当意大利人找到了希腊这个可以效法的文明范本，掀起了一波又一波研究热。由于在希腊知识分子与工匠是完全分离的，所以也有一部分研究者的兴趣从技术实践转向了理论。孙贵族们会对工程师或者是工匠提供赞助，因为希望稳固自己的地位，这些创造发明可以帮助他们在公众中博得声望。意大利面研究自动机械的热潮源于水力和气压驱动的机械系统。
那时意大利北部有很多待开垦的荒地，贵族们就开始建造复杂而昂贵的水景园。兴建于1550年的埃斯特别墅水景园后来成为范本。这座园林的建筑师改造了一面山坡，让水从坡顶留下，注入喷泉和数10个洞室，驱动雕像缓慢转动表演，喷出水柱美不胜收。园林许多意想不到的角落都会有喷泉，活动的人物和动物雕像随处可见，木偶剧场的表演也精彩绝伦。
运用了同样的原理，用水力驱动的自动音乐装置水压式管风琴应运而生。都为这种乐器创作过音乐。水或者水力驱动的风箱调整着管子内部的气压，然后通过凸轮控制的阀门进入乐器内部。工程师会把乐谱转换成滚筒上的凸轮排列，调节这些滚筒上的小排孔和小棍的位置可以发出不同的声音，从而奏响美妙的乐曲。
这是17世纪末这股自动乐器的风潮，还为里昂特丝织业解决了一个大问题。当时意大利的工人带来了一种新型手工提花织机，大大简化了丝织的工序。原先工人要把图案画在正方形的纸上，确认纺织时的经纬然后把线从孔洞穿过去，有时候疏忽了就会犯错。一位乐器制造师的儿子布雄。利用自动发声的原理，让工匠在圆筒外附一张打好孔的放置作为模板，确定哪些位置插入小棍，他把这种设计用到了提花织机上。这样还非常容易换成新的花纹板。不过最初这个发明让职工们感到自己的生计受到威胁，并不太受欢迎，直到很多年以后才渐渐被应用。
这个纸上打孔的主意还启发了其他领域的工程师。1847年威尔士修建梅奈海峡铁桥时英国人就利用这个原理来控制铆接机。这样的机器还被用来造船，许多巨型铁船跨越了太平洋，将移民送到了美国冲刺美国人口一路暴涨。后来比邻斯在巴尔地摩的人口调查大厦观察，初步统计过程时还是让手下一位年轻工程师运用自动方法减少统计的工作量。
这位名叫赫尔曼霍尔瑞斯的工程师回去思考了一番，选择用美元大小的卡片，在上面打孔，每一组对应着一类数据，这一方法记录大量同类数据，让统计效率大大提高，还为政府节省了足足50万美元。就是他的这个打孔储存卡的方法，后来被运用到了制表机和计算器上，并且催生了电子计算机。今天用到的编码程序都起源于那些最早二进制码的发明。
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