Ο Παναγιώτης Βαρθολομαίος είναι Επίκουρος Καθηγητής, στο γνωστικό αντικείμενο των Ρομποτικών Συστημάτων, στο Τμήμα Πληροφορικής με Εφαρμογές στη Βιοϊατρική, της Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα εστιάζουν στο σχεδιασμό, τη μοντελοποίηση, την ανάπτυξη και τον αυτόματο έλεγχο καινοτόμων ρομποτικών συστημάτων. Τα πεδία εφαρμογής είναι η ελάχιστα επεμβατική ρομποτική χειρουργική, τα ρομπότ για την αποκατάσταση ατόμων με κινητικά προβλήματα, και η ανάπτυξη συστημάτων για χειρισμό ακριβείας μικροαντικειμένων. Έχει εργαστεί ως Κύριος Ερευνητής ή Επιστημονικά Υπεύθυνος σε περισσότερα από 10 ερευνητικά έργα στην Ελλάδα, την Ευρωπαϊκή Ένωση και τις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής. Έχει περισσότερες από 40 δημοσιεύσεις άρθρων σε διεθνή Περιοδικά και Συνέδρια με κρίση.
Από το 2013 έως τον Ιούνιο του 2021 εργάστηκε ως έμπειρος ερευνητής σε τμήματα έρευνας και ανάπτυξης του ιδιωτικού τομέα στην Ελλάδα (SingularLogic S.A., TWI-Hellas), σε ερευνητικά έργα σχετικά με ρομποτική στην υγεία και ρομποτική στον κατασκευαστικό τομέα. Από το Φεβρουάριο του 2010 έως τον Οκτώβριο του 2012 εργάστηκε ως ερευνητής στο Harvard University και στο Children’s Hospital Boston (Harvard Research Fellow), στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής, στο αντικείμενο του σχεδιασμού καινοτόμων ρομπότ για ελάχιστα επεμβατική χειρουργική. Από το 2008 μέχρι το 2010 εργάστηκε ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο στο αντικείμενο της μικρο-ρομποτικής.
Έχει λάβει το διδακτορικό δίπλωμα στη Ρομποτική από τη Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου και το δίπλωμα του Ηλεκτρολόγου Μηχανικού από το Imperial College, στο Λονδίνο του Ηνωμένου Βασιλείου.