Наукові інтереси і напрямок підготовки інженерів кафедри технічної кібернетики (КТК) були визначені, коли в 1944/45 навчальному році доц., к.т.н. Олексій Григорович Івахненко прочитав курс «Основи автоматичного регулювання» для першої в КПІ групи електроприладобудівників (ЭПС – 1) спеціальності «Автоматичне та вимірювальне устаткування».
Створену в 1969 р. кафедру КТК очолив колишній студент гр. ЭПС – 6 (а потім, після розділу ЭПС, староста гр. АТ-6) д.т.н. Всеволод Іванович Костюк – аспірант і докторант О.Г.Івахненка. До складу кафедри ввійшли 15 викладачів кафедри автоматики і телемеханіки (АТ), в тому числі 2 професори – д.т.н. О.Г.Івахненко, д.т.н. В.М.Кунцевич – і 5 доцентів. У становленні матеріально-технічної бази кафедри КТК активну участь брали зав. лабораторіями М.І.Бєльський, В.М.Фан, учбовий майстер В.М.Васильєв та ін.
На початковому етапі кафедра забезпечувала навчальний процес для 10 спеціальностей КПІ по дисциплінах: теорія автоматичного регулювання і управління, автопривод і слідкуючі системи, математичні основи кібернетики, основи автоматики, технічна кібернетика. У 1969/70 н.р. В.І.Костюк прочитав курс «Оптимальні і самонастроювані системи». За цикл монографій у цій галузі удостоєні першої премії КПІ 1975 р. В.І.Костюк, А.Г.Кіку, В.Є.Краскевич, А.М.Сільвестров та С.В.Шпіт. У 1973/74 н.р. доц. В.В.Ажогін розробив курс «Теорія і застосування управляючих ЕОМ».
Відповідно до потреб народного господарства кафедра тричі змінювала напрямок підготовки спеціалістів: автоматика і телемеханіка (АТ), автоматизовані системи управління (АСУ), робототехніка, гнучкі комп'ютеризовані системи та робототехніка. Студенти всіх цих спеціальностей вивчали теорію автоматичного управління (ТАУ). Вагомий внесок у методичне і технічне забезпечення цього курсу зробив доц., к.т.н С.В.Шпіт. Ним створено універсальний лабораторний стенд (демонструвався на виставках в Україні і Монголії, прийнятий до серійного випуску) та електронний підручник.
Дипломи по спеціальності АТ на кафедрі КТК захистили 900 студентів.
У 1969/70 навчальному році по спеціальності АСУ здійснено прийом на І курс стаціонару і спецфакультету, а також переведення на старші курси студентів інших спеціальностей. Прочитано перший спецкурс «Дослідження операцій» (ас., к.т.н Ю.П.Зайченко). У подальшому спеціальні дисципліни започатковували: д.т.н. В.І.Скурихін, к.т.н. Ю.П.Зайченко, С.В.Шпіт, В.М.Ігнатенко, В.Є.Краскевич, Ф.М.Кисилевський, А.Г.Кіку. Видано 4 підручники. Перший випуск АСУ (1973) склав 23 інженери, а всього по 1978 р. – майже 1800.
У 1978 р. зі складу кафедри КТК виокремлено кафедру автоматизованих систем управління виробництвом. Тоді ж кафедра КТК почала вперше на Україні підготовку інженерів за спеціалізацією «АСУ в галузі роботизованого виробництва». У 1981 році здійснено прийом на І курс спеціальності «Робототехніка». З 1982 р. на спецфакультеті відкрито спеціальність «Механіка та управління машинами – роботи і маніпулятори». В рамках Науково-методичної ради при Мінвузі СРСР кафедра розробляла навчальні плани і робочі програми профілюючих дисциплін кількох спеціалізацій.
З 1994 р. кафедра здійснює підготовку фахівців за напрямами: інтелектуальні інтегровані системи, комп'ютеризовані інтегровані системи і робототехніка, а з 1997 р. – гнучкі комп'ютеризовані системи і робототехніка. Викладання нових профілюючих дисциплін забезпечили: Л.С.Ямпольський, В.М.Ігнатенко, Є.М.Литвинов, О.А.Стенін, Ю.І.Кисленко, А.Й.Савицький, С.П.Полив'яний, В.С.Недавній. Видано 8 підручників. Вперше в Україні з 1992 р. введено нову дисципліну «Штучний інтелект в плануванні та управлінні виробництвом», забезпечену україномовним підручником (автори – Л.С.Ямпольський, О.А.Лавров) і потужним дослідницьким практикумом з системами тестування. Виданням в 2005 р. комплексу з трьох підручників «Гнучкі комп'ютеризовані системи: проектування, моделювання і управління» (автори: професори Л.С.Ямпольський, П.П.Мельничук, Б.Б.Самотокін, М.М.Поліщук; доценти М.М.Ткач, К.Б.Остапченко, О.І.Лісовиченко) вперше в Україні широко впроваджено в навчально-методичну літературу нові мультимедійні технології.
Починаючи з 1979 р. випуск кафедрою інженерів, бакалаврів, спеціалістів і магістрів склав понад 4000 осіб.
З 2001 р. кафедра є базовою у підготовці кадрів вищої наукової кваліфікації з напряму «Автоматизація процесів керування», а в 2001-2007 рр. – «Гнучкі виробничі системи». За 10 років існування ради розглянуто 17 докторських і 42 кандидатські дисертації, присвячені найсучаснішим проблемам моделювання, верифікації та оптимального управління технологічними процесами, а також створення і впровадження систем інтелектуальної підтримки прийняття рішень для автоматизації розподілених у часі і просторі технологічних процесів. Понад 12 років кафедра очолювала підготовку, ліцензування і акредитацію вищих і середніх технічних навчальних закладів (напрями: інформатика, математика і гнучкі комп'ютерно-інтегровані системи), а також розробку освітньо-професійних програм. Відповідні спеціалізовані вчену і фахову ради очолювали проф. В.І.Костюк (голова) і проф. Л.С.Ямпольський (вчений секретар).
Ще в 70-х роках на кафедрі створено наукову школу моделювання складних систем та адаптивних систем автоматичного управління (керівник – В.І.Костюк). Результати досліджень знайшли застосування в різних галузях: автоматизація хімічних виробництв (В.В.Ажогін, В.Д.Романенко, М.З.Згуровский, А.И.Савицький, А.П.Мовчан), автоматизація електронно-променевих технологій, дефектоскопія зварних з'єднань (Ф.М. Кисилевський), керування складальними процесами у приладобудуванні (А.А.Краснопрошина), оптична обробка інформації (А.С.Островський), оперативне управління кабельним виробництвом (О.А.Павлов), адаптивні системи ідентифікації (А.М.Сільвестров), робототехніка гнучких автоматизованих виробничих систем (Л.С.Ямпольський), адаптивне управління процесами і полями (В.Є.Краскевич), побудова навчаючих систем для операторів рухомих об'єктів (В.М.Ігнатенко).
У 1991 р. на базі створених у 70-х роках двох галузевих і проблемної лабораторії організовано Інститут системних технологій (НДІСТ, проф. В.І.Костюк). Серед широкого спектра науково-технічних задач, вирішених НДІСТ (виконавці: Ю.А.Тимошин, Б.В.Ігнатенко, О.А.Стенін, В.Г.Галаган), та їх замовників слід відзначити:
- автоматизовані системи управління вищою школою, магістральна телекомунікаційна мережа навчальних і наукових закладів, автоматизовані навчальні системи, локальні комп'ютерні мережі для окремих вищих навчальних закладів та міністерств;
- система екологічного моніторингу навколишнього середовища – на замовлення Держгідромету України;
- інформаційно-довідкові та автоматизовані інформаційні системи та мережі для Державної податкової адміністрації, Національного банку України, Укрзалізниці, Державного центру зайнятості, Державного комітету з питань науки і техніки, ВАТ «Укрнафта» та ін.;
- роботизовані засоби гнучких виробничих систем, інтелектуалізовані системи в управлінні і плануванні виробничих процесів, проблемно-орієнтовані автоматизовані робочі місця;
- програмні засоби аналізу результатів льотних випробувань – на замовлення КМЗ ім. Антонова та ін.
На кафедрі КТК захистили кандидатські дисертації більш ніж 110 аспірантів і викладачів, докторські – 14 викладачів. Доктори наук О.А.Павлов, В.В.Ажогін, А.С.Островський, Ю.П.Зайченко, А.М.Сільвестров були обрані зав. кафедрами НТУУ «КПІ», Ф.М.Киселевський – зав. відділом ІЕЗ ім. Є.О.Патона. Викладачі і співробітники кафедри опублікували 33 монографії, 1500 наукових статей, зробили 1300 доповідей на конференціях, семінарах, симпозіумах, одержали 43 авторських свідоцтва, 18 нагород на виставках. Кафедрою організовано 10 всесоюзних і республіканських конференцій, видано 31 збірник наукових праць.
Виконувались програми ДКНТ України та Міносвіти України в галузі інформатизації освіти (В.І.Костюк, Ю.А.Тимошин). Основні наукові результати розробок автоматизованих систем управління вищою школою, підсистеми управління вузівською наукою на основі наскрізного планування наукових досліджень наведені в монографіях. Провідні наукові співробітники НДІ СТ беруть участь у реалізації міжнародних проектів «Теmpus – Тасis» та проекту зі створення магістральної телекомунікаційної мережі навчальних та наукових закладів України, що з'єднає комп'ютерними комунікаціями 6 регіонів (Харків, Київ, Львів, Дніпропетровськ, Донецьк, Одесу).
Видатні наукові результати співробітників кафедри неодноразово відзначались преміями і нагородами різного рівня. В різні роки медалями ВДНГ СРСР і УРСР нагороджувались А.С.Островський, І.М.Раллєв, С.В.Шпіт, О.П.Коц, Ю.П.Юрченко. В 1986 році Республіканську премію ім. М.Островського було присуджено М.В.Савкову і Н.М.Панченко.
Орденами «Трудового Червоного Прапора» нагороджено В.І.Костюка, «Знак пошани» – П.И.Акініна, а медаллю «За трудову відзнаку» – В.М.Альонкіна-Плешка.
Три підручники з робототехніки (1989, 1992, 1994) удостоєні Державної премії в галузі науки і техніки 1996 року. Автори: професори В.І.Костюк, Л.С.Ямпольський, М.М.Поліщук, доц. М.М.Ткач.
Поряд з основною роботою викладачі і співробітники брали участь у будівництві навчальних корпусів, бібліотеки, актового залу, їдальні, ремонтах гуртожитку, бази відпочинку; керували студентськими загонами. Неодноразово займали призові місця учасники конкурсів «Таланти КПІ» С.В.Шпіт, П.Й.Акінін (живопис), Є.А.Дзебас (вітраж). Відомими є поетичні твори Л.С.Ямпольського, О.А.Стеніна, Г.О.Козлакової, Д.І.Гергі, А.Г.Кіку, флористика Т.К.Савельєвої.
Головними напрямками діяльності кафедри є розробка нових комп'ютерних засобів і технологій інформатизації суспільства, участь у програмі загальнодержавного значення «Космічна техніка і робототехніка» та підготовка кадрів для вирішення цих завдань.