Mutlu Cukurova ist dem UCL Knowledge Lab am Institute of Education sowie dem UCL Centre for Artificial Intelligence an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften angegliedert. Er leitet groß angelegte Forschungsprojekte, betreut Doktoranden und Postdoktoranden und leitet das Modul „Design and Use of AI in Education“ im Rahmen des Studiengangs „Education and Technology“. Darüber hinaus wirkt er als externer Experte an politischen Entscheidungsprozessen im Bereich KI in der Bildung mit, unter anderem in Zusammenarbeit mit externen Expertengruppen der UNESCO, der OECD und der Europäischen Kommission. Er ist außerdem Mitglied der UCL-Arbeitsgruppe „Grand Challenges on Transformative Technologies“, Redakteur des „British Journal of Educational Technology“ und Mitherausgeber des „International Journal of Child-Computer Interaction“.

In seiner Forschung untersucht Mutlu die Komplementarität von Mensch und KI im Bildungsbereich. Seine Arbeit befasst sich mit der dringenden sozialpädagogischen Herausforderung, Menschen auf eine Zukunft mit KI-Systemen vorzubereiten – eine Zukunft, die weit mehr erfordert als die routinemäßigen kognitiven Fähigkeiten, auf die derzeit viele Bildungssysteme und traditionelle Ansätze zur Automatisierung mit KI den Schwerpunkt legen. Sein besonderes Interesse gilt dem Verständnis, der computergestützten Modellierung und der Förderung der Fähigkeit von Menschen, das Lernen zu erlernen und komplexe Probleme gemeinsam zu lösen. Seine Forschung ist transdisziplinär und stützt sich auf Methoden und Theorien aus den Lernwissenschaften, der Informatik und der Mensch-Computer-Interaktion.