在麻省理工學院，利克萊德與人工智能領域的先驅約翰·麥卡錫展開了合作。發明了《太空大戰》遊戲的一幫鐵路模型技術俱樂部黑客就出自麥卡錫的實驗室。在麥卡錫的領導下，他們在20世紀50年代協助開發了計算機分時系統。
到當時為止，計算機技術的發展還處於「批處理」階段，如果你想讓計算機執行一項任務，就必須向計算機操作員提交一摞打孔卡或紙帶，就像給守護神諭的祭司呈獻祭品一樣，這是一件很讓人頭疼的事情。得出結果要花幾個小時甚至幾天時間；只要出現任何小錯誤，你就有可能要重新提交打孔卡，讓計算機做新一輪運算；你可能也無法觸摸甚至親眼看到計算機。
而分時系統就不同了。它允許許多終端與同一主機相連接，這樣許多用戶就能直接輸入指令，而且幾乎立即就能收到回復。主機就像一位同時下幾十盤棋的大師，其核心內存會記錄所有用戶的活動，其操作系統則能夠進行多任務處理並運行許多程序。這就為用戶提供了一種愉悅的體驗：你可以親手操作計算機，與計算機實時互動，就像展開對話一樣。利克萊德說：「我們這兒就像發展起一個小宗教團體一樣，大家都在說分時系統會和批處理完全不同。」19
這是通往人機直接合作，即人機共生的關鍵一步。鮑勃·泰勒說：「基於分時系統的交互計算的發明甚至比計算機本身的發明還要重要。批處理好比與某個人通信，而交互計算則像是與他們直接交談。」20
在林肯實驗室，交互計算的重要性是顯而易見的。林肯實驗室是一家軍方出資的研究中心，隸屬麻省理工學院，利克萊德1951年協助創建了該實驗室。他在這裡組建了一個團隊，其中半數為心理學家，還有一半是工程師，他們的目標是設法讓人類與計算機更加直觀地互動，並以更加友好的界面呈現信息。
林肯實驗室的一項使命是開發供防空系統使用的計算機，這個防空系統可針對敵軍攻擊發出預警並協調應對措施。該項目名為SAGE，全稱是半自動地面防空系統（Semi-Automatic Ground Environment），SAGE比製造原子彈的曼哈頓計劃投資更大，僱用的人數也更多。要想使SAGE系統發揮作用，需要能讓用戶與計算機即時互動。敵軍導彈或轟炸機接近時，是根本沒有時間進行批處理計算的。
SAGE系統包括美國全境23個追蹤中心，中心與中心之間由長途電話線連接。該系統最多能同時傳送400架高速飛行的飛機信息。這就需要有強大的交互式計算機，要有能傳輸海量信息的網絡，還要有能以通俗易懂的圖形方式呈現信息的顯示屏。
由於利克萊德的背景是心理學，所以分配給他的任務是協助設計人機界面（即用戶在屏幕上看到的東西）。他構築了一系列理論，探討如何建立人機共生（一種親密的合作關係），讓人和機器協作解決問題。其中特別重要的一點是設法從視覺上傳達局勢的變化。他解釋說：「我們想設法保存連續數秒的空情，標繪出軌跡，而不是光點，並為這些軌跡著色，這樣我們就能看出哪些是最新的信息，並判斷出目標的走向。」21 美國的命運也許就取決於控制台操作員正確判斷數據並即時做出反應的能力。
交互式計算機、直觀界面和高速網絡讓我們看到人與計算機是如何在一種協作關係中共事的，利克萊德還設想了一些防空系統之外的人機協作方式。他開始談論一種「真正的SAGE系統」，這種系統不僅能連接防空中心，而且能連接「思維中心」，能把巨大的知識庫融匯在一起，讓人們通過友好的顯示控制台與之互動——換句話說，這就是我們今天所擁有的數字世界。
這些思想為利克萊德1960年發表的一篇題為《人機共生》的論文奠定了基礎，這是戰後科技史上最有影響力的論文之一。他寫道：「我們的期望是，用不了多少年，人腦和計算機就能緊密地配合，兩者的結合體能夠以人腦從未嘗試過的方式思考，並能以現有信息處理機所未曾嘗試過的方式處理數據。」這段話值得反覆讀，因為它已成為數字時代影響深遠的概念之一。22
利克萊德贊同諾伯特·威納建立在人機密切合作基礎上的控制論，而不是像麻省理工學院的同事馬文·明斯基和約翰·麥卡錫那樣積極尋找人工智能，要創造出能夠自主學習並模仿人類認知的機器。利克萊德解釋說，明智的研究目標應該是創造一種人機「合作決策」的環境。換句話說，人與機器能夠互補。他說：「人來制定目標，擬定假設，確定標準並進行評估。計算機將做一些必需的例行工作，為技術和科學思考中的洞見和決策做必要的準備。」