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Marvin Lee Minsky nació en la ciudad de Nueva York, en el seno de una familia judía. Asistió a la Escuela Fieldston y a la Escuela Secundaria de Ciencias del Bronx. Más tarde asistió a la Academia Phillips en Andover, Massachusetts.
Tras acabar la secundaria se unió a la Marina de los Estados Unidos. Tras dos años de servicio, entró en la Universidad de Princeton, donde se graduaría en 1950.
Hasta su muerte, ocupó la plaza de Profesor Toshiba de los Medios de Comunicación y las Ciencias en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).
Minsky contribuyó al desarrollo de la descripción gráfica simbólica, geometría computacional, representación del conocimiento, semántica computacional, percepción mecánica, aprendizaje simbólico y conexionista. En 1951 creó SNARC, el primer simulador de redes neuronales. Fue el inventor de las patentes del casco de realidad virtual en 1963 y del microscopio confocal en 1957 (antecesor de los ampliamente utilizados y modernos microscopios confocales de barrido por láser).
Escribió el libro "perceptrones" (con Seymour Papert), que se convirtió en el trabajo fundacional en el análisis de redes neuronales artificiales. Su crítica a ese campo ha sido indicada como responsable de la desaparición virtual de la investigación académica en redes neuronales artificiales durante los años 1970s.
Minsky fue consejero en la película 2001: Una odisea del espacio y hay referencias a él tanto en la película como en el libro. Durante la filmación Minsky casi muere en un accidente.
Minsky también fue responsable de sugerir la trama de "Jurassic Park" a Michael Crichton durante un paseo por la playa de Malibú. En ese punto los dinosaurios fueron concebidos como autómatas. Más tarde Crichton hizo uso de sus conocimientos en biomedicina y concibió los dinosaurios como clones.
El Minskytron o "Pantalla de tres posiciones" operado por la minicomputadora de la compañía ya desaparecida Digital Equipment Corporation (DEC) su modelo PDP-1 en El Museo de Historia de computación, localizado en California, Estados Unidos, mismo monitor que se utilizó en el primer videojuego Spacewar!, Fotografía-2007. Minsky recibió el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento 2013 en Tecnologías de la Información y la Comunicación. El jurado de dicho premio destacó sus trabajos sobre el aprendizaje de las máquinas, en sistemas que integran la robótica, el lenguaje, la percepción y la planificación además de la representación del conocimiento basada en marcos (frames), han conformado el campo de la Inteligencia Artificial.