روش طراحی بهینه‌ی چند موضوعی یکی از مدرن‌ترین شیوه‌های طراحی سیستمی در دنیا به حساب می‌آید که طی دو دهه‌ی گذشته در طراحی سیستم‌های پیچیده مانند سیستم‌های هوافضایی، اقبال و کاربردهای فراوانی پیدا نموده است. پس از تأسیس آزمایشگاه طراحی بهینه چند موضوعی MDO (Multidisciplinary Design Optimization) در سال 1380، به مرور زمان و با کسب موفقیت در انجام پروژه‌های پژوهشی با رویکرد طراحی بهینه‌سازی چند موضوعی، این آزمایشگاه از طرف وزارت علوم، تحقیقات و فناوری در سال 1389 به یک مرکز پژوهشی فضایی که طیف گسترده‌تری از فعالیت‌های سیستمی را پوشش می‌داد ارتقا یافت. از زمان تأسیس این مرکز پژوهشی، پروژه‌های علمی-تحقیقاتی متعددی در زمینه‌ی طراحی بهینه و بهینه‌سازی سیستم‌ها، هدایت، کنترل پرواز و همچنین طراحی سنسورهای ناوبری دقیق مورد استفاده در ماهواره‌ها و فضاپیماها در آن به انجام رسید. در سال 1392، پس از ارزیابی و تأیید فعالیت‌ها، این مرکز توسط وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، به پژوهشکده‌ طراحی سامانه‌های فضایی که دارای سه گروه پژوهشی بود ارتقا یافت. این پژوهشکده در سال 1402 با تمرکز فعالیت‌های خود در حوزه‌ی کاربرد الگوریتم‌های هوشمند و تصویب دانشگاه، به پژوهشکده کنترل و ناوبری هوشمند تغییر نام یافت و با سه گروه پژوهشی جدید به فعالیت خود ادامه می‌دهد.

- پژوهش در طراحی بهینه‌ی هوشمند سیستم‌های پیچیده هوافضایی (گروه پژوهشی طراحی هوشمند، تحت مدیریت دکتر مسعود ابراهیمی)
- پژوهش در طراحی سیستم‌های کنترل و هدایت هوشمند (گروه پژوهشی کنترل هوشمند، تحت مدیریت دکتر مرتضی طایفی)
- پژوهش در حوزه‌ی الگوریتم‌های ناوبری هوشمند (گروه پژوهشی ناوبری هوشمند، تحت مدیریت دکتر عبدالمجید خوشنود)
- برگزاری سمینارهای تخصصی و آموزشی در حوزه‌ی فعالیت
- توسعه علوم و فناوری در حوزه‌ی کنترل و ناوبری هوشمند چاپ مقاله، کتاب و محتوی آموزشی مرتبط
- تشکیل تیم های دانشجویی و تخصصی، انجام فعالیت‌های آزمایشگاهی مرتبط

گروه‌های فعال در پژوهشکده‌ شامل تیم‌های متعددی در زمینه‌های تخصصی متفاوت در حوزه‌ی کاربرد هوش مصنوعی هستند که با تکمیل دانش یکدیگر به طراحی سیستم‌های هوافضایی هوشمند می‌پردازند. در این خصوص می‌توان به تیم‌های طراحی بهینه‌ی هوشمند، کنترل بر مبنای الگوریتم یادگیری عاطفی، یادگیری تقویتی، هدایت و ناوبری هوشمند، شبیه‌سازی شامل انواع شبیه‌سازی پرواز و شبیه‌سازی محیط عملکردی اشاره نمود.