Negli appunti riscoperti negli anni cinquanta nel Codice Atlantico e in piccoli taccuini tascabili databili intorno al 1495-1497 si trovano disegni dettagliati per un cavaliere meccanico, vestito di un'armatura del tardo XV secolo in stile italo-tedesco, che per lo studioso Rosheim appare capace di effettuare diversi movimenti analoghi a quelli umani: alzarsi in piedi, agitare le braccia e muovere la testa e la mascella in modo anatomicamente corretto, pare emettendo suoni dalla bocca grazie ad un sofisticato meccanismo di percussioni collocato all'altezza del petto.
L'automa di Leonardo, che per Rosheim era il frutto delle ricerche precedenti compiute nei campi dell'anatomia e della cinetica, così come si trovano registrati nel Codice Huygens, rispettava il canone delle proporzioni dell'Uomo vitruviano. All'interno era costruito in legno, con elementi in pelle e metallo, ed azionato da un sistema di cavi, a simulare tendini e muscoli, e un sistema di manovelle esterno al corpo meccanico per muovere le gambe. L'armatura presente nei disegni è del 1480 con elmo tipo barbuta. Le braccia, secondo Rosheim, per la loro articolazione non potevano che muoversi all'unisono.
Questa descrizione è stata recentemente ridiscussa e indagata sulla base di nuovi presupposti teorici. Non è stato facile arrivare a una descrizione lineare del robot dato che ogni singolo disegno di componente è decontestualizzato sul foglio e Leonardo non ha reso visivamente evidente i collegamenti tra i vari pezzi: per esempio, è per questo che i modellini precedenti al 2007 includevano anche un meccanismo inserito nella pancia del robot che a studi successivi si è rivelato essere invece un orologio, che lo stesso Leonardo descrive poi nel Codice di Madrid I a pagina 157v.
Modello dell'automa cavaliere di Leonardo e (a fianco) i suoi meccanismi interni (esposizione Leonardo da Vinci. Mensch - Erfinder - Genie, Berlino 2005)
A partire dagli anni novanta sono stati fatti vari studi e ipotesi sul robot di Leonardo e il suo funzionamento.
Un primo tentativo di ricostruzione dell'automa cavaliere fu avviato nel 1996 da Mark Rosheim, un esperto di robotica americano nel 1996, con uno studio e una successiva collaborazione con il Museo Galileo di Firenze, che dedicò all'automa una sezione della mostra "Gli ingegneri del Rinascimento. Da Brunelleschi a Leonardo da Vinci".
Nel 2002 la BBC, per un documentario, fece realizzare a Rosheim un modello reale completo. In seguito numerosi musei si sono dotati di un modellino dell'automa leonardesco.
Il modello del robot realizzato nel 2007 nei laboratori di Leonardo3 secondo le nuove ricerche
gli studi successivi, condotti da Mario Taddei nel 2007 sull'argomento, dimostrano che i manoscritti sul progetto non si trovano solo sul foglio 579r del Codice Atlantico: ulteriori ricerche individuano anche i fogli 1077r, 1021r e 1021v come possibile fonte dei meccanismi dell'automa.
Tuttavia, i fogli presentano un vero e proprio rebus: i disegni sono apparentemente confusi e di difficile interpretazione, non c'è un ordine preciso e non si trova un progetto principale o dominante.
I laboratori del museo e centro di ricerca Leonardo3, nel 2007 hanno cercato di sviluppare uno studio scientifico sulla macchine leonardesca, secondo quella che è definibile come "filologia macchinale", per arrivare a una nuova interpretazione dell'automa vinciano. Realizzando innanzitutto ogni singolo pezzo presente sui quattro fogli per un totale di 174 elementi, e usandoli in vari modellini per studiarne le combinazioni possibili, hanno scoperto che non tutti i meccanismi sono direttamente collegabili al robot, o sono disegni dei suoi ingranaggi.
