No século XII e XIII, a robótica sofreu uma nova evolução. No século XII, Abū al-'Iz Ibn Ismā'īl ibn al-Razāz al-Jazarī, destacou-se enormemente nesta área. Engenheiro, académico, artista, artesão, matemático, astrónomo e ainda o inventor dos primeiros robôs automatizados e com forma humana. Viveu na Mesopotâmia, na região de Al-Jazira, durante a Idade de Ouro da civilização Islâmica. Ficou conhecido por ter escrito o Kitáb fí ma'rifat al-hiyal al-handasiyya (Livro do Conhecimento do Engenho de Dispositivos Mecânicos) em 1206, onde descreveu cinquenta mecanismos bem como as instruções para os construir.As obras mais importantes de Al-Jazari estão, maioritariamente, relacionadas com mecanismos que utilizam a água. A sua obra mais marcante foi o Relógio do Elefante, um enorme relógio de água que, além de bastante preciso, foi o primeiro relógio que incorporava máquinas autónomas que realizavam uma determinada acção com o passar do tempo. Durante o Renascimento, a personalidade que mais se distingue nesta área vai ser Leonardo Da Vinci. Leonardo da Vinci aplicou muito dos seus estudos de engenharia ao exército, criando diversos mecanismos de uso militar. Das suas principais invenções destacam-se os seus vários esboços de canhões, metralhadoras, carros de combate, pontes móveis, torres de assalto e barcos, assim como o esquema de um submarino e bombardas.
Actualmente foram descobertos documentos sobre um cavaleiro mecânico projectado por Leonardo Da Vinci. Era, ao que se pensa, capaz de mover a cabeça e braços, levantar-se e sentar-se, abrir e fechar o maxilar da armadura, emitir sons, etc. Teria pelo menos dois sistemas de juntas diferentes: pernas com três graus de liberdade (joelhos, tornozelo e anca) e braços com 4 graus de liberdade (ombro, cotovelo, pulso e mãos). A fonte de energia seria hidráulica, recorrendo a canais que passariam por debaixo da armadura do cavaleiro. Outra hipótese para a sua fonte de energia seria usar molas e/ou contrapesos. Este projecto seria o corolário lógico dos seus estudos de anatomia e mecânica.
Outra obra da mecânica e robótica de Da Vinci foi o Leão Robô. Criado em 1515 na cidade de Lyon para celebrar uma nova aliança entre Florença e a França, e de acordo com testemunhas oculares, o leão mecânico podia andar e com um mecanismo automático que abria o peito do leão exibindo uma flor-de-lis (símbolo da cidade de Florença e da Coroa Francesa) quando este era chicoteado. Da Vinci não deixou nenhum projecto ou esboço do leão, No entanto, deixou desenhos detalhados de mecanismos que davam ideia de como este funcionava. 
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