Η έρευνα του εργαστηρίου του Ιωάννη Γκιουλέκα κινείται στις περιοχές της γραφικής υπολογιστών και όρασης υπολογιστών, και εστιάζει στην υπολογιστική απεικόνιση. Ο τομέας αυτός μελετάει τον συνδυασμό και την ενσωμάτωση οπτικών, ηλεκτρονικών και υπολογιστικών τεχνικών, με σκοπό τη δημιουργία συστημάτων απεικόνισης με πρωτοφανείς δυνατότητες. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν: συστήματα που «βλέπουν» γύρω από γωνίες σε εφαρμογές πλοήγησης και παρακολούθησης, συστήματα για τη μη επεμβατική απεικόνιση αγγείων αίματος ή εγκεφαλικών κυττάρων σε ιατρικές εφαρμογές και συστήματα οπτικής τομογραφίας για εφαρμογές επίβλεψης και αντιμετώπισης πυρκαγιών και άλλων καταστροφών.
Ο Γιάννης γεννήθηκε στις 27 Σεπτεμβρίου 1986 στον Λαγκαδά Θεσσαλονίκης. Αποφοίτησε από το Ενιαίο Λύκειο Λαγκαδά και ξεκίνησε τις σπουδές του το 2004 στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Έλαβε το δίπλωμα του το 2009, με τη διπλωματική του εργασία στην υπολογιστική προσοχή με επιβλέποντα τον καθηγητή Πέτρο Μαραγκό.
Συνέχισε τις σπουδές του στη Σχολή Μηχανικής και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Πανεπιστημίου Harvard λαμβάνοντας Master το 2014 και διδακτορικό το 2016.
Η διδακτορική του διατριβή, την οποία ολοκλήρωσε υπό την επίβλεψη του καθηγητή Todd Zickler, εισήγαγε υπολογιστικούς αλγορίθμους για την αντιστροφή της σκέδασης του φωτός -ένα θεμελιώδες πρόβλημα στα εφαρμοσμένα μαθηματικά και την εφαρμοσμένη φυσική, με εφαρμογές στην ιατρική απεικόνιση, στην επιστήμη υλικών και την τηλεπισκόπηση. Από το 2017 είναι μέλος του διδακτικού και ερευνητικού προσωπικού στο Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon, αρχικά ως Επίκουρος Καθηγητής και από το 2023 ως Αναπληρωτής Καθηγητής.
Για την έρευνα του έχει λάβει τιμητικές διακρίσεις που περιλαμβάνουν την ερευνητική υποτροφία του Alfred P. Sloan Foundation, το CAREER Award του National Science Foundation των ΗΠΑ, τρία βραβεία καλύτερης δημοσίευσης στα κορυφαία συνέδρια όρασης υπολογιστών (CVPR 2019 και 2024, ένα από τα δύο κορυφαία συνέδρια τεχνητής νοημοσύνης) και γραφικής υπολογιστών (SIGGRAPH 2024).
Η έρευνά του έχει επίσης αναγνωριστεί από δημοσιεύσεις της Αμερικανικής DARPA, καθώς και με βραβεία από εταιρείες όπως οι Sony, Google, NVIDIA, Lockheed Martin.
Συμμετέχει ενεργά σε οργανωτικές επιτροπές των κορυφαίων συνεδρίων όρασης υπολογιστών και γραφικής υπολογιστών (CVPR, ICCV, SIGGRAPH, SIGGRAPH Asia) και ήταν ο οργανωτής του ICCP 2022, του κορυφαίου συνεδρίου υπολογιστικής απεικόνισης.
Παράλληλα με την έρευνά του, διδάσκει μαθήματα σχετικά με την υπολογιστική απεικόνιση και την υπολογιστική μοντελοποίηση του φωτός σε προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές και οργανώνει μαθήματα εισαγωγής στη φωτογραφία και στην απεικόνιση για μαθητές δημοτικών και γυμνασίων.
Ζει στο Pittsburgh της Pennsylvania με τη σύντροφό του.