شاخه «هوش مصنوعی و رباتیک در توانبخشی» در هسته رباتیک در پزشکی بر توسعه سامانه‌های هوشمند و رباتیک برای توانبخشی بیماران با اختلالات حرکتی و عصبی تمرکز دارد. این سامانه‌ها می‌توانند شامل ربات‌های کمکی برای تمرین‌های حرکتی، تجهیزات پوشیدنی هوشمند و الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای ارزیابی عملکرد و شخصی‌سازی درمان باشند.

پژوهش‌های این شاخه با هدف افزایش اثربخشی و تکرارپذیری تمرین‌های توانبخشی، بهبود روند بهبودی بیماران و کاهش بار کاری فیزیوترپیست‌ها انجام می‌شود. سیستم‌های هوشمند توانبخشی قادرند داده‌های حرکتی بیمار را به صورت دقیق تحلیل کرده و مسیر درمانی متناسب با نیاز هر فرد را پیشنهاد دهند.

این شاخه فرصت توسعه راهکارهای بین‌رشته‌ای میان مهندسی رباتیک، هوش مصنوعی و علوم پزشکی را فراهم کرده و امکان ایجاد فناوری‌های نوین برای توانبخشی کم‌تهاجمی و شخصی‌سازی‌شده را به صورت گسترده فراهم می‌کند.