革命往往源於最簡單的想法。當一位名叫史蒂夫·喬布斯的年輕發明家想要為“沒有電腦經驗，也不特別想獲得電腦經驗的人”提供計算能力時，他引領我們從笨重的大型機和命令列提示符時代，走向了Macintosh和iPhone的輕鬆進步時代。他的想法幫助永遠改變了我們與技術的聯絡。
在實驗室裡，還有哪些其他簡單但具有革命性的想法正在等待合適的時機來大放異彩？我們找到了10個，在接下來的幾頁中，我們將解釋它們是什麼，以及它們可能如何改變現狀：像人腦一樣工作的計算機。可以在加油站加滿電的電池。用資料製成的水晶球。將此係列視為我們對簡單想法的力量的致敬。
永遠的健康監測器 您的智慧手機可以即時監測您的生命體徵，並在出現第一個麻煩跡象時發出警報
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大多數人在胸痛或可疑腫塊時會去看醫生，但這些跡象往往出現得太晚。更早地發現症狀需要持續監測——這正是手機可以做的事情。利用來自手機的持續資料流的健康掃描系統可以幫助消除症狀出現和診斷之間的危險延遲時間。移動裝置還可以幫助護理提供者在問題變得過於嚴重且過於昂貴而無法有效解決之前識別和治療問題。理論上，這種始終線上的預警系統可以大幅削減用於慢性病管理的75%的醫療保健支出，並透過避免數百萬潛在的健康危機來延長壽命。
移動市場充斥著華而不實的健康應用程式，但一些出色的系統有望幫助使用者管理慢性病或識別危險訊號症狀。AliveCor的iPhone ECG是一款塑膠手機殼，預計將於2012年初獲得美國食品和藥物管理局的批准，其背面的兩個金屬電極可以在使用者雙手握持裝置或將其按在胸前時記錄心律。這種即時心電圖 (ECG) 資料可以無線傳輸給患者、家人和醫生，提醒他們注意任何心律不齊。“它不僅為人們提供了早期預警，而且還提供了沒有傳統ECG工具相關成本的預警，”該裝置的開發者、生物醫學工程師大衛·阿爾伯特說。同樣，法國公司Withings開發了一種與iPhone配合使用的血壓監測裝置。使用者戴上時尚的白色袖帶後，讀數會在30秒內在手機螢幕上彈出；如果讀數異常，也會出現警告。WellDoc獲得FDA批准的糖尿病應用程式DiabetesManager允許患者將各種即時資料輸入到他們的手機中，例如血糖水平、攝入的碳水化合物和服用的糖尿病藥物。該軟體分析所有這些因素，併為患者提供保持血糖水平在健康範圍內的建議操作（服用胰島素、吃東西）。9月份發表的一項試驗表明，DiabetesManager使用者比非使用者具有明顯更好的長期血糖控制。
到目前為止，新系統在很大程度上是彼此脫節的，許多系統仍處於開發階段。然而，無線健康專家表示，它們代表著一個時代的開始，在這個時代，移動健康監測系統將無縫且協調地工作，為消費者及其醫生提供全面、資料驅動的整體健康狀況圖。“從技術上講，可以按下[手機上的]按鈕，然後說，‘我想即時檢視我的生命體徵，’”斯克裡普斯轉化科學研究所所長埃裡克·託波爾說。
最大的障礙是感測器技術。傳統的血糖監測儀必須刺穿皮膚才能工作，很少有人願意隨身攜帶血壓袖帶或貼上式電極。但更方便的替代品即將出現。日本的科學家最近創造了可注射的熒光纖維，用於監測血糖。託波爾說，未來基於奈米顆粒的感測器陣列與智慧手機連線，可以實現更可靠的生命體徵監測，最吸引人的是，可以更早地檢測到疾病標誌物，例如抗體。例如，可以檢測所謂腫瘤標誌物的感測器可以立即向移動裝置傳送警報，讓患者可以選擇在癌細胞紮根之前開始預防性化療。此外，移動健康監測越簡單，消費者就越有可能註冊。2010年的一項調查發現，40%的美國人願意每月支付訂閱費，以獲得可以將血壓、血糖或心率資料傳送給他們醫生的移動裝置。
無線生命科學聯盟副總裁保羅·索尼耶指出，當移動健康監測與基因分析相結合時，儘早解決健康問題將變得更加容易。例如，如果患者攜帶一種易患糖尿病或早期癌症的基因，她可能會佩戴一種不顯眼的感測器，將任何異常情況通知她的手機。“你將擁有一個嵌入式奈米感測器，可以搶在胰腺胰島細胞的第一次攻擊、第一個出現的癌細胞之前，”託波爾說。如果移動健康監測系統發揮其潛力，它們將充當永遠存在的哨兵，在人們意識到自己處於危險之中之前保護他們。——伊麗莎白·斯沃博達
像大腦一樣思考的晶片 神經計算機將在所有讓普通機器束手無策的任務中表現出色
Dharmendra S. Modha可能是地球上唯一一位團隊中有一位精神病學家的微晶片架構師——這並不是為了讓他的工程師保持理智。相反，他的合作者，一個由五所大學和儘可能多的IBM實驗室組成的聯盟，正在研究一種模仿神經元的微晶片。
他們稱他們的研究為“認知計算”，其首批產品是兩款微晶片，每款都由256個人工神經元組成，於8月份釋出。現在它們所能做的就是打敗Pong遊戲的訪客或導航簡單的迷宮。然而，最終目標是雄心勃勃的：將人腦的神經計算能力放入一個小的矽晶片中。SyNAPSE計劃由美國國防高階研究計劃局資助，正在構建一個擁有100億個神經元和100萬億個突觸的微處理器，其規模大致相當於人腦的一個半球。他們預計它的體積不會超過兩升，並且消耗的電力與10個100瓦燈泡一樣多。
儘管看起來如此，Modha堅稱他不是在試圖創造一個大腦。相反，他的團隊正在嘗試創造一種替代自計算機發明以來幾乎每臺計算機都採用的通用架構的方案。普通晶片必須透過一個單一的、狹窄的通道傳遞指令和資料，這限制了它們的最高速度。在Modha的替代方案中，每個人工神經元都將擁有自己的通道，從一開始就內建了大規模並行處理能力。“我們正在構建的是一個通用基板，一種平臺技術，它可以作為各種應用的基礎，”Modha說。
佐治亞州立大學的神經科學家唐·愛德華茲說，如果成功，這種方法將是模擬神經網路30年工作的頂峰。即使是IBM的競爭對手也印象深刻。“神經形態處理為解決傳統系統設計難以解決的問題提供了潛力——有些人會說是不可能解決的問題，”總部位於西雅圖的Cray公司副總裁巴里·博爾丁說。
Modha強調，認知計算架構不會取代傳統計算機，而是會補充它們，預處理來自嘈雜現實世界的資訊，並將其轉換為傳統計算機可以處理的符號。例如，Modha的晶片將在模式識別方面表現出色，例如從人群中挑選出一張臉，然後將此人的身份傳送到傳統計算機。
如果這一切聽起來有點像機器的崛起，那麼也許令人稍感安慰的是，這些晶片不擅長數學。“正如大腦在今天的計算機上難以表示一樣，傳統計算機擅長的非常快速的加法和減法在大腦狀網路上非常低效。兩者都不能取代對方，”Modha說。——克里斯托弗·米姆斯
皮膚裡的錢包 忘記手機支付系統吧——只需揮揮手即可付款
當皮內拉斯縣學校的學生在自助餐廳裝滿餐盤並走到收銀臺時，他們只需揮揮手，然後繼續和朋友們一起吃午飯。佛羅里達州這個縣的學校在收銀臺安裝了平方英寸大小的感測器，透過每個學生手掌中的靜脈圖案來識別他們。購買午餐無需卡或現金。他們的手是他們唯一需要的錢包。
他們正在使用的富士通PalmSecure系統使這些年輕人能夠快速透過隊伍——自該計劃啟動以來，等待時間縮短了一半——這在午餐時間只有30分鐘的學校中是一個重要的考慮因素。卡羅萊納州醫療保健系統也使用相同的技術來識別180萬患者，無論他們是否清醒，該組織運營著30多家醫院。它也被用作日本東京三菱日聯銀行交易的額外身份驗證。
許多身體特徵可以讓機器識別個人，但只有少數特徵既獨特又足夠容易訪問，從而可以直接使用。指紋和麵部識別不像我們被引導相信的那樣獨特，並且可能導致誤報。它們也很容易偽造。雖然虹膜是獨特的，但捕獲虹膜需要有人凝視閱讀裝置並持續幾秒鐘不眨眼，這很容易出錯並且感覺具有侵入性。手掌中靜脈的三維配置因人而異，並且易於用無害的近紅外光讀取。那麼，為什麼我們仍然用信用卡支付一切費用呢？
安全專家布魯斯·施奈爾說，這種“數字錢包”的唯一障礙是銀行和科技公司採用它的速度很慢。“信用卡只是一種指向資料庫的指標，”施奈爾說。“它採用方便的矩形形式，但它不必如此。進入壁壘不是基於安全性的，因為安全性只是一個次要考慮因素。”
一旦大型零售商或政府機構實施了這樣的系統——想象一下，只需擊掌即可進入地鐵——它就有可能變得無處不在。金融行業已經處理了大量的欺詐和誤報，而轉向生物識別技術不太可能改變這種負擔。它將使購買變得像揮手一樣簡單。——克里斯托弗·米姆斯
不會宕機的計算機 人們必須管理自己的時間。為什麼我們的機器不能做同樣的事情呢？新軟體將使它們保持流暢執行
吉姆·霍爾特的智慧手機並沒有那麼智慧。它有一個他用來查詢餐廳的地圖應用程式，但當他完成搜尋後，該應用程式繼續消耗大量電力和記憶體，以至於他甚至無法做像傳送簡訊這樣的簡單事情，飛思卡爾半導體公司的工程師霍爾特抱怨道。
霍爾特的手機突顯了當今計算系統的一個普遍問題：系統的一部分不知道另一部分在做什麼。每個程式都儘可能多地吞噬資源，而作業系統太笨，無法意識到使用者此時關心的那個應用程式正在被擠壓。這個問題不僅困擾著智慧手機，也困擾著個人電腦和超級計算機，而且隨著越來越多的機器依賴多核處理器，這個問題會變得越來越糟。除非計算機的各個元件學會相互溝通它們的可用性和需求，否則計算的未來可能無法達到其輝煌的過去。
霍爾特和他在安格斯特朗專案（麻省理工學院領導的研究聯盟）的合作者提出了一個答案：“自我感知”計算機。在傳統計算機中，硬體、軟體和作業系統（硬體和軟體之間的中間人）無法輕易知道其他元件在做什麼，即使它們都在同一臺機器內部執行。例如，作業系統不知道影片播放器應用程式是否執行困難，即使觀看影片的人肯定會注意到畫面卡頓。
去年，麻省理工學院的一個團隊釋出了Application Heartbeats，這是一款研究軟體，用於監控所有不同應用程式的執行狀況。例如，它可以判斷影片軟體以每秒15幀的速度執行，而不是最佳的30幀。
這個想法最終是讓作業系統能夠檢測到應用程式執行速度慢到無法接受時，並考慮潛在的解決方案。如果計算機有充足的電池電量，也許作業系統會將更多的計算能力導向該應用程式。如果不是，也許作業系統會告訴應用程式使用質量較低但效率更高的一組指令。作業系統會從經驗中學習，因此第二次解決問題可能會更快。自我感知計算機將能夠處理複雜的任務，例如“執行這三個程式，但優先處理第一個程式”和“儘可能節省能源，只要不干擾我正在嘗試觀看的這部電影”。
下一步是設計一個後續作業系統，可以調整分配給任何一個程式的資源。如果影片執行緩慢，作業系統會為其分配更多電力。但是，如果它以每秒40幀的速度執行，計算機可能會將電力轉移到其他地方，因為對於人眼來說，每秒40幀的電影看起來並不比每秒30幀的電影更好。“我們能夠比今天的標準做法節省40%的電力，”麻省理工學院計算機科學博士生亨利·霍夫曼說，他正在研究該軟體。
該專案首席科學家阿南特·阿加瓦爾說，自我感知系統不僅會讓計算機更智慧，而且對於管理未來越來越複雜的計算機也可能至關重要。在過去的十年中，計算機工程師在計算機中添加了越來越多的基本計算單元，稱為核心。今天的計算機有兩到四個核心，但未來的機器將使用從幾十個到數千個核心不等的核心。這將使得在核心之間分配計算任務的任務（程式設計師現在明確地做這件事）幾乎不可能完成。自我感知系統將減輕程式設計師的負擔，自動調整程式的核心使用。
加州大學洛杉磯分校電氣工程教授約翰·維拉塞諾爾（他沒有參與安格斯特朗專案）說，能夠處理如此多的核心可能會帶來全新的計算速度水平，為更快機器的持續趨勢鋪平道路。“當我們擁有非常大量的核心時，我們必須擁有某種程度的自我感知系統，”維拉塞諾爾說。“我認為你會在未來幾年看到其中的一些要素。”——弗朗西·迪耶普
無國界貨幣 世界上第一個數字貨幣切斷了中間商，並保持使用者匿名
想象一下，如果您走進一家熟食店，點了一份俱樂部三明治，扔下一些美元鈔票，收銀員對您說：“太好了。我現在只需要您的姓名、賬單地址、電話號碼、母親的孃家姓和銀行帳號。”大多數顧客會拒絕這些要求，然而，這正是每個人在網際網路上支付商品和服務的方式。
網路上沒有像美元鈔票那樣直接和匿名的貨幣。相反，我們依靠信用卡公司等金融代理來處理我們的交易（他們會從銷售額中抽取一部分，以及您的個人資訊）。隨著比特幣的興起，這種情況可能會發生改變，比特幣是一種完全數字化的貨幣，像現金一樣具有流動性和匿名性。比特幣網路的領導者之一加文·安德烈森說，這“就像您拿起一張美元鈔票，將其壓縮到您的計算機中，並透過網際網路傳送出去一樣”。
比特幣是位元——可以在對等網路上從一個使用者傳輸到另一個使用者的程式碼字串。雖然大多數位元字串可以無限複製（這種屬性會使任何貨幣變得一文不值），但使用者只能使用比特幣一次。強大的密碼學保護比特幣免受潛在竊賊的侵害，而對等網路消除了對Visa或PayPal等中央看門人的需求。該系統將權力掌握在使用者手中，而不是金融中間商手中。
比特幣借鑑了眾所周知的密碼學程式的概念。該軟體為每個比特幣使用者分配兩個唯一的程式碼：一個隱藏在使用者計算機上的私鑰和一個每個人都可以看到的公共地址。金鑰和地址在數學上是連結的，但從某人的地址中找出他的或她的金鑰實際上是不可能的。如果我擁有50個比特幣並想將它們轉移給一位朋友，該軟體會將我的金鑰與我朋友的地址結合起來。網路上的其他人使用我的公共地址和私鑰之間的關係來驗證我擁有我想花費的比特幣，然後使用破譯演算法轉移這些比特幣。第一個完成計算的計算機會不時獲得一些比特幣獎勵，這吸引了各種各樣的使用者集體維護系統。
據報道，第一筆比特幣購買是在2010年初用10,000個比特幣購買披薩。從那時起，比特幣和美元之間的匯率就像爵士獨奏中的音符一樣在整個範圍內反彈。由於貨幣的波動性，只有極少數線上商家會接受比特幣付款。目前，比特幣社群規模很小，但特別熱情——就像網際網路的早期採用者一樣。——摩根·佩克
微生物礦工 細菌提取金屬並在之後清理殘局
自青銅時代以來，採礦業並沒有發生太大變化：要從礦石中提取有價值的金屬，需要施加熱量和化學試劑（如木炭）。但是這種技術需要大量能源，這意味著它對於金屬濃度較低的礦石來說太昂貴了。
礦工們越來越多地轉向細菌，這些細菌可以從這種低品位礦石中廉價地在環境溫度下提取金屬。透過使用細菌，採礦公司只需將微生物播種到廢堆中並用稀酸灌溉，即可從金屬濃度低於1%的礦石中提取高達85%的金屬。在堆內，Acidithiobacillus或Leptospirillum細菌氧化鐵和硫以獲取能量。當它們進食時，它們會產生反應性三價鐵和硫酸，這會降解岩石材料並釋放出有價值的金屬。
生物技術也正在被用於清理舊礦山產生的酸性徑流，在此過程中提取最後一點珍貴的金屬。Desulfovibrio和Desulfotomaculum等細菌會中和酸併產生硫化物，硫化物與銅、鎳和其他金屬結合，將它們從溶液中拉出來。
由於高品位礦石日益稀缺，生物採礦近年來出現了前所未有的增長。
採礦顧問科拉萊·布里爾利估計，世界上近20%的銅來自生物採礦，自1990年代中期以來，產量翻了一番。“採礦公司過去丟棄的東西就是我們今天所說的礦石，”布里爾利說。
下一步是將細菌清潔工釋放到礦山廢料中。威爾士班戈大學研究酸性礦山排水生物解決方案的大衛·巴里·約翰遜估計，細菌礦山清理需要20年才能實現收支平衡。“隨著世界走向碳依賴程度較低的社會，我們必須尋找以更節能和更自然的方式做事的方法，”約翰遜說。“那是長期目標，事情正在朝著那個方向順利發展。”——莎拉·費克特
無需重新種植的作物 全年作物可以穩定土壤並提高產量。它們甚至可以對抗氣候變化
在農業出現之前，地球上大部分地區都覆蓋著多年生植物，這些植物年復一年地生長。這些多年生植物逐漸被每年都需要重新種植的糧食作物所取代。現在，科學家們正在考慮透過創造熟悉的作物（如玉米和小麥）的多年生品種來逆轉這種轉變。如果他們成功了，世界上一些最貧困地區的農田產量可能會飆升。這些植物也可能吸收地球大氣中一些過量的碳。
農業科學家們幾十年來一直夢想著用同等的多年生植物取代一年生植物，但實現這一目標所需的基因技術只是在過去的10或15年中才出現，農業生態學家傑裡·格洛弗說。多年生植物比每年必須重新種植的作物具有許多優勢：它們深厚的根系可以防止侵蝕，這有助於土壤保持磷等關鍵礦物質，而且它們比一年生植物需要更少的肥料和水。傳統種植的單一作物是大氣碳的來源，而種植多年生植物的土地不需要耕作，使其成為碳匯。
馬拉維的農民已經透過在他們通常的主食玉米行之間種植多年生木豆行，獲得了大幅提高的產量。木豆是自給自足農民非常需要的蛋白質來源，但豆類也增加了土壤的保水性，並在不降低給定土地上的主要作物產量的情況下使土壤碳和氮含量翻倍。
然而，要將多年生植物提升到下一個水平——在傳統作物的規模上採用它們——將需要大量的科學努力。康奈爾大學的植物遺傳學家埃德·巴克勒計劃開發一種多年生玉米品種，他認為需要五年時間才能確定負責該性狀的基因，還需要十年時間才能培育出可行的品系。“即使使用可用的最高技術方法，多年生玉米也幾乎肯定需要20年才能問世，”格洛弗說。
科學家們一直在透過使用先進的基因分型技術來加速多年生植物的開發。他們現在可以快速分析具有理想性狀的植物基因組，以尋找基因與這些性狀之間的關聯。當第一代植物產生種子時，研究人員直接對幼苗進行測序，以找出數千株幼苗中保留這些性狀的少數幼苗（而不是等待它們長成成蟲，這可能需要數年時間）。
一旦一年生作物的多年生替代品可用，推廣它們可能會對碳排放產生重大影響。關鍵在於它們的根系，根系會在每立方米表土中固存相當於該土壤質量1%的碳量。英國生物技術和生物科學研究委員會執行長道格拉斯·凱爾計算出，每年用多年生植物取代世界上2%的一年生作物，就可以消除足夠的碳來阻止大氣中二氧化碳的增加。將地球上所有農田都改為多年生植物將固存相當於百萬分之118的二氧化碳——換句話說，足以將大氣溫室氣體的濃度拉回到工業化前的水平。——克里斯托弗·米姆斯
電動汽車的液體燃料 一種新型電池可以用奈米技術原油取代化石燃料
更好的電池是電動汽車能夠一次充電行駛數百英里的關鍵，但現有技術的進步令人惱火地緩慢，而突破性進展還遙遙無期。然而，一種組織現代電池內部結構的新方法有可能使此類電池的儲能能力翻倍。
麻省理工學院教授Yet-Ming Chiang在他在2001年共同創立的電池公司A123 Systems休假期間想到了這個想法。如果有一種方法可以將所謂的液流電池（將液體電解質推過電池）的最佳特性與當今最好的鋰離子電池（我們消費電子產品中已有的那種電池）的能量密度結合起來，會怎麼樣呢？
液流電池將能量儲存在液體電解質罐中，能量密度較差，能量密度是衡量它們可以儲存多少能量的指標。它們的唯一優點是擴大規模很簡單：您只需構建一個更大的能量儲存材料罐即可。
蔣和他的同事們構建了一個工作原型電池，該電池的能量密度與傳統的鋰離子電池一樣，但其儲存介質本質上是液體，就像液流電池一樣。蔣稱之為“劍橋原油”——一種黑色漿液，由奈米級顆粒和儲能金屬顆粒組成。
如果您可以在電子顯微鏡下視覺化劍橋原油，您會看到由相同材料製成的粉塵大小的顆粒，這些材料構成了許多鋰離子電池中的負極和正極，例如鈷酸鋰（用於正極）和石墨（用於負極）。
在這些相對較大的顆粒之間，懸浮在液體中的將是由碳製成的奈米級顆粒，這是這項創新的秘訣。它們聚集在一起形成海綿狀網路，形成“液體導線”，將電池的較大顆粒連線起來，離子和電子儲存在其中。結果是，即使其奈米級元件不斷保持電子在其儲能介質顆粒之間傳輸的通道，液體也能夠流動。
“這真是一種獨特的電氣複合材料，”蔣說。“我不知道還有什麼東西像它一樣。”
電池的工作材料可以流動這一事實引發了一些有趣的可能，包括配備這些電池的汽車可以駛入服務站並加滿劍橋原油以補充電量的想法。蔣在專案上的合作者、麻省理工學院的W.克雷格·卡特建議，使用者或許可以更換類似裝滿電解質的丙烷罐的東西，而不是在插座上充電。
然而，將帶電電解質移入和移出他的電池並不是蔣正在追求的第一個商業應用。他已經與卡特和企業家特魯普·懷爾德共同創立了一家名為24M Technologies的新公司，以將團隊的工作推向市場。卡特和蔣對該公司將首先發布什麼產品守口如瓶，但他們強調了這些電池在電網儲存應用中的適用性。蔣說，即使是相對少量的儲存也可以對風能和太陽能等間歇效能源的效能產生重大影響。基於他的設計的公用事業規模電池的能量密度至少是傳統液流電池的10倍，使其更緊湊，並且可能更便宜。
然而，劍橋原油在商業上可行之前還有很長的路要走。“一位懷疑論者可能會說，這種新設計提供的挑戰性問題比潛在解決方案可能提供的好處要多得多，”一所主要研究型大學的儲能專案負責人說，他匿名發言，以免冒犯同事。泵送流體透過電池單元所需的所有額外機械裝置都會給系統增加不必要的質量。“泵、儲罐、管道以及額外所需的電解質和碳新增劑的重量和體積可能會使[該技術比]最先進的技術更重。”這些電池在時間和多次充放電迴圈中的穩定性也可能不如傳統的鋰離子電池。
一個更根本的問題是，這些新電池的充電時間會更慢——卡特說，比傳統電池慢兩到四倍。這給需要快速電力傳輸的汽車帶來了問題。一種解決方法可能是將其與傳統電池或超級電容器配對，超級電容器可以在幾秒鐘內釋放能量，以緩衝制動和加速期間的傳輸。
然而，新設計很有前景。德雷塞爾大學的材料工程師尤里·戈戈齊說，在“顆粒流體”中儲存能量的系統應該與幾乎任何電池化學物質相容，使其成為該領域未來創新的倍增器。“它開闢了一種設計電池的新方法，”戈戈齊說。——克里斯托弗·米姆斯
奈米級殺菌劑 微小的刀具可能是對抗超級細菌的重要武器，耐藥性結核病正在猖獗
據世界衛生組織稱，耐藥性結核病正在歐洲肆虐。治療方案很少——抗生素對這些高度進化的菌株不起作用——大約50%的感染者會死於該疾病。嚴峻的形勢反映了對抗其他耐藥性疾病（如MRSA）的鬥爭，MRSA是一種葡萄球菌感染，每年在美國奪走19,000人的生命。
希望來自奈米技術刀具。IBM Research–Almaden的科學家們設計了一種能夠透過刺穿細菌膜徹底破壞細菌細胞的奈米顆粒。
奈米顆粒的外殼帶正電荷，這使它們與帶負電荷的細菌膜結合。“顆粒進入，附著，然後翻轉過來並鑽入膜中，”IBM材料科學家吉姆·海德里克說，他與新加坡生物工程與奈米技術研究所的合作者一起從事該專案。如果沒有完整的膜，細菌就會像被刺破的氣球一樣萎縮。奈米顆粒對人類無害——例如，它們不會接觸紅細胞——因為人類細胞膜不具有與細菌膜相同的電荷。在奈米結構完成其工作後，酶會分解它們，身體會將它們沖洗出去。
海德里克希望在未來幾年內看到奈米顆粒的人體試驗。如果這種方法成立，醫生可以將注入奈米顆粒的凝膠和乳液噴灑到住院患者的皮膚上，以預防MRSA感染。或者，工人可以將顆粒注射到血液中，以阻止全身耐藥性生物，例如鏈球菌，鏈球菌會導致敗血症和死亡。即使它成功了，這種治療也必須克服對血液中奈米技術鑽孔的想法的任何不安。但是地球上最頑固的細菌不會輕易屈服。——伊麗莎白·斯沃博達