Γεννήθηκε στις 11 Δεκεμβρίου του 1984 στα Χανιά. Αποφοίτησε από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης το 2009 από το Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών.
Το 2011, ολοκλήρωσε το μεταπτυχιακό της στο πανεπιστήμιο της Δυτικής Αγγλίας, ενώ πήρε το Διδακτορικό της στην ιατρική ρομποτική από το Εργαστήριο Ρομποτικής του Μπρίστολ.
Μαζί με την ομάδα της αναπτύσσουν και εξελίσσουν εργαλεία που θα επιτρέπουν στους χειρούργους να φορούν εξωσκελετικά «γάντια», τα οποία θα μεταδίδουν τις κινήσεις στα ρομποτικά χέρια μέσα στο σώμα του ασθενή. Αυτό θα βοηθήσει στην αντιγραφή της πολυπλοκότητας των κινήσεων των δακτύλων του χειρουργού, έτσι ώστε τα εργαλεία να μπορούν να κινηθούν με τον ίδιο ακριβώς τρόπο. Το κλειδί στη προσέγγιση της είναι να δημιουργεί εργαλεία που να προσαρμόζονται στους χειρούργους και όχι το αντίθετο. Το ρομποτικό εργαλείο βασίζεται σε σχέδιο της Ελληνίδας μηχανικού ρομποτικής. Το εργαλείο θα συνδυάζεται με «έξυπνα» γυαλιά που θα φορούν στα μάτια τους οι χειρουργοί και με τα οποία θα έχουν μια ρεαλιστική ζωντανή απεικόνιση του εσωτερικού του σώματος, καθώς θα χρησιμοποιούν το ρομποτικό χέρι-εργαλείο. Το εξωσκελετικό εργαλείο εφαρμόζει στο χέρι του γιατρού και εισχωρεί στο σώμα του ασθενούς. Διαθέτει αίσθηση αφής στα ρομποτικά δάχτυλά του, επιτρέποντας στον χειρουργό να ‘νιώθει’ τους ιστούς και τα όργανα, όπως στην παραδοσιακή χειρουργική.
Ρομποτικά συστήματα αυτού του είδους αποσκοπούν στην υποβοήθηση των χειρουργών, ώστε να βελτιώνεται η απόδοσή τους σε ουρολογικές, καρδιαγγειακές και ορθοπεδικές επεμβάσεις, ενώ μελλοντικά μπορεί να αξιοποιηθούν και σε πιο πολύπλοκα χειρουργεία.
“Τα χέρια είναι τα πιο επιδέξιο μέρος του ανθρώπινου σώματος. Τα δάχτυλα έχουν απεριόριστες δυνατότητες όσο αφορά τις κινήσεις, την επιδεξιότητα και την αίσθηση. Έτσι σκεφτήκαμε, γιατί να μην φτιάξουμε ένα ρομποτικό εργαλείο με τρία μικροσκοπικά δάκτυλα που θα συμπεριφέρονται σαν τον αντίχειρα, το δείκτη και το μεσαίο δάκτυλο του χεριού;”, δήλωσε σε μία συνέντευξη της.
Η συγκεκριμένη ρομποτική ιατρική τεχνολογία αναπτύσσεται στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού προγράμματος SMARTsurg, που άρχισε πρόσφατα και θα ολοκληρωθεί στο τέλος του 2019, με χρηματοδότηση σχεδόν 4 εκατ. ευρώ από την ΕΕ, μέσω του «Ορίζοντα 2020». Το πρόγραμμα συντονίζεται από το Εργαστήριο Ρομποτικής του Μπρίστολ, που έχουν δημιουργήσει από κοινού το Πανεπιστήμιο της Δυτικής Αγγλίας και το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ. Στο πρόγραμμα συμμετέχουν επίσης από ελληνικής πλευράς το Ελληνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ) και το Ιδιωτικό Πολυιατρείο Ορθοπεδικής Χειρουργικής Αθλητικών Κακώσεων και Αποκατάστασης (TheMIS) στη Θεσσαλονίκη.
Η Αντωνία Τζεμανάκη έχει κερδίσει το βραβείο Καλύτερης Παρουσίασης στο B.E.S.T (Business and Technology in Surgical Technologies) Innovation Course στην Γαλλία το 2012, το Best Poster Award στο 2012 FIRA RoboWorld Congress και TAROS Conference 2012 καθώς και το δεύτερο βραβείο Best Poster στο Research Student Summer Connections Event στο πανεπιστήμιο της Δυτικής Αγγλίας το 2011. Είναι μέλος της IEEE, IEEE Robotics and Automation Society και IEEE Women in Engineering.