让光学焕发生机,将感知网络拓展至微观层面

显微镜广泛应用于生物学、医学、物理学和材料科学领域,帮助科学家理解微观尺度的复杂结构和过程。然而,实验室级别的显微镜往往价格昂贵且体积庞大。

2023年9月,一款名为ESPressoscope的开源显微镜问世,预示着一场颠覆性变革的到来。这款浓缩杯大小的显微镜由XIAO ESP32S3 Sense驱动,由Benedict DiederichVittorio Saggiomo共同开发。它可以在花园周围寻找缓步动物,还能观察到浮游动物和微塑料等微小颗粒。真是太神奇了!

(ESPressoscope – 一款便携、廉价、支持WiFi和电池供电的明场显微镜)

2023年4月,我们初次接触OpenUC2创始人Benedict时,对他即将为开源社区和生物技术领域做出的贡献感到无比惊叹。我们为能将显微镜引入物联网世界而激动不已,这完全契合我们提供先进传感网络的不懈追求。为此,我们与OpenUC2合作,共同打造了一款经济实惠的开源模块化显微镜工具包。XIAO ESP32S3 Sense的独特特性使其成为实现增强版显微镜的不二之选。

硬件介绍

UC2模块化光学套件基于一个简单概念:将光学和电子元件安装在50毫米的立方体中。这些立方体可在三维空间中对齐,构建任意复杂的光路。立方体本身采用注塑成型,确保高精度,而固定各元件的插件则采用3D打印,实现最大灵活性。该系统开源,您可以下载并立即开始构建,最重要的是,可以对其进行修改。在基于Seeed Studio XIAO S3 Sense的套件中,您将找到构建自己显微镜所需的一切。手电筒照亮样品,样品通过固定在重聚焦平台上的先进显微镜物镜成像。一面镜子在光束到达相机前将其偏转,在XIAO传感器上形成图像。您可通过ESP32上运行的网站或开源APP访问实时图像流。更详细的文档请参阅UC2 Wiki系统:https://openuc2.github.io/docs/Toolboxes/DiscoveryElectronics/seeedmicroscope/#seeed-xiao-sense-camera-cube

主要特点:

  • 开源且模块化
  • 成本相对较低(300欧元 vs. 其他商用显微镜>1000欧元
  • 高度可定制
  • 可自行维修
  • 通过适配自己的硬件/软件元件扩展功能
  • 使用新套件升级现有设置

功能

  • 尖端实验室级显微镜,用于多功能成像(例如,宏观物体如植物、细胞,直至细菌甚至病毒)
  • 最终结果取决于单个立方体和模块的组合,可以变得非常复杂,但仍保持紧凑和便携
  • 使用(显微镜)物镜、相机、镜子、投影仪、激光器、LED、执行器、线性平台、聚焦元件、传感器和加热器等定制光学系统…可以定义成像模式
  • 将现成模块组合成复杂组件的用户自定义设置
  • “机器人显微镜”:使用XIAO ESP32S3 Sense、python接口和Web界面完全自动化,运行延时成像或在微观水平上跟踪单个物体

应用场景

  • 教育(核心)
  • 高等教育,大学课程(生物学、物理学、化学、医学生、工程学、计算科学)
  • 课外空间,在校外学习STE(A)M
  • 家庭使用
  • 专业(研究人员)
  • 生物实验室中的显微镜解决方案
  • 植物实验室
  • 使用现成工具和极少光学知识定制光学设置

这款套件旨在提供快速原型设计能力和无限定制选项。我们的目标是让这一经济实惠的研究工具惠及更广泛的群体,包括教育机构和研究实验室。我们也渴望将其引入资源匮乏地区。Benedict和他的团队目前正在尼日利亚参与一个疟疾检测项目,虽然前路漫长,但我们仍对即将到来的光明未来充满信心。

UC2-XIAO显微镜正在开发和构建中,填写此问卷让我们了解您的反馈,这将帮助我们进行必要调整,为您提供更有针对性的成熟产品。

工作坊回顾(持续更新)

2023年7月14日使用OpenUC2光学套件的24小时”黑客你的模块”黑客松,一场由GOSH社区支持的旨在推进开源光学的协作活动 

这次黑客松聚集了来自生物学、计算科学、物理学、工程学和医学等不同背景的热心人士,专注于四个社区选定的挑战,每个挑战都有详细记录,允许在线参与者远程贡献。这些项目是BluFocusHistoScanneropenOCTCassette Sampler。每个项目的详细信息和各团队取得的杰出成果已记录在Benedict的报告中,了解更多详情

与尼日利亚约贝大学生物研究转化中心(BioRTC)2023年联合暑期学校

该工作坊的使命是在资源匮乏地区建立显微镜设施,向当地研究人员传授知识和技能。尽管尼日尔地区可能存在冲突,Benedict和他的团队仍提供了先进的显微镜和指导。学生们学习了开放式显微镜技术,包括荧光成像、对比度增强和CAD设计。Seeed贡献了XIAO ESP32S3 Sense,支持这一有意义的旅程。在此阅读完整故事!

9月26日至27日在米兰举行的Napari多维光学显微镜工作坊

在米兰理工大学举办的为期两天的工作坊,有20名参与者现场参加(也可在线参与)。

  • 开始学习Napari编程。
  • 深入研究光学显微镜的现有插件。
  • 在实践环节中构建Napari小部件。(需要python知识)

这款产品是我们即将推出的授权产品之一,如果您有任何计划要扩展您的想法或原型,欢迎您了解更多关于Seeed Studio共创计划的信息。通过该计划,您可以:

● 加速从原型到大规模生产的过程
● 利用现有的全球销售网络和在线销售平台
● 运用全面的营销网络建立您的品牌知名度