近日，斯坦福大學(xué)的研究人員將3D打印與智能手機(jī)結(jié)合在一起，開發(fā)出了一款由智能手機(jī)驅(qū)動(dòng)的3D打印顯微鏡，其名為LudusScope。他們試圖借此把微生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)帶給所有年齡段的孩子。

據(jù)童程童美了解，Ludusscope的功能并沒有實(shí)驗(yàn)室顯微鏡的那么強(qiáng)大，但對孩子而言，它是一個(gè)非常奇妙的玩具。Ludusscope的3D打印主體會(huì)利用手機(jī)的攝像頭和閃光燈來實(shí)現(xiàn)顯微鏡的功能，孩子們可以用它來玩一系列游戲，甚至還可以研究一些尋光微生物，如眼蟲。這也體現(xiàn)了這款設(shè)備的名字，因?yàn)長udus有“玩”、“游戲”或“小學(xué)”的意思。當(dāng)然，為了得到一個(gè)合適的視圖，一個(gè)顯微鏡目鏡是必要的。使用一個(gè)操縱桿，他們甚至可以改變微生物的游動(dòng)方向，并通過手機(jī)相機(jī)看到結(jié)果。

生物工程系的助理教授Ingmar Riedel-Kruse透露說，他們希望能用LudusScope來填補(bǔ)互動(dòng)科學(xué)教育中的空白。“工程、編程等許多學(xué)科領(lǐng)域有靈巧的玩具，孩子們借此可以學(xué)到相關(guān)知識(shí)，但微生物領(lǐng)域在這方面比較欠缺?！盧iedel-Kruse說，“這個(gè)項(xiàng)目的最初想法是在您的手機(jī)上用活細(xì)胞玩游戲，但后來它的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了最初的想法，使得用戶可以自主探究、測量和構(gòu)建自己的設(shè)備。”Riedel-Kruse與研究生Honest Kim一起開發(fā)了這款玩具，他們的研究成果剛剛發(fā)表在了PLoS ONE雜志上，其他作者包括Lukas C. Gerber、Daniel Chiu、Seung Ah Lee、Nate Cira、Sherwin Yuyang Xia。

更重要的是，通過智能手機(jī)軟件，Ludusscope的基本理念能適用于更多的目的。他們甚至可以用類似游戲的程序?qū)?xì)胞圖像進(jìn)行分層，這樣的程序能讓孩子們在玩耍的時(shí)候?qū)W習(xí)到微生物學(xué)的基本知識(shí)。一個(gè)游戲甚至讓人聯(lián)想到經(jīng)典游戲《Pac-Man》，它有一個(gè)帶有白色小圓點(diǎn)的迷宮，這些白點(diǎn)需要用LED燈來引導(dǎo)。另一個(gè)游戲類似于一場足球比賽，指導(dǎo)眼蟲通過球門柱后就可以得分。

微觀尺度的酒吧、速度顯示和快速增長的機(jī)會(huì)也將使得孩子們能收集眼蟲行為和生物的數(shù)據(jù)。Riedel-Kruse甚至希望老師們將可以設(shè)置設(shè)計(jì)課程，孩子們在這樣的課堂上嘗試去重新創(chuàng)造出他們在CAD軟件里所看到的東西。

實(shí)際上，LudusScope的雛形是在斯坦福大學(xué)的常規(guī)生物工程課程中形成的。由于它的零件更復(fù)雜，Riedel-Kruse開始考慮把它縮小，這樣甚至中學(xué)生都可以與它互動(dòng)。隨著3D打印機(jī)越來越多地出現(xiàn)在學(xué)校，老師們應(yīng)該能夠3D打印幾個(gè)開源模型，并將這些模型與幾個(gè)APP結(jié)合起來。除了顯微鏡鏡頭外，學(xué)生們只需要一個(gè)操縱桿控制器。眼蟲已在課堂上普遍使用，是通過生物供應(yīng)公司購買的。

Riedel-Kruse進(jìn)一步認(rèn)為，LudusScope與下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(Next Generation Science Standards)所提出的新的教育方針是完全一致的，并相信構(gòu)建、觀察細(xì)胞以及與細(xì)胞互動(dòng)、為細(xì)胞建模的行為將吸引許多不同年齡的孩子。

“我認(rèn)為互動(dòng)的細(xì)胞刺激以及由此產(chǎn)生的游戲是最酷的一件事情，但老師和學(xué)生們不一定同意我的看法。”Riedel-Kruse在斯坦福大學(xué)網(wǎng)站說，“令他們更興奮的是一些更基本的東西，如構(gòu)建自己的設(shè)備的能力，即多個(gè)人可以同時(shí)看到屏幕以及您可以選擇并跟蹤單個(gè)細(xì)胞?！?

不幸的是，LudusScope還未準(zhǔn)備好在課堂上使用。目前，Riedel-Kruse 正在整合老師和學(xué)生們的反饋，并且已經(jīng)得到允許與一家教育游戲公司一起去進(jìn)行更多的用戶研究。在未來的一年內(nèi)，他們可能會(huì)開發(fā)出一款套件。