3D打印“块”系统像乐高一样拼装科学仪器

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近日，美国加州大学河滨分校（UCR）的一群研究人员和学生打造出了一个类似乐高的块系统（Blocks System），使用户可以用它来快速、轻松而且经济实惠地定制化学和生物学研究仪器。据悉，这个3D打印的块系统可以用在大学实验室、学校、医院，和任何需要创建科学仪器的地方。
研究团队将这个非常灵活而且具有通用性的工具命名为多流体进化组件（MEC），并将他们的成果发表在了2016年7月20日的《PLOS ONE》杂志上。该系统中的每个块都可以执行实验室里某一仪器的基本功能，比如泵送流体、进行测量或与用户的交互等。而且由于这些块都被设计为可以协同工作的，用户可以用它快速而有效地构建仪器——比如用于制造替代燃料的生物反应器或者高中化学课上的酸碱中和滴定工具等。研究人员们称，这个块系统特别适合在资源有限的环境里创建各种不同的研究和诊断工具。

据天工社了解，这个项目是由UCR Bourns工程学院的研究生Douglas Hill领导的，他正在跟生物工程助力教授William Grover一起工作。而在成为UCR的生物工程博士生之前，Hil曾经在电子设计领域工作了20年，在工作中他经常会使用一些可以相互协同工作的电子元器件。但是进入学校之后，他惊讶地看到在生命科学中并没有类似的部件。
“当Douglas来到UCR时，他有点震惊地发现，生物工程师往往需要从零开始制造新的仪器。”Grover说:“他已经习惯于把几个电阻器和电容器组装在一起，几分钟内就制造出新的电路。但是创建生命科学研究中的新工具有可能需要几个月甚至几年时间。Douglas决心改变这一现状。”
在得到了美国国家科学基金会（NSF）生物研究仪器开发项目的拨款之后，Hill和Grover开始开发他们的“积木”了。他们首先请UCR的本科生来帮忙，由后者设计新的“块”，并用其构建新仪器。到目前为止，在UCR总共有50多名学生参加，形成了一个包括200个MEC块的广泛系统，以及指导用户如何将这些MEC构件块组成仪器的原理图。

Grover称，除了其功能性和经济性之外，MEC系统也为学生提供了独特的学习经验，因为他们能够共同努力，一起打造一个仪器。
“这是一个真正的跨学科项目——我们有计算机专业的学生编写在“块”上运行的代码，生物工程的学生则用这些构建块打造的仪器培养细胞，而学艺术的学生还为控制这些“块”的软件设计了图形界面。”他说。
“当学生们制造出这些仪器之后，同时也了解了它们的工作原理。因此，他们可以改装这些仪器，使它们功能更强，或者把它们拆开来创建其他的东西。”