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从20世纪60年代开始，“微机电系统”（MEMS，基本上是指尺寸在几厘米以下乃至更小的小型装置，是一个独立的智能系统，主要由传感器、执行器和微能源三大部分组成）的发展已经有了很大的进步，不少装置甚至在微处理器被发明之前就已经有了。1964年，美国西屋电气公司的哈维·内桑森（Harvey Nathanson）发明了第一个MEMS，而第一个MEMS的成功案例则是惠普公司1979年发明的“热喷墨”技术，紧随其后的是美国亚德诺半导体公司（Analog Devices）发明的微加速度传感器（今天在许多行业都得到了广泛应用，如安全气囊等）。
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1983年，理查德·费曼发表了著名演讲之一——《无穷小机械》。最初，MEMS只是利用了半导体行业的制造技术，直至1999年，美国朗讯科技推出了全光路由器，直接引发了21世纪初的光学MEMS的热潮。
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不过，真正让MEMS成为现实的技术是“微流体”，简单来说就是能够制造成千上万的微通道（这里的“微”指的是微米级大小）并处理分析极小量液体的能力。这种技术其实也是一个美国军用项目的成果：美国国防研究计划署（DARPA）需要一个技术系统快速检测生物和化学武器，因此，他们在1997年创建了一个名为“Microflumes”的项目，主要资助微流体方面的研究。
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早在1978年，斯坦福大学的詹姆斯·安吉尔（James Angell）就已经在研究“微机械”了，他的一个学生斯蒂芬·特里（Stephen Terry），1979年推出了第一个被称为“芯片上的实验室”的装置，这种装置主要用来分离、鉴定和分析一种气体里的不同元素（最初，这种技术是由NASA委托研究的，主要目的是用来分析火星上的气体。但是，今天MEMS和微流体的进步带来了“芯片上的实验室”的诸多产品）。
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1999年，从惠普公司中分离出来的安捷伦公司发布了第一款商业化的“芯片上的实验室”产品，即2 100生物分析仪（采用多功能微流控技术实现对DNA、RNA、蛋白、细胞定性定量分析的仪器）。之后，安捷伦在2004年发布的“Agilent 5 100”（电感耦合等离子体发射光谱仪）的作用更重要。正是这些开拓性的系统让如今的生物科技初创企业能够每天完成大量的DNA和蛋白质样品分析。
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接下来，“芯片上的实验室”可能会进步更多，因为整个行业和政府都对此有着浓厚的兴趣。
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实验室自动化另一方面的进步来自机器人。对大部分生物科技的研究任务来说，仍然需要处理实验室里的液体，这需要花费大价钱聘请研究员来做，而这个人只需要在特定的几天里工作上特定几个小时。再或者，我们可以用机器人替代人类，也就是说，用机器人将生物学家的双手从烦琐的实验室操作中解放出来（机器人不需要休息，可以一直工作）。
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目前已经有了能替代生物学家手工操作部分的机器人，但这种机器人的成本在10万美元以上。目前创业者的目标是降低成本，让一些小型实验室也可以负担得起。
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比如，OpenTrons就是一家2014年在中国深圳孵化出来的创业公司，它想要通过机器人和软件来替代生物科学家完成实验室的大量操作工作，从而降低生物研究时间及人工成本，实现自动化。它就想要研发让中小实验室都承受得起的“便宜”的生物实验机器人。OpenTrons还率先在中国推出了HAXLR8R（一家位于深圳的硬件创业孵化器，从世界各地招募硬件创业者），并于2014年在Kickstarter上成功完成众筹，现在公司总部设在纽约。
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OpenTrons公司的故事很有趣，它是一名纽约大学的毕业生威尔·卡奈因（Will Canine）创立的，威尔其他的身份还包括：反资本主义的“占据运动”（Occupy movement）积极分子，“DIY”（自己动手）生物科技创客空间Genspace的一个“生物黑客”。OpenTrons公司的其他创始人包括一位中国机器人技术专家赵秋（Chiu Chau）以及一位软件工程师尼克·瓦格纳（Nick Wagner）。
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OpenTrons的机器人项目显然受到了硅谷软件黑客们的启发：它的机器人系统是开源的，而且提供一种“快速成型”的模式，只不过它操作的不是软件，而是大量的DNA等生命材料。OpenTrons机器人是围绕一个开放源码的树莓派电脑和开源软件建造的，既然目标是价格“亲民”，OpenTrons希望它比笔记本电脑更便宜，从而使大量的DIY社区都可以使用。
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实验室自动化外，云计算的应用也是生物科技领域极有潜力的，可以预见，基于云计算的生物科技实验室未来必将取代传统实验室。比如，2012年由杜克大学毕业的马克斯·霍达克（Max Hodak）创建于帕罗阿图的Transcriptic公司，它就专注于让世界上任何地方的科学家都能通过机器人完成实验室测试，Transcriptic提供机器人、实验室，还能帮你处理所有的计算，如果你是生物科学家，只需要远程提交实验规范，机器人就可以代表你进行实验操作了。
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人类2.0：在硅谷探索科技未来 “生命设计师”，人类准备好了吗
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未来某一天，人们将能够在智能手机上设计（编程）一个活的有机体，之后将设计稿上传到云端，再向某一生物实验室定制这款有机体。实验室接到订单后，会用机器人完成大部分有机体的生产，人类将扮演“生命设计师”的角色。
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食物2.0的模样
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生物科技目前备受争议的应用是转基因食品。有人将转基因食品称为“食物2.0革命”。我的看法是，在转基因食品出现之前，我们通过“基因工程”得到特定的植物和动物已经有很长的历史了。当你控诉转基因食品“不是来自大自然”的“原罪”时，不要忘了，我们现在吃的几乎所有的水果都是经过基因改造的，它们在几千年前的自然界里根本不存在；世界各地的农民们也一直都在拿庄稼做实验，他们不断用传统嫁接的方式改进农作物；狗是深受人类喜爱的动物，和人类的关系也最亲密，而如今几十个品种的狗都是自然界中原来不存在的。
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当然，传统的方式改造植物和动物跟如今在实验室里的方法有很多不同之处，但人们更需要认识到两者的相似性和共同点。因为，当很多人声称自己不想吃一些“不是来自大自然”的食物时，他们真的是在自欺欺人：他们吃的大部分食物都早已是非“自然”的，这些食物都是农民们经过很多个世代的“基因改造”实验得来的。
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转基因食品备受非议和指责还有一个主要原因是媒体宣传：人们往往关注的是报道中的“大化学公司”从中赚到了几十亿美元，不理解和怀疑的心理很容易滋生阴谋论。
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从实验室里创造一种新食物的明显优势是：整个过程只需要几个月，而不是原来传统改造方式所需的10~20年。而且，实验室里创造的植物从定义上来说也更“科学”，相比农民们随机通过“不断实验和错误”得到的新植物，实验室里的生物科学家们非常清楚为什么自己培养的植物能够生长，会生长成什么样。而基本上靠经验和运气进行试验的农民们只知道某种嫁接方式要么行得通、要么行不通，但并不真的理解到底是为什么。
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人们对转基因食品的恐惧依然存在，但恐惧背后大多是偏听偏信和误解（或无知）。在近15年的研究里，目前还没有发现转基因农作物对人类健康有害的数据和证明。目前，美国生产的大部分玉米、大豆和棉花都是在实验室里用来自细菌的基因创造出来的，世界上81%的大豆都是转基因作物，印度96%的棉花也都是转基因作物。从1983年开始，美国和英国的大部分奶酪都是用基因改造后的凝乳酶制作而成的，这种方法比起只能从小牛胃里提取的传统方式不是更人性化吗（凝乳酶能凝固牛奶成奶酪，传统上只能从小牛的胃中提取，这种方法在欧洲大陆不少地方仍在使用）？
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不过，也许正是实验室里几个月就造出新植物的“超速度”吓到了人们。人们愿意接纳和尝试通过传统嫁接方式生产出来的新食物，恰是因为创造一种新品种的西红柿或土豆需要很长时间，于是很多人都假设这些食品有足够的时间被逐一测试，也就不会有什么危险。某种程度上这也许有道理，但我们需要加快创造和测试新植物的原因也很简单：人类已经承担不起用10~20年，甚至更久的时间来改进食物了。
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全球气候变化发生的速度越来越快，有些需要冷空气才能生长的植物正被迫经受高温的煎熬，一些世代在温暖的阳光下生长的植物则不得不应对突如其来的大量降雨，以及随着潮湿滋生的各种寄生虫和疾病。我们需要尽快帮助这些“手足无措”的庄稼和水果适应无常的气候变化，而基因工程就是我们的利器。
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诸多数据显示，灾难性暴风雨等极端天气在全球范围内已经越来越频繁。气候科学家告诉我们，这种天气将会成为一种常态，而不是小概率事件。对农民来说，这就意味着天气变得越来越难以预测。斯坦福大学的戴维·罗贝尔（David Lobell）和哥伦比亚大学的沃尔弗拉姆·施伦克尔（Wolfram Schlenker）一起发表了关于气候变化对粮食生产的研究成果，其中，《气候变化与1980年以来的全球农作物产量》（2011）的文章显示，由于气候变化，玉米和小麦的产量一直下降。
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