea de investigación de robótica ha constituido, en los orígenes del GII, su principal objetivo de trabajo. Originalmente, tenía un marcado carácter de investigación básica, sin embargo, los logros conseguidos han proporcionado conocimientos y experiencia que se han podido aplicar en proyectos de carácter aplicado. Esto ha dado lugar a numerosos proyectos de investigación donde se han fabricado prototipos de robots autónomos para la industria. De hecho, una de las principales bazas del GII en la actualidad, en esta línea, es su capacidad para fabricar estructuras robóticas con capacidades singulares.
El objetivo general de esta línea, ha sido el de desarrollar sistemas reales que puedan responder con el mayor grado de autonomía posible a las condiciones cambiantes del medio, sin tener que precisar de la ayuda de un operador o programador para establecer las nuevas estrategias necesarias para la consecución de la tarea encomendada.
Dentro de esta línea debemos diferenciar dos líneas derivadas. Una denominada Robótica Autónoma, en la que se engloban los proyectos relacionados con el desarrollo de controladores para robots autónomos y el diseño y fabricación de los propios robots, y otra denominada Mecanismos Cognitivos más centrada en el estudio e implementación de funcionalidades cognitivas de alto nivel en robots autónomos. Esta segunda línea, utiliza los procesos cognitivos humanos como inspiración para desarrollar un mecanismo cognitivo completo para un robot, mientras que la primera está más centrada en el desarrollo de soluciones a tareas particulares en la realidad.
