在二戰結束之後，世界局勢逐漸呈現兩極分化，美國蘇聯爲了爭奪世界霸權，開始了曠日持久的冷戰時期。爲了在軍事競賽中壓制對方，兩國絞盡腦汁費盡力氣研發制造各種新型武器和裝備，甚至還進行過一些不爲人知的秘密軍事實驗。而機器人的研發制造就是在這個時候開始的。
喪屍機械狗計劃
冷戰期間最爲異想天開和喪心病狂的估計就是蘇聯這一個喪屍機械狗計劃了。當時在蘇聯內部的這個計劃叫做"道爾教授的頭顱"。據說當時蘇聯的科學家們爲了能在冷戰中占據絕對的優勢，試圖研究一種機械戰士來代替普通的士兵進行戰鬥，不僅可以隨意加裝使用各種武器裝備，而且還不會感到疼痛或者恐懼，即使不幸陣亡，只要進行回收修理，就又可以活蹦亂跳的進行戰鬥。
由于當時的電腦技術存在著難以突破的瓶頸，于是蘇聯的科學家們就想了一個令人毛骨悚然的方案，那就是直接使用生物大腦來替代電腦，在制造的巨大機器人上連接狗的頭顱，科學家們打算利用機械制的骨架和犬科動物的大腦，來共同結合研發出未來的機械士兵。
當時的蘇聯醫學界和工程界就開始著手實驗，他們成功地將一個狗的頭顱連接到了人工肺髒和心髒上，這個狗頭不但會對外界刺激做出反應， 還能夠進食。然而這還是遠遠不夠得，以當時的技術，根本無法將狗頭上的神經連接到機械身體上，而且即使連接到，也很難將神經電信號轉換成命令。
即使這項實驗得以成功，人們也很難人爲的控制這種狗頭機器人的行爲，可以說這是一種毫無戰術和智慧可言的戰爭兵器，體積比較龐大笨重，不好控制不說，就算是上了戰場也只是一個巨大的靶子，光是看看這個機器人的骨骼結構，遇上坦克也只有被秒的份。
這個實驗後來並沒有受到反對，一直在默默實施長達十年的時間，直到1968年因爲毫無結果才正式被放棄和禁止。後來美國也試圖進行過相同的實驗來制造出機械兵部隊，但由于受到國際輿論的影響最後也是沒能成功。
雖然這種殘忍的實驗極爲不人道，但是對于人類器官移植方面倒是有了極大地促進。尤其是這一實驗的副産物，也就是醫學上的體外心肺循環系統，就是俗稱的“葉克膜”，曾經在醫學領域拯救了不少人命。
甲蟲機器人
這是美國在1961年公布于衆的甲蟲（Beetle）機器人，這種機械人的設計初衷本來是要用來搬運核燃料的，是專門給冷戰期間轟動一時的“核動力轟炸機”做地勤支援的。
雖然美國的“核動力轟炸機”最終並沒有獲得成功，但是這種機器人的良好的搬運性能卻是得到了不錯的證明，在實驗中這種機器人不但可以搬運重物，還可以輕松地捏起一顆雞蛋。
巧手先生機械手臂
在1958年的時候，通用電氣與美軍合作發明了一款名爲巧手先生（Handyman）的機械臂，這款機械臂可以握持精細零件，最爲重要的是這種機械手臂可以被遠程操控。當時通用電氣工程師拉爾夫·墨瑟（Ralph Mosher）參與了巧手先生的開發，並在一份技術文檔中將它描述爲一款“用于握持輻射性設備的主從機械臂”。
這款機械臂通過導線與控制者的服裝連接，控制者穿著服裝作出一個動作的時候，巧手先生也會模仿作出同樣的動作。墨瑟在文檔中提到：“操作員與機器的結合前所未有地緊密，操作員並不需要想象自己是在操作機器，而只要聚精會神于操作本身。他只需觀察機械臂的動作，而機械手似乎就是他自己的手。”
最終這款機械臂被墨瑟分類爲“可控人形機器（Cybernetic Anthropomorphous Machine，CAM）”，他還認爲這款機械臂能夠在包括外太空、深海以及施工建築等多個工業領域得到使用。
硬漢先生外骨骼手臂
1968年巧手先生的進化版硬漢先生（Hardiman）誕生了。與巧手先生不同，硬漢先生是一支直接穿在身上的機械臂。這個特殊的裝備還有一個名稱叫做“人類放大裝置”，據說利用這款裝備能夠直接舉起1400磅以上重量的物品。
硬漢先生的操作其實比較簡潔，只要與操作者的腳部、前臂以及腰部連接之後就能使用。在1967年的一份海軍報告中，這款機械化服裝被描述爲“人類的靈活、機智以及隨機應變，與機械的力量和耐力的完美結合”。但是這套裝備本身自重卻高達1500磅，而嚴重缺乏穩定性，因此美軍從來沒有對其進行量産。
四足機器人 -步行卡車
在1960年以後，由于美軍在越南戰爭中的戰場實際遭遇，美軍希望有一種能在複雜地形中運送士兵的新設備，根據這一需求四足機器人應運而生。在1965年，通用電氣制造出了名爲步行卡車的四足機器人，這台機器人吸取了步行機的經驗，高3.3米，最大載重約合227公斤，在水泥地板上有450公斤的推力。它同樣需要駕駛員在駕駛艙內操作。
制造出來之後這台機器人有兩個致命的弱點：速度太慢——最高時速僅爲約合6.4公裏，而且每分鍾的操作需要耗費50加侖汽油，所以1970年這台機器人交付美軍測試之後，這個計劃就無疾而終了。