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显微镜为给微芯片拍照，IBM小哥用乐高拼了个电动显微镜，搭载树莓派，360度无死角拍摄

显微镜为给微芯片拍照，IBM小哥用乐高拼了个电动显微镜，搭载树莓派，360度无死角拍摄
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大数据文摘出品
来源：IEEE Spectrum
编译：大萌、牛婉杨
乐高真可谓是成年人的快乐源泉 ， 不仅可以发挥想象力用乐高搭建自己喜欢的房子和建筑 ， 它还可以助力精密仪器的制作 ， 是无数geek的心头好！
之前文摘菌报道过有人用乐高搭建零件分拣机 ， 再也不用发愁乐高零件归类了 。 这次文摘菌又发现了一位乐高爱好者 ， 作为苏黎世IBM的研究人员 ， Yuksel Temiz为了从各种角度拍摄微流控芯片 ， 用乐高、Arduino(一种开源电子原型平台) 和树莓派(信用卡大小的微型电脑) ， 一起DIY了一个高精度电动显微镜！
这才是工作爱好两不误啊 ， 佩服佩服 。 网友：看了也不会 ， 做了也得废 。
显微镜为给微芯片拍照，IBM小哥用乐高拼了个电动显微镜，搭载树莓派，360度无死角拍摄
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Yuksel选择DIY显微镜可不是心血来潮 。
一方面 ， 苏黎世的IBM有一个发明显微镜的传统 。 1981年 ， Gerd Binnig和Heinrich Rohrer就在这里发明了扫描隧道显微镜 。
作为一个DIY爱好者 ， 自然也不甘示弱 ， 于是Yuksel也遵循了所在研究所的传统 ， 希望制造了一个价值300美元的模块化电动显微镜 。
再者 ， Yuksel在研究中确实需要特制一台显微镜 ， 给微流控芯片拍照实在太太太难了！
一人制作 ， 拯救全组：这台显微镜比买的都好用！
因为芯片普遍较大 ， 标准显微镜无法拍到整体 ， 但是 ， Yuksel的研究组又很需要标准显微镜分辨出普通相机无法解析的精细特征 。
Yuksel也去研究了其他研究小组的论文 ， 很明显大家都面临这个挑战：需要一种更精细、能够多角度拍摄芯片的仪器 。
带着这样的目的 ， Yuksel抽出部分空闲时间 ， 打算重新设计一种几乎可以从任何角度拍摄微距照片的多功能小型实验室仪器 。
显微镜为给微芯片拍照，IBM小哥用乐高拼了个电动显微镜，搭载树莓派，360度无死角拍摄
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插图：James Provost
成像显微镜的设计使用了大量的技术和材料 ， 包括主要结构部件的乐高和3D打印的齿轮和机架来驱动其运动部件 。 可实现精准运动的步进电机由电机驱动板驱动 ， 并由Arduino控制板控制 。 树莓派Zero和Pi摄像头模块用于拍摄图像 。
最初的设计包含了定制的控制板和在高分辨率打印机上打印的零件 ， 但在公开发布之前 ， 该显微镜重新被设计成可以用现成的板子和零件组装 ， 这些板子和零件可以在价格较低的低分辨率打印机上打印 。
Yuksel的第一个原型是一个安装在平台上的树莓派相机模块 ， 它可以利用旧光盘驱动器中的线性步进电机实现在三维空间中移动 。 树莓派相机是一个理想的选择 ， 因为它可以手动调节ISO设置和曝光时间等关键参数 。
显微镜为给微芯片拍照，IBM小哥用乐高拼了个电动显微镜，搭载树莓派，360度无死角拍摄
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制作过程大揭秘 ， 反复调试后找到了最佳拍摄角度！
IEEE Spectrum在报道中写下了Yuksel在制作过程中反复调试的过程 。
Yuksel先是小心翼翼地拆下了固定透镜的塑料外壳 ， 露出了CMOS图像传感器 ， 并设计了一个精巧的机构来回移动镜头 ， 这样就可以拍摄高倍率的微距照片 。 这个装置在一段时间内工作得很好 ， 但它很脆弱 。 Yuksel几次都不小心把镜头机构弄坏 ， 并且由于不小心使移动部件超出极限 ， 导致图像传感器损坏 。
于是他决定采取另一种方法：将透镜完全从Pi相机上取下来；然后 ， 从一个低成本的USB显微镜中取出物镜 ， 并将其安装在另一个光盘线性驱动器上 ， 这样物镜就可以沿着Pi相机的光轴来回移动；再用乐高做一个外壳 ， 来保护相机的外露传感器 。
然而 ， 这种尝试的结果是 ， 除了对显微镜中使用的线性模组的高价位更加望而却步之外 ， 没有任何结果 。 光盘驱动器的行程距离太短 ， 仍然无法达到较宽的放大范围 。


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