发明了1美元显微镜20美分离心机之后,

继发明1美元的折叠显微镜、20美分的纸质离心机、10美元的寄生虫检测贴片后，这位提倡“节俭科学”的印度裔生物物理学家ManuPrakash开始对人工智能下手了。他和同事们最近开发了一种新的扫描显微镜Octopi，比传统显微镜分析速度快倍。

图片来源：PrakashLab

撰文鲁婧涵

编辑魏潇

在世界上疟疾病例最多的国家乌干达，很多医护人员需要承担几乎无止境的疟疾检测工作。这项工作是耗时费力的。首先，技术人员将血样涂在载玻片上，进行染色处理，然后通过显微镜慢慢识别含有疟原虫的细胞，之后用手持记录仪记录一共观察到了多少只寄生虫。这项过程通常需要耗费30分钟到一个小时。在疟疾肆掠的乌干达，一个健康中心一天可能要接待几十个病人，医学检验人员不得不连续十几个小时盯着显微镜，并且一刻都不能分心。ManuPrakash发现了这个问题。这位出生于印度，在斯坦福大学任教的生物物理学家，以为贫困地区发明廉价科学设备而知名。不过这次他意识到，仅有廉价是不够的，他发明的设备还需要足够的快。比人快倍ManuPrakash和他的同事HongquanLi发明了一款能让使用者自行组装的疟疾快速检测显微镜——“Octopi”。Octopi包含一个人工智能识别系统，拥有一个被两万多张包含疟原虫图像训练过的神经网络。目前，Octopi可以自动扫描含有疟原虫的血液涂片。结合自动玻片扫描和图像处理，Octopi每分钟可筛查超过万个感染红细胞，比人工传统显微镜的分析速度快倍。它的DIY成本在美元到美元之间，比许多扫描显微镜和基本的自动玻片分析设备都要便宜。此外，Octopi拥有优秀的便携性，重量不到3公斤，还可以通过手机充电器充电。Octopi组装分解图（来源：biorxiv论文）与传统显微镜不同，Octopi没有目镜，它用磁力将其独立的照明、扫描和处理单元连接在一起。由于Octopi可组装的特性，技术人员可以在低放大率和高放大率两个模式之间自由切换，前者可以有效地在玻片上找到寄生虫，后者可以更灵敏地在热点区域内计数。这项计数功能还解决了现有疟原虫快速检测方法中不能计算寄生虫的数量的难题。因为计算寄生虫数量对于判断患者的感染程度并选择治疗方法十分重要。Octopi还可以在不同类型的成像之间进行切换，从基本成像(明场成像下的玻片)，到更复杂的成像(荧光染色处理后的玻片)。对于疟疾来说，后者至关重要，因为发明人之一HongquanLi发现荧光染色后疟原虫的颜色（蓝绿色）与周围血细胞的颜色（蓝色）差异很小——人类肉眼分辨有一定困难，但对Octopi来说却是显而易见的。起初，“我们以为Octopi认错了，”ManuPrakash说，“但是寄生虫发出的荧光确实和血细胞不同。”Octopi项目公开后在网上广受好评，相关论文也已在预印本平台biorxiv发布。目前Prakash正在将该设备引入秘鲁、乌干达和印度的临床试验。“疟疾诊断是费时的，”西班牙IPBLN－CSIC的疟疾研究员ElenaGomez-Diaz评价，“这项设备以可承受的成本，使整个过程自动化。”Prakash做这项发明的目的并不是取代技术人员，而是想让他们工作得更加轻松。由于Octopi的可组装性，它可以很容易地通过重新配置来检测其他疾病。目前，Prakash的团队已使用Octopi来研究引起肺结核和肺炎的细菌，以及引发昏睡病和利什曼病的寄生虫。为了能让更多人学会组装Octopi，团队免费提供了组装说明和代码，前提是利用Octopi收集的所有数据都必须公开，来实现这一装置的普及。Prakash设想了这样一个未来：世界各地的卫生工作者利用廉价的自动化显微镜通过网络在线诊断传染病，然后通过Octopi社区收集的数据不断改进现有的识别算法。“如果你喜欢机器人、生物学，并想解决这些方面的问题，就要将这些问题综合起来考虑！”他在Twitter上说，“自己动手做工具吧，这样就能将它们应用到你关心的问题上。”节俭“黑科技”Octopi并不是Prakash发明的第一款显微镜。此前，只要一美元的纸质显微镜“Foldscope”的发明让他得以闻名。使用者手持Foldscope（来源：







































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