認知科学（とくに脳機能やコミュニュケーション能力の発達）と情報通信技術（とくにロボットや人工知能）を掛け合わせることで，教育や障害児療育などへの応用可能性を探索しています。具体的には，自閉症にみられる多様な病像を「認知粒度」という観点から統一的にモデル化することを試み，それを通して定型発達と連続する「認知スタイル」としてASDを捉えなおすことを進めています。また，この「認知粒度」にもとづく療育手法（とくにロボットを使ったコミュニケーション療育）の開発にも取り組んでいます。

東北大学に着任したのが平成29年4月なので，まだ研究指導の実績は限られていますが，現在進行中のものをいくつか例示します。

• 学習者と教授者の注意の時空間的相関分析と学習支援への応用（修士）
• 「内発的動機づけ」の数理モデル化と検証 （博士）

また前任校で指導した卒業研究としては，つぎのものがあげられます。

• インタラクティブな知育パズル「パズルック！」の開発（学部）
• 子どもの想像力を育むためのアプリケーションの開発（学部）

• 小嶋 秀樹・鈴木 優:「Miyagino」ではじめる電子工作，工学社, 2015.
• 岡田美智男, 松本光太郎, 麻生 武, 小嶋 秀樹, 浜田寿美男: ロボットの悲しみ：コミュニケーションをめぐる人とロボットの生態学, 新曜社, 2014.
• Hideki Kozima: Cognitive granularity: A new perspective over autistic and non-autistic styles of development, ・Japanese Psychological Research, Vol.55, No.2, pp.168-174, 2013.
• Hideki Kozima, Marek P. Michalowski, Cocoro Nakagawa: Keepon: A playful robot for research, therapy, and entertainment, International Journal of Social Robotics, Vol.1, No.1, pp.3-18, 2009.
• 小嶋 秀樹, 高田 明: 社会的相互行為への発達的アプローチ：社会のなかで発達するロボットの可能性, 人工知能学会誌, Vol.16, No.6, pp.812-818, 2001.