Define-se pela aliança das competências existentes Eletrônica, Mecânica, Computação, Automação e Controle, a fim de realizar ensino, pesquisa, desenvolvimento e inovação em Sistemas Mecatrônicos com aplicação dual.

Os principais temas de pesquisa desenvolvidos no Laboratório se referem ao: processamento de sinais acústicos; processamento adaptativo de sinais com interferências ou variações acústicas: ruídos, reverberação, ego-interferência (robôs e drones) e cenas acústicas; técnicas de realce de sinais e predição de inteligibilidade; localização robusta e trajetória  de fontes sonoras; redes de sensores acústicos sem fio; classificação estocástica e com aprendizado de sinais de áudio; métodos de filtragem de ruídos impulsivos e não estacionários; sistemas biométricos; reconhecimento de padrões; sistemas de reconhecimento automático de locutor (patente concedida); pesquisa de novos atributos de voz e modelos para classificação de sinais de voz, locutor, áudio e som; reconhecimento de emoções acústicas. Possui estúdio acústico para gravação, processamento de sinais e testes perceptuais de inteligibilidade sonora; aplicações em ambientes acústicos urbanos: audição robótica e drones/veículos aéreos não-tripulados. O laboratório conta com estúdio acústico digital para processamento e tratamento de sinais e medidores acústicos.

Laboratório de Processamento Digital de Sinais: atende às necessidades de ensino e pesquisa na área de processamento de sinais, em particular com aquisição de sinais de áudio e localização de fontes emissoras. Possui, além de recursos computacionais e processadores digitais de sinais (DSPs), uma câmara acústica e equipamentos profissionais para aquisição de sinais com alta qualidade, incluindo diferentes arranjos de microfones, conversor A/D multicanal e eletroglotógrafo, além de um quadricóptero. http://www.ime.eb.br/~labvoz/ 

Atende aos cursos de graduação através de práticas laboratoriais que são desenvolvidas pelos alunos, e à pós-graduação, cujos alunos realizam simulações e medidas experimentais. É possível realizar pesquisa teórica ou experimental nas áreas de dispositivos ópticos para comunicações ópticas, sistemas de comunicações ópticas guiadas ou no espaço livre, redes ópticas, redes WDM e sensores em fibra óptica. http://www.fotonica.ime.eb.br/ 

Dedica-se à realização de pesquisas voltadas para o desenvolvimento e a avaliação de desempenho de sistemas de transmissão digital em diversos cenários de aplicação, tais como: comunicações móveis, comunicações via satélite e comunicações por enlaces ionosféricos. Entre outras atividades, tem desenvolvido pesquisas de equalizadores adaptativos para canais seletivos em frequência e variantes no tempo, receptores OFDM e modelagem de erros para avaliação de desempenho de protocolos de redes de comunicações.

Destina-se ao ensino e à realização de trabalhos de pesquisa nas áreas de dispositivos e sistemas em frequências elevadas, englobando os espectros de micro-ondas e de ondas milimétricas. Possui equipamentos para caracterização de parâmetros lineares de dispositivos passivos e ativos de uma e duas portas na faixa de micro-ondas, kit didático de treinamento em microondas em banda X baseado em guias de onda, geradores de sinais analógicos e analisador de espectro. 

Destina-se ao ensino e à pesquisa em sistemas de vídeo e processamento de imagens. Possui equipamentos de geração e exibição de sinais de vídeo analógicos, computadores e monitores de alta resolução para processamento e visualização de imagens e vídeos digitais. 

Destina-se ao ensino e à realização de trabalhos de pesquisa nas áreas de sistemas de comunicações (RF), abrangendo as faixas de frequências de HF, VHF e UHF, com ênfase aos sistemas irradiantes, aos enlaces de comunicações e aos circuitos e sistemas de RF com aplicações civis e militares. 

Destina-se ao apoio ao ensino nas áreas de modelagem, identificação e análise de sistemas dinâmicos, projeto de sistemas de controle, bem como aos projetos de pesquisa relacionados às áreas de sistemas de controle ótimo e moderno. Principais recursos disponíveis: bancada experimental Quanser 2 DOF Helicopter e bancada experimental Quanser Engineering Trainer (QET) DC Motor Control. 

Laboratório destina-se aos estudos e análises na área de segurança cibernética de infraestruturas industriais críticas submetidas a ataques de malware reais. Foi concebido no âmbito de um Acordo de Parceria firmado entre a ITAIPU, o Comando do Exército Brasileiro, por intermédio do seu Departamento de C&T, e a Fundação Parque Tecnológico ITAIPU-Brasil. Trata-se de um ambiente de simulação em tempo real do tipo hardware-in-the-loop capaz de representar infraestruturas críticas na área de Sistemas Elétricos, incluindo não somente as camadas de negócios e gestão, de supervisão, de automação e controle, como também a camada da dinâmica operativa dos sistemas. Congrega elementos reais e virtuais nas áreas de Tecnologia de Automação (Operação) e de Tecnologia de Informação e Comunicação, em um ambiente inserido no paradigma da Indústria 4.0.