随后，在截至1968年的6年时间里，恩格尔巴特一直在为设计一种成熟的增智系统而不懈努力，他将其称为“联机系统”（oNLine System），简称NLS。除鼠标外，该系统还包含许多引发个人电脑革命的其他创新，比如数字水印、同屏多窗口、数字出版、类似博客的日志、类似维基的协作系统、文档分享、电子邮件、即时通讯、超文本链接、类似Skype（即时通讯软件）的视频会议和文档格式化。恩格尔巴特的追随者之一艾伦·凯这样形容他：“等道格的点子都用完了，我真不知道硅谷该怎么办。”38 对技术充满热情的凯后来在施乐帕洛阿尔托研究中心逐一完善了这些构想。
泰勒划拨的NASA科研经费要求用于独立的项目，于是恩格尔巴特决定用这笔资金来寻找一种让人类与机器互动的简单方式。34 他向同事比尔·英格利希（Bill English）提议：“让我们来找找能在屏幕上进行选择的设备吧。” 35 他的目标是寻找让用户在屏幕上移动光标和进行选择的最简单方式。研究人员尝试了几十种移动光标的方案，包括光笔、操纵杆、轨迹球、触控板、带手写笔的平板，甚至还有一个让用户通过膝盖来控制的设备。恩格尔巴特和英格利希对这些设备逐一进行了测试。恩格尔巴特说：“对每种设备，我们都计算了用户将光标移至目标物体要用多长时间。”36 举例来说，光笔似乎是最简单的一种设备，但要求用户每次使用时都把它们拿起来再放下，这就很麻烦了。
他们制作了一张图表，列出了每种设备的优势和不足，正是这张图表帮助恩格尔巴特构想出一种前人从未想到过的设备。他说：“元素周期表的规律让人们发现了一些未知元素，而这张表最终也定义了一种尚不存在的设备所具有的可取特征。”1961年的一天，他在开会的时候开始天马行空地畅想。他回想起高中时曾非常着迷的一种机械设备——求积仪，这种仪器能够沿着一块空间的边缘滚动，进而计算出其面积。求积仪通过两个呈90度的滚轮（一个滚轮为水平方向，另一个滚轮为垂直方向）来计算在每个方向滚过的总距离。他回忆说：“只要想到这两个滚轮，剩下的问题很快就迎刃而解了，于是我去画了张草图。”37 他在自己的小记事本上描述了如何在桌面上拖动这种设备，还说明了如何用高低不同的电压来反映两只滚轮的运动方向。电压可以通过一根与计算机屏幕相连的数据线进行传输，控制光标上下前后移动。
于是，一种既简洁又深刻的发明诞生了，它是增智理想与尝试精神的经典物理表达。它运用人类特有的心、手、眼协调天赋（机器人对此并不擅长），为用户提供了一种非常自然的人机界面。人和机器不是各自为政，而是和谐地相互协作。
大多数真正的天才（比如开普勒、牛顿、爱因斯坦，甚至还有乔布斯）都有一种追求简洁的本能。但恩格尔巴特却不是这样。他渴望在自己建立的任何系统中都填入许多功能，因此他想让鼠标带有许多按键，恨不得要多达10个才好。可惜测试结果显示，鼠标上按键的最佳数量应该是三个。后来我们知道，就连三个按键也太多了，至少可以再去掉一个，或者如追求极简的乔布斯后来坚持的那样，两个按键也太多了。
恩格尔巴特把他的设计草图交给比尔·英格利希，英格利希用一块桃花心木刻出了第一个模型。当他们在焦点小组试用时，这个模型比其他任何设备的效果都要好。一开始，连线是放在前面的，但他们很快就认识到，如果让线从后端像尾巴一样伸出来的话效果会更好。他们把这个设备命名为“鼠标”。
