在啦啦隊表演和歷史考試的間隙，這 10 位聰明的學生正在改進癌症治療方法、清理汽車廢氣系統，並改善人與機器人之間的溝通。
艾莉森·達娜·比克
高中：新澤西州米爾本市米爾本高中
發明：智慧型手機水質檢測儀
當艾莉森·達娜·比克（Alison Dana Bick）上中學時，一場暴雨淹沒了她家鄉的街道，也淹沒了家裡的水井。公共官員警告說，洪水可能將污水帶入了供水系統。 「我的朋友打電話問我有沒有辦法檢測自來水是否安全，」比克說。她在谷歌上搜尋後發現，市面上並沒有快速簡單的家用檢測方法，於是她決定自己開發一個。四年後，她完成了一款手機應用程式的開發，該程式可以透過拍攝水樣照片來檢測其中的細菌濃度。與目前需要18小時才能評估水樣本全部化學成分和細菌含量的水質檢測盒不同，比克的手機檢測程序可以立即給出簡單的答案——水質是否受到污染，是否可以安全飲用。比克知道，常用的水質檢測試劑之一Colilert-18與受細菌污染的水混合後會變成黃色；細菌越多，顏色越深。因此，她開發了一種演算法，可以讀取和分析低解析度水樣照片中黃色像素的強度。她目前正與美國紅十字會米爾本肖特希爾斯分會合作，對該系統進行實地測試。
大學：比克今年秋季將在普林斯頓大學開始她的大學一年級生活。她計劃學習化學工程。
瑞安·埃里克森
高中：洛斯阿拉莫斯高中，新墨西哥州洛斯阿拉莫斯
發明：便攜式太陽能海水淡化裝置
瑞恩·艾瑞克森或許住在高海拔沙漠台地上，但他對海洋卻有著遠大的計畫。去年，他開始關注阿聯酋和澳洲等國的大型海水淡化計畫——這些計畫旨在去除海水中的鹽分和其他礦物質，使其達到飲用水標準。但他很快就發現，儘管數百萬人，包括沿海國家的居民，都缺乏安全的飲用水，但目前還沒有人製造出便攜式、自動化、價格合理且能夠同時去除海水中有害細菌的海水淡化系統。他設計的太陽能裝置是一個邊長約三英尺的立方體，兩人即可輕鬆搬運，其原料也十分易得：沙子、木炭和塑膠瓶。海水在進入沸騰室前，會先經過沙層和木炭層的過濾。產生的蒸氣冷卻後收集在冷凝盤管上，然後透過紫外線殺菌器 SteriPEN 進行處理，從而殺死有害細菌。其他便攜式海水淡化系統則較為簡單，只能去除水中的鹽分，而無法去除其他有害污染物。埃里克森的下一步是重新設計該系統，使其更加緊湊。
大學：今年秋季，艾瑞克森將進入加州大學聖地牙哥分校，在那裡他將學習電機工程。
帕拉姆·賈吉
高中：德州普萊諾普萊諾東部高中
發明： CO
愛德華多·費爾南德斯
高中：亞利桑那州鳳凰城卡爾海登社區高中
發明：三維輔助機械手臂
艾迪費南德茲五歲時就學會如何拆解遙控車，從此以後，任何小玩意兒都難逃他的「魔爪」。 「玩具、電池、馬達、電路：我都想知道它們是如何運作的，」他說。七年級時，他加入了一個團隊，為全國性的FIRST機器人大賽製作機器人。其中一個參賽作品能將直徑80吋的球體拋到8英尺高的空中。另一個作品則能操控足球。他也參與設計和製造了一台水下自主機器人。但他表示，迄今為止他最滿意的作品是領導建造的EVROV機器人手臂。這款手臂旨在提升和移動儀器，以輔助太空人進行太空行走。他還開發了一套配套的3D視訊系統，幫助操作人員在太空船內部遠端操控手臂時測量深度。去年，他在康拉德基金會創新精神獎頒獎典禮上展示了這款機器人（以及它近11,000美元的成本）。費南德斯的動力部分來自於不確定性——他的父親最近被遣返回墨西哥。 「這件事發生後，我才真正意識到，世事難料，」他說。 “我需要更加努力工作，並更好地利用時間。”
大學：費爾南德斯將於秋季前往亞利桑那州立大學學習機械工程。
亞歷山大·吉爾伯特
高中：華盛頓特區聖奧爾本斯學校
發明：提高磁振造影對比度，實現更精確的診斷
亞歷克斯·吉爾伯特大約六歲時，他的一位近親被診斷出患有多發性硬化症。一年後，她發現醫生誤讀了她的核磁共振成像結果。 「我當時太小了，我想我並沒有完全意識到（誤診）有多令人震驚，」吉爾伯特說。 15歲時，他開始學習磁振造影技術，高中二年級結束後，他在美國國立衛生研究院實習。在那裡，他開發了一種提高核磁共振影像對比度的技術，使醫生能夠更準確地發現神經系統疾病的跡象。磁振造影系統激發質子並記錄其自旋減慢的模式——這就是影像的生成原理。但是，身體各部位的細胞密度會影響訊號強度：空氣和骨骼產生的訊號較弱，影像較暗；脂肪和骨髓產生的影像較亮。吉爾伯特編寫了一種演算法來解釋這些差異並提高影像對比度，這有助於發現難以察覺的組織損傷。第二年夏天，在波士頓的麻省總醫院，吉爾伯特開發了另一種提高核磁共振影像對比的技術。他發現，透過注射一種能與核酸結合的染料，灰質的結構細節會更加清晰。
大學：吉爾伯特即將開始他在麻省理工學院的大一生活。他計劃主修物理學或生物物理學。
馬修·費德森和布萊克·馬格拉夫
高中：加州拉法葉市阿卡拉內斯高中
發明：錫基癌症治療
馬特費德森和布萊克馬格拉夫從五年級起就一起在自家後院搞爆炸實驗。 「我們倆的父母都非常有耐心，」馬格拉夫說。高二那年，他們開始正式接觸實驗。一位老師提到，核電廠裡有缺陷的錫基屏蔽層會放大輻射。費德森和馬格拉夫的家人都有過患癌經歷，他們想知道錫是否可以用來產生二次X射線，增強初始劑量，從而提高放射治療的效果。在高中生物實驗室裡，他們將微小的錫顆粒注入用酵母模擬的腫瘤中。當X射線照射到金屬上時，會產生類似缺陷核屏蔽層那樣的第二波輻射，但這次會殺死更多的細胞。這種療法比傳統的放射療法多殺死20%以上的細胞，而每位患者的成本僅為60美分。費德森和馬格拉夫計劃上大學後在人類細胞上測試這種療法。
大學：費德森將在伊利諾大學就讀一年，並計畫轉學至麻省理工學院。馬格拉夫將進入聖路易斯華盛頓大學。
趙克·金利
高中：紐約州紐約市史岱文森高中
發明：用於人機語音互動的主動降噪技術
自2006年第一次觀看DARPA無人駕駛汽車挑戰賽的電視節目以來，李昭可（Jao-ke Chin-Lee）就對人工智慧著迷。高中時，她申請了麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室的暑期科研項目，最終參與了名為「Pokey」的自主堆高機項目，這是該實驗室當年的主要項目之一。機器人很難處理人類語言中細微的語調變化，尤其是在背景噪音很大的情況下。 「Pokey」的設計初衷是在建築工地作業，但它無法區分人聲指令和與人聲頻率相同的環境噪音。李昭可自學如何將必要的數學和電腦科學知識應用於語音處理後，發展出了一種能夠過濾掉背景噪音的演算法。該程式的應用潛力遠不止於「Pokey」；她希望有朝一日能將其應用於語音控制輪椅等其他領域。
大學：今年秋季，16 歲的 Chin-Lee（她跳過了一年級）將在哈佛大學開始她的大學一年級生活，她計劃在那裡學習電腦科學和機器學習。
哈維爾·費爾南德斯-漢
高中：在家自學，德州康羅
發明：一體化廢棄物、食物和能源系統
2005年，哈維爾·費爾南德斯-漢和家人參觀日本世博會時，偶然發現了一個由無國界醫生組織搭建的模擬難民營。 「我以前不知道有人生活在那種環境中，沒有飲用水、食物和住所，」他說，「我意識到我想專注於可持續生活系統的研究。」2009年，年僅15歲的他開始將現有的和改造過的設備，例如水泵和沖水式廁所，整合到一個一體化系統中，用於發展中國家的難民營和小村莊。他的發明除了其他功能外，還能處理污水，將包括甲烷在內的有害氣體轉化為藻類的燃料，並產生氧氣和藻類生物質，用於餵養牲畜。同年晚些時候，他以這項發明榮獲阿育王·萊梅爾森卓越獎。很快，他開始思考：如果他一個人就能創造出這樣的系統，那麼一個完整的發明家團隊又能創造出什麼樣的奇蹟呢？他創立了兩個組織，分別是“無國界發明家”和“創新工坊”，讓青少年合作解決飢餓、缺乏教育機會和空氣品質差等問題。
大學：費爾南德斯-漢希望在史丹佛大學學習工業設計。
加布里埃爾·西
高中：文藝復興藝術與推理學校，華盛頓州薩馬米甚。
發明：用於自動DNA組裝的樂高機器人
九歲時，加布里埃爾·西加入了高中的機器人團隊。到了十一歲，他已經掌握了所在學區所有高中科學和數學課程，並進入華盛頓大學攻讀本科和研究生課程。西曾使用過幾種商用液體處理系統——這類設備利用機械臂和電動移液器來精確測量、轉移和控制液體——但他知道，這些設備動輒一萬到五萬美元的價格，除了資金最雄厚的實驗室外，幾乎無人能夠負擔得起。於是，在大學的病理實驗室裡，他發明了一套使用樂高Mindstorms可程式積木的簡易係統。不到一年，他就利用卡內基美隆大學機器人實驗室的韌體和自己寫的軟體完成了這套系統。它可以轉移小至五微升（略大於原子筆筆尖）的液體，這正是DNA組裝等項目所需的最小量。這套系統的成本僅750美元，小型大學和新創公司也能負擔得起。該設備在麻省理工學院 2009 年 iGEM 競賽中獲得銀牌。
大學： See 還得學習開車和參加畢業舞會，但他已經希望在麻省理工學院學習計算生物學。
薩拉·沃爾茲
高中：科羅拉多州科羅拉多斯普林斯市夏延山高中
發明：提高藻類衍生生物燃料的效率
薩拉·沃爾茲堅稱自己並非科羅拉多州那種「嬉皮士」青少年。她會和家人一起健行、滑雪和露營，但她更喜歡把時間花在做實驗上。沃爾茲從小就立志要為減少化石燃料的消耗貢獻一份力量，並在七年級時開始研究替代燃料。高一時，她開始測試大麻油作為潛在生物燃料來源，之後又閱讀了幾篇關於藻類燃料的期刊文章。在說服當地的替代燃料能源公司和實驗室讓她熟悉相關領域和設備後，她在家中搭建了一個光生物反應器和一種新型培養基來培養藻類。她透過控制藻類的生長條件來限制其氮的供應，並懷疑這種控制會增加一種酵素的轉錄，從而使藻類能夠累積更多的油脂。 「整個想法太吸引人了，」她說，「從池塘浮渣中提煉油脂。」接下來，她將測試額外的酵素基因拷貝是否會導致藻類產生更多油脂，這意味著每英畝的油脂產量會更高。
大學：沃爾茲希望就讀常春藤盟校或以科學研究為重點的小型文理學院。她計劃學習生物化學或分子生物學。
