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Smartphones como microscopios: Proyectos de crowdfunding que pueden acercar la ciencia a las masas

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Piense en la clase de ciencias de quinto grado: el portaobjetos de la maestra tenía algunos microbios y lo colocó con cuidado bajo la luz de un microscopio negro mate resistente que acumula polvo en el mostrador la mayor parte del año. Treinta niños se reunieron alrededor y se turnaron para mirar el visor, entrecerrando los ojos con un ojo y buscando desesperadamente movimiento celular con el otro. Después de solo un minuto, fue el turno del siguiente niño. Al final de la clase, eso es todo. El microscopio se vuelve a colocar debajo del mostrador hasta que el plan de lección lo requiera nuevamente.

Jingluo quiere hacer el día del microscopio todos los días.

Imprimió en 3D un microscopio portátil que se puede conectar a su teléfono inteligente o tableta y lo llamó microscopio Catalyst Frame.Luo recientemente recaudó más de $ 20,000 en Kickstarter y Su actividad actual en Indiegogo supera los $2000con casi tres semanas para el final.

«Estos microscopios se encuentran en un increíble viaje de exploración, aprendizaje e inspiración», dijo Luo, fundador y creador de Catalyst Frame.

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Luo es un modelo para makers y emprendedores del siglo XXI. Su experiencia es en biología celular y molecular, pero después de graduarse de UC Berkeley, comenzó un negocio de tutoría. En promedio, sus alumnos mejoraron sus calificaciones en una o dos letras. Estaba extasiado de saber hasta dónde habían llegado y emocionado de descubrir cuán capaz era de ser un líder, por lo que comenzó a pensar en ideas para continuar teniendo un impacto positivo en la ciencia y la ingeniería.

Luo cree que debe aprender a usar las herramientas que le permitirán «construir los productos y servicios del futuro». Para él, todo comenzó con el software CAD y la impresión 3D.

Mientras investigaba innovaciones en biología, comenzó a hablar con amigos en el campo sobre los desafíos que enfrentaban. Le dijeron que los microscopios convencionales eran demasiado voluminosos para funcionar en el campo, lo que limitaba la investigación.

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Luo investigó cómo ensamblar microscopios para teléfonos inteligentes de bajo costo, pero los encontró voluminosos e ineficientes. Así que decidió empezar de cero. Todo el proceso de diseño tomó solo dos o tres meses. Parte de lo que le permitió a Luo trabajar tan rápido fue aprender CAD para poder imprimir sus prototipos en 3D. Se dio cuenta de que las limitaciones de diseño del moldeo por inyección tradicional y los procesos de fabricación eran demasiado engorrosos, por lo que Luo lo construyó él mismo.

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La versión actual es el cuarto prototipo, aunque impreso con una impresora Stratasys ojos rojos a pedido (Stratasys), que utiliza materiales similares al ABS de alta calidad. Los dos primeros prototipos se imprimieron con Shapeways y el tercero se hizo con Makerbot. Tan pronto como Luo vio el diseño CAD, supo que el cuarto era el ganador. El microscopio tiene una montura para la lente del microscopio, pero esa parte no toca la lente en sí (lo que lo diferencia de otros productos en el mercado).

«Uno de los principales [ways] Espero que sea útil en medicina de campo ya que es muy potente. Funciona como un microscopio real, lo cual es muy importante porque permanece estéril”, dijo. “Es uno de los pocos microscopios de teléfonos inteligentes que puede mover el portaobjetos. «

La lente solo necesita ser enfocada una vez usando la perilla. Después de eso, es como usar la cámara de un teléfono inteligente. Puede tomar fotos, videos, panoramas, cámara lenta e incluso imágenes de lapso de tiempo. Funciona con cualquier teléfono inteligente o tableta. La lente tiene un rango de ampliación de 30/50/170 o 30/170/340, que aumentará a medida que se actualicen las cámaras de los teléfonos.

«La ampliación se combina con un efecto de multiplicación, por lo que si combina una lente 2x con una lente 3x, obtiene un total de 6x. Lo mismo se aplica aquí, una ampliación óptica de 340x combinada con una ampliación digital de 4,5x, se obtuvo una ampliación total de 1530x «, dijo Luo.

Sin embargo, la imagen no puede ampliarse infinitamente con la lente del microscopio de una cámara simple de mayor potencia. Agregó que más allá del límite de resolución, todo comienza a desdibujarse. Pero podría probar lentes de menor aumento con mayor resolución en el futuro.

Para construir la primera ronda de productos, Luo está usando Impresora Form1+ 3D (Originalmente también financiado por crowdfunding). Está en el correo, por lo que está listo para comenzar lo antes posible y ya está pensando en los cambios que puede hacer en el diseño. Una posibilidad es agregar una bisagra para que el microscopio no necesite una carcasa, sino que se pueda colocar dentro de sí mismo.

El microscopio usa dos baterías AAA, que es la elección de diseño de Luo porque generalmente están disponibles, y el dispositivo se comercializa para científicos o investigadores que trabajan en áreas remotas o para personas que usan el dispositivo en países en desarrollo.

Una vez que tuvo un prototipo en funcionamiento, decidió hacer un crowdfunding en Kickstarter. La campaña de Indiegogo se utilizó para generar conciencia y obtener más fondos para expandir la producción.

«De esa manera, puedo agregar otras cosas, como intentar agregar un trípode, para que pueda liberar sus manos o usarlo con él», dijo. «No estaba incluido en el presupuesto inicialmente, pero a medida que recaudamos más dinero, es cada vez más probable».

Acercando la ciencia a las masas

Estados Unidos ocupa el puesto 25 en matemáticas y el 17 en ciencia entre las naciones industrializadas. sector educativoSolo el 16% de los estudiantes de secundaria son competentes en STEM y están interesados ​​en carreras STEM.

Hay muchas razones para enseñar a los niños a programar, pero también es importante centrarse en las habilidades científicas básicas, especialmente en la escuela primaria y secundaria, porque ahí es donde comienza el viaje.

Estados Unidos necesita abordar la forma en que enseñamos ciencia.El año pasado, el Programa de Evaluación de Estudiantes Internacionales (Evaluación de jóvenes de 15 años) Se encontró que 22 sistemas educativos tenían puntajes en ciencias por encima del promedio de EE. UU. En 2009, 18 puntuaron más alto.

La educación es la razón principal por la que Luo creó este microscopio versátil. Hoy en día, casi todos los niños y adolescentes tienen un teléfono inteligente. Poner esta nueva herramienta en manos de estudiantes y jóvenes investigadores podría democratizar la educación y la investigación científicas.

«Hay tanta vida ahí fuera, tantas criaturas diminutas», dijo. «Cuando te das cuenta de que está en un pequeño vaso de agua frente a ti… va a tener un gran impacto en la próxima generación».

Muchos de los patrocinadores de la campaña de crowdfunding son profesores y le dieron a Luo la idea de instalar un trípode en el aula para trabajar con un iPad u otra tableta. Pensó que podría imprimirlo fácilmente en 3D para usarlo con un microscopio.

«Escuché de médicos, veterinarios y maestros, Kickstarter es genial, pero no puedo esperar para tenerlos todos». [printed] Enviarlos y ver qué puede hacer la gente con ellos», dijo.

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