3D-Mikroskopie für Open Science

Digital-holographisches Mikroskop für die Schule und Zuhause: BMBF-Projekt HolMOS auf dem „Open Photonik“-Gemeinschaftsstand auf der LASER World of PHOTONICS 2017.

Der HolMOS-Prototyp besteht aus einer einfachen Digitalkamera und einer handelsüblichen Laserquelle. Bild: Fraunhofer IPM

23.06.17

Meldung des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM

Was sonst nur mit teuren Geräten gelingt, wird bald für viele Zuhause möglich sein: Die dreidimensionale Vermessung von Objekten mithilfe eines Mikroskops. Auf der diesjährigen LASER World of PHOTONICS stellt das Fraunhofer IPM das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „HolMOS“ vor – ein digital-holographisches Mikroskop für Open Science. Besuchen Sie Fraunhofer IPM vom 26. bis 29. Juni 2017 auf dem Gemeinschaftsstand „Open Photonik“ (Stand B3.328).

Mit dem digital-holographischen Mikroskop für Open Science, kurz "HolMOS", entwickelt das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM gemeinsam mit Schülerinnen und Schülern des „Freiburg Seminars“ ein Mikroskop der ganz besonderen Art: Es ermöglicht die dreidimensionale Vermessung von Objekten – und das so einfach wie nie zuvor.

Die Basis bildet ein preiswertes Experimental-Mikroskop, wie es an vielen Schulen im Rahmen des Unterrichts verwendet wird. Dieses wird um eine einfache Digitalkamera und eine handelsübliche Laserquelle erweitert. Mithilfe eines interferometrischen Aufbaus entstehen Kamerabilder, die neben den Helligkeitswerten auch Phaseninformationen enthalten.

Das 3D-Bild entsteht im Computer: Eine speziell entwickelte Software extrahiert die Phasenbilder aus den Kameradaten und errechnet daraus die 3D-Bilddaten. Schüler und technikbegeisterte Laien können dabei auf vorbereitete Softwaremodule zurückgreifen oder selbst – mit wenigen Vorkenntnissen – eigene kleine Auswertungen programmieren.

Open Innovation

Das HolMOS-Projekt beruht auf dem "Open Innovation"-Konzept. Dabei wird Nutzern die Möglichkeit geboten, an der Weiterentwicklung eines Produkts mitzuarbeiten. Eine Internetplattform wird Raum für die Kommunikation innerhalb der HolMOS-Nutzer-Community bieten. Hier können Anwender Erfahrungen austauschen, Wissen teilen und sich gegenseitig unterstützen.

Das Freiburg Seminar, eine Einrichtung für besonders befähigte und interessierte Schülerinnen und Schüler im Regierungsbezirk Freiburg, testet die Mikroskope und baut eine Anwendungsplattform im Internet auf. Die Plattform soll auch nach Projektende weiter durch eine Schüler-Arbeitsgruppe betreut werden.

In dem auf drei Jahre angelegten Projekt optimieren die Schülerinnen und Schüler das digital-holographische Mikroskop im Hinblick auf die Anforderungen künftiger Nutzer, zum Beispiel bezüglich auf Experimentier- und Programmiervorkenntnisse. Die aktive Mitarbeit der Nachwuchsforscherinnen und -forscher ermöglicht die stetige Weiterentwicklung und Verbesserung von HolMOS. Der KOSMOS Verlag ist assoziierter Projektpartner und prüft die Integration des Konzepts in seine Produktreihe von Mikroskopie-Experimentierkästen.

BMBF Förderprogramm "Open Photonik"

Das HolMOS -Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme „Open Photonik“ gefördert. Das Programm unterstützt offene Innovationsprozesse. Unter dem Stichwort Open Science sollen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben, die durch kostengünstige Komponenten und Systeme realisierbar sind, zu einer stärkeren Bürgerbeteiligung an wissenschaftlichen Projekten führen.

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