在西方文艺复兴的时期里，达芬奇也曾经绘制了大量超越他那个时代的机械设计图纸，这些图纸所涵盖的方面非常广，他在绘画、雕塑、建筑、科学、音乐、数学、工程、文学、解剖学、地质学、天文学、植物学、古生物学和制图学等领域都有极高的造诣和成就。
他的着作《哈默手稿》中蕴含了大量的早期的科学知识但究其精密复杂程度仍可与现代社会的科学技术相媲美。这本着作囊括了几乎其所有的研究方向，物理工程学，机械动力学，生物工程学，人体解剖学，天文学和建筑学等一系列自然科学并力求用最完美的一系列数学公式将它们表达出来，他称数学为“一门美丽的语言学”。
基于人体解剖研究也使得达·芬奇设计出史上第一个机器人。这个被称作达·芬奇机器人的设计可能是在1495年完成的。
由于着迷飞行现象，达·芬奇作了鸟类飞行的详细研究，同时策划了数部飞行机器，包括了直升机设计图以及轻型滑翔翼。
达·芬奇将无段连续自动变速箱概念绘制成草图。今日，达·芬奇的变速概念以现代化形式实际使用在汽车上。此外，无段连续自动变速箱也已经在拖拉机、雪上摩托车、速克达机车等使用许多年。
达·芬奇曾任军事工程师，笔记中也包含了数种军事机械的设计：机关枪、人力或以马拉动的武装坦克车、子母弹、军用降落伞、含呼吸软管以猪皮制成的潜水装等等。
其他的发明包括了潜水艇、被诠译为第一个机械计算机的齿轮装置，以及被误解为发条车的第一部可程序化行动机器人。此外，达·芬奇在梵谛冈那些年里，曾计划应用太阳能而使用凹面镜来煮水。
而项羽发现在第二间密室之中的这些墨子机关术的图纸将仿佛是这个时代的达芬奇手稿一样，记录了大量超出这个时代的工程设计。
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