Innovation är ofta resultatet av intensiv forskning av Brainiac-forskare med flera högre examensgrader.

Vid IBM Research finns det åtta laboratorier över hela världen, inklusive en i Israel och tre i USA.

Ändå sker de mest intressanta projekten "på fältet" där det 100-åriga företaget analyserar floddepositioner, påskyndar finansiella transaktioner och räknar ut hur man hanterar vindkraftsanvändning.

Dessa projekt är utmärkta exempel på hur datatekniken skär med den fysiska världen istället för bara bitar och byte på en datorskärm någonstans, fylld i ett mörkt labb.

"Data exploderar över hela världen, så vi hittar nya sätt för att IT-system ska bli mer fysiska", säger Robert Morris, VP för Services Research på IBM. "Det finns så mycket data som härrör från många olika sätt, till exempel fysiska sensorer, och det finns nya spännande sätt att sätta dem ihop. Det behövs en ny teknik - det kallas evig analys - söker nya trender och fattar beslut ."

1. TD Bank börsanalys
Aktiemarknaderna fluktuerar snabbare än någon analytiker skulle kunna förstå. Ändå är dessa förändringar i realtid svåra även för moderna datorer att analysera. IBM samarbetar med TD Bank i Toronto för att analysera data med hjälp av "stream computing" -tekniker som består av komplexa algoritmer. Dessa kan läsa data på flykt och hjälpa analytiker att fatta beslut om data, även om ingångarna ändras.

"Vi undersöker möjligheten att bearbeta data från ett stort antal källor, så det här projektet använder strömberäkningar och Blue Gene-superdatorn", säger Morris. "Vi kan få 21x snabbare än något annat system. Meddelandena och sensorerna i de finansiella systemen ökar mer än 50 procent varje år - snabbare än fördubbling vartannat år - så det behövs något nytt för att analysera detta data."

"Målet med ett automatiserat handelssystem är att minska tiden mellan mottagandet av marknadsdata och beslutet, vilket ger en mycket låg latens vid hanteringen av extrema mängder data", tillägger Nagui Halim, chefforskare för Stream Computing Project på IBM.

"Ju fler meddelanden ett system kan hantera desto mer beslut kan fattas, det är desto mer värdefulla systemet. För att uppnå genombrottet tog IBM-teamet en minut av registrerade finansiella utbytesdata från TD-banknätverket och spelade det tillbaka till det nyutvecklade Stream-Blue Gene-systemet, vilket stegvis ökar hastigheten vid vilken data skickades. "

2. Beacon Institute / Hudson River data projekt
En av de utmaningar forskarna står inför när man analyserar realtidsdata är att lagringskraven ökar dramatiskt. Ett forskningslabb kan till exempel stödja en petabyte av datalagring för alla experiment, men ett projekt som analyserar realtidsdata från sensorer kan fånga en petabyte av data varje minut.

Med The Beacon Institute i New York analyserar IBM Hudson River med tusentals sensorer som övervakar flodflöde, vindförhållanden och temperaturer.

Projektet är unikt genom att den här typen av forskning brukar svara på historiska data för att bygga plummodeller (hur ett toxin i en flod sprids till exempel), men IBM-systemet läser data, sammanfogar det i dataset och tillåter sedan forskare att fatta beslut om floden.

"Vi upptäcker anomalier i flodsystemet med tusentals sensorer som kan övervaka ett oavsiktligt spill eller ett giftigt flöde", säger Morris. "Det är viktigt att upptäcka att vätskan sprider sig och nu är giftigt - det är väldigt viktigt att uttrycka det i sammanhang. Vi tror att det är dataanalysens framtid."

3. Mars- och kakaomegomsekvensering
Mars-baren och genom-sekvenseringen uttrycks vanligtvis inte i samma mening. Ändå utvecklar IBM Research - tillsammans med Mars och USA: s avdelning för jordbruk - en genetisk karta över kakaogenet.

Projektets mål är att lära sig mer om kakao som ett sätt att hjälpa jordbrukare att plantera kakao i Afrika, där 70 procent av kakan används i godisstänger produceras. Tanken är att ge mer från varje kakaoanläggning och sedan få en mindre inverkan på miljön i regionen. Forskningen kommer att släppas ut för allmänheten för att hjälpa till med kakaoproduktion runt om i världen. Projektet tar cirka fem år och omfattar beräkningsbiologi och genetisk kartläggning vid både IBM Research-anläggningen i New York vid USDA.

4. EDISON elbilprojekt
I framtida stad kommer elbilar till slut att bli verklighet - speciellt om nybörjare som Tesla Motors blir framgångsrika. Ändå är beräkningsdilemet att om alla kör elbilar kommer vi att förbruka för mycket kraft och tvinga kolanläggningar att arbeta över tid.

EDISON-projektet, en gemensam ansträngning mellan IBM och Danmarks största energiförsörjning, plus flera viktiga partners, utvecklar ett sätt att länka vindkraftsenergiproduktion med elbilförbrukning över ett smart nät. (EDISON står för elfordon på en distribuerad och integrerad marknad som använder hållbar energi och öppna nät.) Piloten kommer att äga rum på en ö i Danmark som är unik eftersom vindkraft är en viktig del av kraftinfrastrukturen för de 40 000 invånarna.

Projektet är viktigt eftersom elbilar och hybrid förbrukar energi på olika nivåer, så smart grid övervakar användningen i realtid och hjälper till att fördela energi från vindstationerna. "Det är nödvändigt att tänka holistiskt om elfordon och hur de är kopplade till hållbar energi", säger Morris.