OpenFlexture Microscope est un microscope open source imprimé en 3D basé sur Raspberry Pi 4 SBC et Camera Module v2

Le microscope OpenFlexture est un microscope DIY, open source, imprimé en 3D, construit autour du Raspberry Pi 4, d’un module de caméra Raspberry Pi v2 et d’un choix d’optiques ou de diverses qualités allant jusqu’à des optiques de qualité laboratoire. Il peut être motorisé à l’aide de motoréducteurs pas à pas à faible coût et peut atteindre une résolution allant jusqu’à environ 100 nanomètres.

J’ai découvert le microscope OpenFlexture lors de l’une des sessions du prochain événement FOSDEM 2025 dont la description se lit en partie :

Le microscope OpenFlexure est un microscope robotique numérique open source de qualité laboratoire. En tant que microscope robotique, il est capable de numériser automatiquement des lames de microscope, créant ainsi d’énormes représentations numériques multi-gigapixels d’échantillons. Le microscope est déjà en cours d’évaluation pour le diagnostic du paludisme et du cancer en Tanzanie, au Rwanda et aux Philippines. En tant que projet ouvert, notre objectif principal est de soutenir la fabrication locale de microscopes dans des contextes à faibles ressources.

[..] une documentation cohérente de haute qualité a permis la construction de milliers de microscopes dans le monde entier, dans plus de 50 pays.

Le projet OpenFlexure lui-même est conçu pour créer « un positionnement mécanique de haute précision accessible à toute personne possédant une imprimante 3D ». Le microscope n’est donc qu’un des projets qui feront l’objet de cet article, mais les « micromanipulateurs » sont également des applications potentielles. Par exemple, l’OpenFlexure Delta Stage convient à la microscopie motorisée avec une grande stabilité, et l’OpenFlexure Block Stage prend en charge le positionnement mécanique submicronique.

La première étape consistera à construire le microscope open source avec les instructions pour la dernière version (v7 bêta) répertoriant trois versions :

• Microscope motorisé haute résolution – Cette configuration utilise un objectif de microscope traditionnel pour une qualité d’image optimale. Il prend en charge les objectifs filetés RMS standard et constitue un microscope motorisé de qualité laboratoire entièrement fonctionnel.
• Microscope motorisé avec optique à faible coût utilisant l’objectif d’origine d’un module caméra Raspberry Pi v2. Vous vous retrouverez avec un microscope avec un champ de vision d’environ 750 μm, semblable à l’utilisation d’un objectif 20x.
• Microscope droit – Cette configuration a l’objectif au-dessus de l’échantillon plutôt qu’en dessous. Il est plus récent et moins testé, vous aurez donc peut-être plus de mal à le construire pour le moment.

Les instructions répertorient les outils nécessaires (imprimantes 3D, tournevis, couteau utilitaire, etc…), les principaux composants (Raspberry Pi 4, Raspberry Pi Camera Module v2, carte de commande de moteur Sangabord v0.5, micro-moteurs pas à pas 28BYJ-48, etc. .), et les matériaux. Vous serez ensuite guidé tout au long du processus d’impression et d’assemblage 3D. Les instructions semblent complètes mais faciles à suivre.

La prochaine étape sera l’installation du logiciel. Les développeurs préparent deux images Raspberry Pi OS 32 bits avec le logiciel requis respectivement nommé Raspbian OpenFlexure pour contrôler le microscope directement depuis le Raspberry Pi 4 intégré (les modèles avec 8 Go de RAM ne sont pas pris en charge) ou Raspbian OpenFlexure Lite pour contrôler le microscope depuis un autre hôte. Avec ce dernier, vous pouvez également utiliser un ancien SBC Raspberry Pi 2 ou Raspberry Pi (1).

OpenFlexure Connect est un client électronique pour le microscope OpenFlexure préinstallé sur les images susmentionnées. Il est également disponible sur Windows, Linux et macOS (construction à partir des sources requise) pour un accès à distance. Vous pouvez également accéder au microscope via l’interface Web intégrée en accédant à http://microscope.local:5000 dans votre navigateur Web.

Si vous envisagez de construire vous-même le microscope Openflexure, la plupart des composants devraient être faciles à trouver, et le Sangaboard v0.5 peut être trouvé sur Lectroncz et Taulab. Si vous préférez simplement vous procurer des kits ou acheter des pièces, il existe des distributeurs aux États-Unis (IO Rodeo), au Royaume-Uni (Taulab, LabCrafter), ainsi qu’en Europe, en Afrique et ailleurs dans le monde. Le prix d’un kit complet commence à environ 300 $. Plus de détails peuvent être trouvés sur le site officiel.

Retrouvez l’histoire de Raspberry Pi dans cette vidéo :