أحد المساهمات المهمة لمحسن الحكيم في مجال الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي هي تأسيس شركته الخاصة “Vicarious” مع زميله في الدراسة دانيال هوتشنز في عام 2010. تهدف الشركة إلى تطوير أنظمة ذكاء اصطناعي قادرة على تحليل وفهم الصور والمعلومات بنفس الطريقة التي يفعلها العقل البشري. وقد حصلت الشركة على دعم من عدة مستثمرين بارزين من بينهم مارك زوكربيرغ وإيلون ماسك.
كما شارك محسن الحكيم في العديد من المؤتمرات والندوات التي تتعلق بمجال الذكاء الاصطناعي، ونشر العديد من الأوراق البحثية في هذا المجال. كما عمل محسن الحكيم كأستاذ مساعد في قسم الكمبيوتر في جامعة ستانفورد، حيث قاد معملًا لبحث التعلم الآلي. وتم تكريمه بجائزة ماثيسون في العام 2015، وهي جائزة رفيعة المستوى تمنح للعلماء في مجال الرياضيات والإحصاء والعلوم الحاسوبية والاقتصادية.