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.
В 1986 несколькими исследователями независимо друг от друга существенно развит метод обратного распространения ошибки, что в последствии стало основой возрождения массового интереса исследователей ИИ к обучаемым нейронным сетям.
В 1986 году Дэвид Румельхарт и Джеймс Макклеланд опубликовали фундаментальную работу «Параллельно распределенная обработка: исследование микроструктуры познания», которая до сих пор является настольной книгой исследователей в области когнитологии.
В 1990-е годы продолжается исследование возможностей применения эволюционных алгоритмов в ИИ (Джон Коза: Генетическое программирование: компьютерное программирование средствами естественного отбора, 1992; Лоуренс Фогель: Эволюционное вычисление – направление новой философии в машинном интеллекте, 1995).