突破性：高分辨率，以20微米的尺度展现了人类大脑的结构 。
重要性：能够让神经科学家更完整深入地观察大脑结构，了解大脑不同区域之间的相互作用，脑结构及其对人行为的控制 。
主要研发人员/机构：Katrin Amunts（德国尤利希研究中心），Alan Evans（蒙特利尔神经学研究所），Karl Deisseroth（斯坦福大学）
5.高通的神经形态芯片
在不久的将来 ， 构造比传统芯片更像人脑的微处理器可能会使计算机对周遭事物的理解力变得敏锐的多 。
和一头哈巴狗一般大小、名叫“先锋”的机器人慢慢向前翻滚着，逐渐靠近地毯上的玩具“美国队长”，它们对峙着站立的地方是一间儿童卧室，无线芯片制造商高通(Qualcomm)在一辆房车中搭建了这个空间 。“先锋”的摄像头看到了这个动作，乖乖地照做了 。
突破性：电脑芯片的一种替代设计，能够实时模拟大脑处理信息的过程 ， 有助于科学家们制造出能同周围环境实时交互的认知系统 ， 促进人工智能技术发展 。
重要性：传统芯片已经达到性能极限 。
主要公司/机构：高通（Qualcomm） ， IBM ， HRL实验室（HRL Laboratories） ， 人类脑计划（Human Brain Project）
6.可制造含血管的生物组织
如果3D打印机可以用从活细胞到半导体等广泛的材料作为“油墨” ， 精确地混合打印的话，会怎么样呢？
虽然3D打印让人兴奋，但它的能力仍然相当有限 。它可以用来制造出形状复杂的东西，但大多数时候只能用塑料 。即使制造商使用更先进的3D打印技术增材制造 ， 也只能使用少数几种合金作为打印材料 。但如果3D打印机可以用从活细胞到半导体等广泛的材料作为“油墨”，精确地混合打印的话，会怎么样呢？
突破性：使用多种材料来打印东西，例如用生物组织打印血管 。
重要性：促进人造器官和新颖的半机器零件产生 。
主要研发人员/机构：Jennifer Lewis（哈佛大学），Michael McAlpine（普林斯顿大学），Keith Martin（剑桥大学）
7.智能风能和太阳能
大数据和人工智能带来了极为精确的预报，这样的预报将使得把更多可再生能源整合进电网成为可能 。
在科罗拉多州东部开阔的平原上，风力发电正在蓬勃发展 。从利蒙镇出发，沿着71号高速公路向北行驶7英里，之后向东转，上郡道，沿着新铺设的输电线路能看到大片覆盖着尘土的碎石，而在几分钟内，你就会被一列列绵延数英里的高耸的风力涡轮机包围 。2011年后，在这个区域建成了3个大型风电场 。今年还有一个新的正在建设中 。
突破性：超准确地预测风能和太阳能 。
重要性：对风能、太阳能这种间歇式可再生能源的处理对扩大它们的使用范围至关重要 。
主要公司/机构：卓越能源公司（Xcel Energy）, GE Power, 美国大气研究中心(National Center for Atmospheric Research)
8.农用无人机
孔德不是一般的农民，他还是一名无人机驾驶员，而且不是唯一的一个 。他是一个前卫农民群体中的一员 ， 这些农民使用曾经的军用航空技术，从空中拍摄图片，来种出品质更好的葡萄 。
