Au cours du XXe siècle, le développement de l’ingénierie macroscopique a été fortement soutenu par les progrès en matière de conception et de prototypage numérique : les voitures, les avions, les bateaux, et de nombreux autres objets manufacturés sont aujourd’hui, pour la plupart, conçus et testés sur des ordinateurs. Les prototypes numériques ont progressivement remplacé les maquettes physiques, et de puissants outils d’ingénierie assistée par ordinateur (par exemple CATIA, SolidWorks, T-FLEX CAD, TopSolid, etc.) ont contribué à réduire les coûts et les durées des cycles de production des systèmes macroscopiques.
Le XXIe siècle connaît une évolution similaire pour les systèmes nanoscopiques, c’est-à-dire les systèmes dont la taille est de l’ordre du nanomètre (1 nanomètre = 1 milliardième de mètre – environ 10 atomes alignés). Les années récentes ont ainsi vu des progrès considérables en matière de nanosciences et nanotechnologies.
En février 2007, par exemple, la couverture de la revue scientifique « Nature Nanotechnology » montrait une nanoroue composée de quelques atomes seulement. Plusieurs nanomécanismes avaient déjà été construits : une « molécule brouette », une nanovoiture, etc. Souvent, ces nano-objets avaient été conçus à l’aide de simulations de mécanique quantique.
En 2009, le magazine Science présentait un exemple de nanotechnologie reposant sur l’utilisation de brins d’ADN auto-assemblés, qui permettait de construire des nano-objets en forme de poutres, d’engrenages, etc…