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최초로 아날로그 전자계산기인 미분해석기를 발명했다. 1914~17년 매사추세츠 메드퍼드에 있는 터프츠대학교에서 강의했고, 미해군에서 잠수함탐지 연구를 한 후에 1919년 케임브리지에 있는 매사추세츠공과대학(MIT)으로 자리를 옮겼다.

1920년대 후반 전기망의 실현을 자극하려고 전기망(電氣網)분석기를 고안했으며 1930년부터 MIT에서 미분방정식을 풀기 위한 미분해석기를 만드는 팀에서 일했다. 이렇게 만들어진 기계는 18개의 독립변수를 다룰 수 있었으며 제2차 세계대전 이후의 컴퓨터 발달을 예고했다. 이밖에도 코드와 마이크로필름을 사용하여 편리하게 정보를 검색할 수 있는 고속 선택기(Rapid Selector)를 발명했다.

1940년 국립국방연구위원회(NDRC) 회장으로 임명되었으며, 다음해에는 전쟁수행에 필요한 연구를 조정하고 정부의 과학연구 개발에 대한 자문에 응하기 위해 새로이 설립된 과학연구개발국(OSRD) 책임자가 되었다. 전쟁이 끝난 뒤 공동연구개발위원회 위원장을 지냈으며(1946~47) 국가상설군사 연구개발 위원회 일원으로 활동했다(1947~48). 1939~55년에는 카네기 연구소 소장으로 일했다.