泰勒劃撥的NASA科研經費要求用於獨立的項目，於是恩格爾巴特決定用這筆資金來尋找一種讓人類與機器互動的簡單方式。34 他向同事比爾·英格利希（Bill English）提議：「讓我們來找找能在屏幕上進行選擇的設備吧。」 35 他的目標是尋找讓用戶在屏幕上移動光標和進行選擇的最簡單方式。研究人員嘗試了幾十種移動光標的方案，包括光筆、操縱桿、軌跡球、觸控板、帶手寫筆的平板，甚至還有一個讓用戶通過膝蓋來控制的設備。恩格爾巴特和英格利希對這些設備逐一進行了測試。恩格爾巴特說：「對每種設備，我們都計算了用戶將光標移至目標物體要用多長時間。」36 舉例來說，光筆似乎是最簡單的一種設備，但要求用戶每次使用時都把它們拿起來再放下，這就很麻煩了。
他們製作了一張圖表，列出了每種設備的優勢和不足，正是這張圖表幫助恩格爾巴特構想出一種前人從未想到過的設備。他說：「元素週期表的規律讓人們發現了一些未知元素，而這張表最終也定義了一種尚不存在的設備所具有的可取特徵。」1961年的一天，他在開會的時候開始天馬行空地暢想。他回想起高中時曾非常著迷的一種機械設備——求積儀，這種儀器能夠沿著一塊空間的邊緣滾動，進而計算出其面積。求積儀通過兩個呈90度的滾輪（一個滾輪為水平方向，另一個滾輪為垂直方向）來計算在每個方向滾過的總距離。他回憶說：「只要想到這兩個滾輪，剩下的問題很快就迎刃而解了，於是我去畫了張草圖。」37 他在自己的小記事本上描述了如何在桌面上拖動這種設備，還說明了如何用高低不同的電壓來反映兩隻滾輪的運動方向。電壓可以通過一根與計算機屏幕相連的數據線進行傳輸，控制光標上下前後移動。
於是，一種既簡潔又深刻的發明誕生了，它是增智理想與嘗試精神的經典物理表達。它運用人類特有的心、手、眼協調天賦（機器人對此並不擅長），為用戶提供了一種非常自然的人機界面。人和機器不是各自為政，而是和諧地相互協作。
恩格爾巴特把他的設計草圖交給比爾·英格利希，英格利希用一塊桃花心木刻出了第一個模型。當他們在焦點小組試用時，這個模型比其他任何設備的效果都要好。一開始，連線是放在前面的，但他們很快就認識到，如果讓線從後端像尾巴一樣伸出來的話效果會更好。他們把這個設備命名為「鼠標」。
大多數真正的天才（比如開普勒、牛頓、愛因斯坦，甚至還有喬布斯）都有一種追求簡潔的本能。但恩格爾巴特卻不是這樣。他渴望在自己建立的任何系統中都填入許多功能，因此他想讓鼠標帶有許多按鍵，恨不得要多達10個才好。可惜測試結果顯示，鼠標上按鍵的最佳數量應該是三個。後來我們知道，就連三個按鍵也太多了，至少可以再去掉一個，或者如追求極簡的喬布斯後來堅持的那樣，兩個按鍵也太多了。
隨後，在截至1968年的6年時間裡，恩格爾巴特一直在為設計一種成熟的增智系統而不懈努力，他將其稱為「聯機系統」（oNLine System），簡稱NLS。除鼠標外，該系統還包含許多引發個人電腦革命的其他創新，比如數字水印、同屏多窗口、數字出版、類似博客的日誌、類似維基的協作系統、文檔分享、電子郵件、即時通訊、超文本鏈接、類似Skype（即時通訊軟件）的視頻會議和文檔格式化。恩格爾巴特的追隨者之一艾倫·凱這樣形容他：「等道格的點子都用完了，我真不知道硅谷該怎麼辦。」38 對技術充滿熱情的凱後來在施樂帕洛阿爾托研究中心逐一完善了這些構想。