В начале 1970-х и далее активно разрабатывается теория эволюционных алгоритмов, предназначенных для математического описания процессов естественного отбора в популяциях путём моделирования процессов мутации в живых организмах (Инго Рехенберг: «Эволюционные стратегии – оптимизация технических систем по принципам биологической информации», 1973; Джон Холланд: «Адаптация в естественных и искусственных системах», 1975).
В 1972 году группой сотрудников Марсельского университета во главе с Аленом Колмероэ был разработан PROLOG – язык логического программирования, основанный на исчислении предикатов, используемый для описания данных и логики их обработки. Программа на Прологе не содержит обычных для большинства языков программирования управляющих конструкций: условных операторов и операторов цикла, но позволяет описать модель фрагмента исследуемой предметной области на основе применяемых в ней терминов.
В 1972 году Теуво Кохонен и Джеймс Андерсон независимо друг от друга предлагают новый тип нейронных сетей.
В 1973 Лофти Заде предложил теорию мягких вычислений, а также теорию вербальных вычислений и представлений.
В начале-середине 1970-х гг. в Стенфордском университете разработана медицинская экспертная система MYCIN, предназначенная для диагностирования бактерий, вызывающих бактериемию и менингит, а также предлагавшая рекомендации о необходимом составе и количестве антибиотиков для их лечения в зависимости от веса больного. Особенностью системы была реализация методов формирования выводов и принятия решений в условиях неопределённости на базе ненадежной и недостаточной информации. Процесс разработки занял около 6 лет, а базовым инструментом был язык программирования Lisp.
В 1974 году Пол Вербос и Александр Галушкин независимо разрабатывают алгоритм обратного распространения ошибки для обучения многослойных перцептронов.
В 1975 Марвин Минский в работе «Фреймы для представления знаний» изложил теорию фреймов, которая часто используется как механизм для представления знаний в компьютерных системах.
В 1977 году Эбрахим Мамдани разработал алгоритмы применения нечёткой логики в приближенном рассуждении на основе методов лингвистического синтеза.
В начале 1970-х – середине 1980-х начинают массово создаваться коммерческие экспертные систем как инструмент поддержки принятия решений в самых разных сферах человеческой деятельности.
В 1974—1983 гг. Стенфордским исследовательским институтом разработана экспертная система PROSPECTOR, предназначенная для консультирования геологов по вопросам оценки геологических ресурсов региона и конкретной местности на предмет возможности наличия полезных ископаемых, а также выработки рекомендаций относительно выбора мест для бурения.
1980-е и 1990-е годы характеризовались охлаждением интереса к исследованиям в области ИИ из-за резкого несоответствия возможностей реальных разработок и возлагаемыми на них при начале проектирования надеждами. Оказалось, что на существующем уровне понимания процессов интеллектуальной деятельности адекватно воссоздать человеческий интеллект невозможно.
В 1982 наметилось некоторое возрождение интереса к нейронным сетям. Теуво Кохонен предложил модели нейронной сетей, способных обучаться без учителя, решать задачи кластеризации и визуализации данных (самоорганизующаяся карта Кохонена) и некоторые другие задачи анализа данных.
