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機器之心報道

編輯：李澤南、蛋醬

樂高積木和樹莓派開發板，誰的用處更多呢?

手機的拍攝能力，是目前很多廠商打造差異化競爭力的重要方向。最近，一些以拍攝超遠距離景物、清晰夜景能力見長的手機獲得瞭人們的青睞。2021 年的旗艦手機中，又出現瞭 OPPO Find X3 這樣帶「顯微鏡」的異類，其主攝像頭模組裡面有一個鏡頭可以最多放大 60 倍，拍攝出日常事物中你以前從來無法想象的細節。

對於充滿好奇心的人們來說，拿手機當顯微鏡顯然是一個好主意，畢竟免去瞭花錢購入專業設備的麻煩。但愛折騰的我甚至不希望為此買一款新手機，自己搭建一個可不可以？

還真的不是問題，最近來自德國明斯特大學、哥廷根大學的研究者們探索出瞭一條用樂高積木搭建顯微鏡的方法，隻需另找一個 iPhone5 級別的手機主攝像頭就可以實現。

經過測算，「手搓」一臺樂高顯微鏡花費的成本隻需要 102 歐元（約 800 元人民幣），如果你不是淘寶買，而是直接拆舊手機上的攝像頭還會更便宜。

這幾個研究者們把自己的方法公開在 GitHub 上，幾天就獲得瞭上百個點贊，還煞有介事地拿這件事寫瞭一篇論文。

論文鏈接：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.04.11.439311v1.full.pdf

這樣的材料和技術需求，看起來可比當初那位自造掃描隧道顯微鏡看原子的老哥簡單很多瞭，你也不需要有博士學位跟高超的手藝才能 hold 住。

根據使用鏡頭的情況，樂高顯微鏡的放大倍數不盡相同。但首先，微米尺度的微觀成像顯然不是問題：

鹵蟲。

洋蔥表皮細胞。

而且，作者們還強調瞭一點意義：顯微鏡是眾多科學領域的必要工具，但由於成本等因素，顯微鏡的使用在教學課堂上是受限的。這項小發明或許可以讓人們更多地去接觸科學探索。

搭建說明

在動手之前，首先梳理一下需要的零件清單：

成本的大頭是散裝樂高零件，預算在 80 歐元左右，此外還需要一個 iPhone 5 替代鏡頭、丙烯透鏡、玻璃透鏡、載玻片等。總價算下來 100 歐元左右，也就是不到 800 元人民幣。

由於樂高不提供光學元件，所以需要提前購買一些鏡頭零件，當前配置中使用瞭 3 種類型的附加鏡頭：

目鏡：使用兩個簡單的丙烯酸鏡（直徑 34.5 mm，f = 106 mm）作為目鏡，並用膠帶粘在一起；

低倍率物鏡：使用直徑 18 mm、焦距 26.5 mm 的簡單玻璃透鏡，在這裡也可以使用其他任何鏡頭，不過為瞭能夠按照說明中的計劃安裝，請註意尺寸。

高倍率物鏡：此處使用瞭 iPhone 5 塑料鏡頭模塊，基本上可以 2 到 4 歐元的價格買到。塑料鏡頭的缺點是，處理不當會迅速導致劃痕，操作鏡頭時需要小心，因為鏡頭表面的劃痕會幹擾圖像質量。

和其他樂高積木一樣，你可以按照說明書來逐步搭建。作者使用 LDraw 軟件創建瞭說明書，如果你想要更改設計，也可以在項目地址中下載 CAD 文件進行再創作。

（圖註）樂高顯微鏡整體設計圖。（c）是從下方照亮樣本的 LED，（d）是通過移動物鏡調整顯微鏡焦距的螺紋系統；（e）是兩個物鏡，包括一個焦距為 3.85mm 的替換智能手機鏡頭 (左) 和一個焦距為 26.5mm 的玻璃鏡頭(右) ; （f）由兩個丙烯鏡頭組成; （g）是改裝後的目鏡，此處智能手機可以用作照相機。

說明書 PDF 版：https://github.com/tobetz/LegoMicroscope/blob/main/Just_Plans_and_Parts/Mikroscope_plan.pdf

從作者的說明中你可以看出來，這種顯微鏡是以標準的樂高積木堆疊方式完成的，沒有特殊的魔改操作，即使其中夾雜手機攝像頭這樣的「科技組件」，其易於操作的程度也超乎瞭人們的想象。

在對於顯微鏡的討論中，有人贊嘆於作者的創意，也有人指出其他科學傢們使用樂高積木搭建出的各種科學儀器，包括光譜儀、地震儀、天平，甚至歐洲核子研究中心 CERN 的強子探測器。

我借自己十歲兒子的樂高積木做強子探測器，它甚至可以經受高強度的放射性。它真的不是玩具。

下一次想要研制什麼科學儀器的時候，你可以先問問自己：能不能用樂高積木來做？

參考內容：

https://github.com/tobetz/LegoMicroscope

https://home.cern/news/news/experiments/using-lego-study-building-blocks-universe

https://www.nist.gov/si-redefinition/kilogram/nist-do-it-yourself-kibble-balance