OpenFlexture Microscope เป็นกล้องจุลทรรศน์หรือ ไมโครสโคปแบบ DIY โอเพนซอร์สที่พิมพ์ 3 มิติ สร้างขึ้นโดยใช้ Raspberry Pi 4, Raspberry Pi Camera Module v2 และตัวเลือกของเลนส์ที่มีคุณภาพหลากหลาย ตั้งแต่ระดับทั่วไปไปจนถึงระดับห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มระบบมอเตอร์ด้วยมอเตอร์สเต็ปแบบเกียร์ราคาประหยัด และสามารถบรรลุความละเอียดได้สูงถึงประมาณ 100 นาโนเมตร
เราได้ทราบเกี่ยวกับ OpenFlexture Microscope ในส่วนหนึ่งของงาน FOSDEM 2025 ที่กำลังจะจัดขึ้น ซึ่งมีคำอธิบายบางส่วนว่า:
OpenFlexure Microscope เป็นกล้องจุลทรรศน์ดิจิทัลหุ่นยนต์ห้องปฏิบัติการแบบโอเพนซอร์ส ในฐานะที่เป็นกล้องจุลทรรศน์หุ่นยนต์ มันสามารถสแกนสไลด์ไมโครสโคปโดยอัตโนมัติ สร้างภาพดิจิทัลขนาดใหญ่หลายกิกะพิกเซลของตัวอย่าง กล้องจุลทรรศน์นี้กำลังอยู่ระหว่างการประเมินเพื่อใช้ในการวินิจฉัยโรคมาลาเรียและมะเร็งในประเทศแทนซาเนีย รวันดา และฟิลิปปินส์ โครงการโอเพนซอร์สนี้มีเป้าหมายหลักในการสนับสนุนการผลิตกล้องจุลทรรศน์ในท้องถิ่นในสภาพแวดล้อมที่มีทรัพยากรจำกัด
[..]เอกสารที่มีคุณภาพสูงและสม่ำเสมอได้ทำให้สามารถสร้างกล้องจุลทรรศน์ได้หลายพันตัวทั่วโลก ในมากกว่า 50 ประเทศ
โครงการ OpenFlexure ออกแบบมาเพื่อสร้าง “การวางตำแหน่งทางกลที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งสามารถเข้าถึงได้สำหรับทุกคนที่มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติ” ดังนั้นกล้องจุลทรรศน์จึงเป็นหนึ่งในโครงการที่น่าสนใจ และ “micromanipulators” ก็เป็นแอปพลิเคชันที่มีศักยภาพเช่นกัน ตัวอย่างเช่น OpenFlexure Delta Stage เหมาะสำหรับการทำกล้องจุลทรรศน์แบบมอเตอร์ที่มีความเสถียรสูง และ OpenFlexure Block Stage รองรับการวางตำแหน่งทางกลในระดับต่ำกว่ามิครอน (sub-micron)
ขั้นตอนแรกจะเป็นการสร้างกล้องจุลทรรศน์แบบโอเพ่นซอร์ส โดยใช้คำแนะนำสำหรับเวอร์ชันล่าสุด(v7 beta) ซึ่งมีการระบุสามรุ่น::
- ไมโครสโคปมอเตอร์ความละเอียดสูง – การตั้งค่านี้ใช้เลนส์ของกล้องจุลทรรศน์แบบดั้งเดิมเพื่อให้ได้คุณภาพภาพที่ดีที่สุด รองรับการใช้งานเลนส์ที่มีเกลียว RMS มาตรฐานและเป็นไมโครสโคปห้องปฏิบัติการที่ทำงานได้เต็มรูปแบบแบบมอเตอร์
- ไมโครสโคปมอเตอร์พร้อมเลนส์ราคาประหยัด โดยใช้เลนส์จาก Raspberry Pi Camera Module v2 เดิม คุณจะได้กล้องจุลทรรศน์ที่มีขนาดมุมมองประมาณ 750μm คล้ายกับการใช้เลนส์ขนาด 20x
- ไมโครสโคปแบบตั้ง – การตั้งค่านี้มีเลนส์อยู่เหนือชิ้นตัวอย่างแทนที่จะอยู่ใต้ มันเป็นการออกแบบใหม่และยังไม่ได้รับการทดสอบมากนัก ดังนั้นอาจจะยากขึ้นในการสร้างในเวลานี้
คำแนะนำจะระบุเครื่องมือที่จำเป็นเช่น เครื่องพิมพ์ 3 มิติ, ไขควง, มีดคัตเตอร์, และอื่นๆ องค์ประกอบหลัก ได้แก่ Raspberry Pi 4, โมดูลกล้อง Raspberry Pi v2, บอร์ดควบคุมมอเตอร์ Sangabord v0.5, มอเตอร์สเต็ปเปอร์ไมโครเกียร์ 28BYJ-48 และอื่นๆ รวมถึงวัสดุที่ต้องใช้ จากนั้นคุณจะได้รับคำแนะนำตลอดกระบวนการพิมพ์และประกอบ 3 มิติ คำแนะนำดูเหมือนจะละเอียดถี่ถ้วนแต่ทำตามได้ง่าย
ขั้นตอนถัดไปจะเป็นการติดตั้งซอฟต์แวร์ นักพัฒนาจัดเตรียมอิมเมจ Raspberry Pi OS 32-bit สองรุ่นที่มีซอฟต์แวร์ที่จำเป็น ได้แก่ Raspbian OpenFlexure สำหรับควบคุมกล้องจุลทรรศน์โดยตรงจาก Raspberry Pi 4 ในตัว (รุ่นที่มี RAM 8GB ไม่รองรับ) หรือ Raspbian OpenFlexure Lite สำหรับควบคุมกล้องจุลทรรศน์จากโฮสต์เครื่องอื่น โดยใช้ตัวหลังนี้ คุณยังสามารถใช้ Raspberry Pi 2 หรือ Raspberry Pi (1) รุ่นเก่าได้
OpenFlexure Connect เป็นไคลเอนต์ที่ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์สำหรับ OpenFlexure Microscope ที่ติดตั้งมาแล้วในอิมเมจที่กล่าวถึงข้างต้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้งานได้บน Windows, Linux และ macOS (ต้องสร้างจากซอร์สโค้ด) สำหรับการเข้าถึงจากระยะไกล หรือคุณสามารถเข้าถึงกล้องจุลทรรศน์ผ่าน Web interface ที่ติดตั้งในตัวได้โดยไปที่ http://microscope.local:5000 ในเว็บเบราว์เซอร์
ถ้าคุณวางแผนที่จะสร้าง Openflexure Microscope ด้วยตัวเอง ส่วนประกอบส่วนใหญ่จะหาซื้อได้ง่าย และ Sangaboard v0.5 หาซื้อได้ที่ Lectroncz และ Taulab ถ้าคุณต้องการแค่ชุดอุปกรณ์หรือซื้อชิ้นส่วนแยกต่างหากมีตัวแทนจำหน่ายในสหรัฐอเมริกา (IO Rodeo), สหราชอาณาจักร (Taulab, LabCrafter) รวมถึงในยุโรป แอฟริกา และประเทศอื่นๆ ทั่วโลก ราคาของชุดอุปกรณ์ครบชุดเริ่มต้นที่ประมาณ $300(~10,000฿) สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่เว็บไซต์ (official)
แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : OpenFlexture Microscope is an open-source, 3D-printed microscope based on Raspberry Pi 4 SBC and Camera Module v2
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT