Za razvoj novih tehnologij, sistemov in materialov je poleg obvladovanja in razumevaja posameznih izoliranih enot in fizikalnih pojavov je potrebno razumevanje lastnosti, ki so posledica vzajemnih interakcij. Nelinearne interakcije lahko povzročijo dinamsko nestabilnost procesa, kar je poleg visoke dimenzionalnosti in neavtonomnosti  pogost  vzrok za visoko kompleksnost, ki se odraža v neregularnem ter kaotičnem vedenju oziroma v kompleksni časovno prostorski strukturiranosti. Slednje je težko opisati s standardnimi fizikalnimi in inženirskimi metodami, ki največkrat izhajajo iz predpostavk o linearnosti.  Zato se na tem področju uveljavlja sinergetska obravnava procesov, ki je zasnovana  na metodah verjetnosti in statistike, teorije informacije, nelinearne in kaotične dinamike, adaptivnih sistemov, ter izbranih metod umetne inteligence.

Cilji raziskav skupine laboratorija za sinergetiko so doprinos k opisu in razumevanju fizikalnih lastnosti in vzrokov kompleksnosti obravnavanih tehnoloških procesov, razvoj novih izdelovalnih tehnologij ter informacijskih in adaptronskih sistemov, izdelava metod za modeliranje, avtomatsko sprotno spremljanje, diagnostiko, identifikacijo, vodenje in optimizacijo stanj kompleksnih tehnoloških sistemov in procesov, obremenjenih materialov, izdelkov, strojev in konstrukcij na osnovi procesiranja več senzorskih podatkov.