Hackteria - DIY Microscope Webcam

DIY Webcam rakitan Urs Gaudenz - Hackteria

Workshop Hackteria - DIY Webcam di UGM pada tahun 2009

Hemocytometer di bidang Mikrobiologi

Sesi diskusi penelitian

Penggunaan DIY Microscope Webcam yang telah dirakit ulang di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Pertanian UGM Yogyakarta pada tahun 2011

Screen capture layar komputer dari DIY Webcam Microscope yang dapat digunakan untuk Hemacytometer secara akurat dan cepat

Merupakan sebuah kolaborasi antara dua organisasi Hackteria dan Laboratorium Mikrobiologi Faperta UGM dalam penggunaan webcam untuk Mikroskop Digital. Kolaborasi ini dilakukan Marc Dusseiller dan Komunitas Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada (UGM) Yogyakarta.

Kolaborasi

Penggunaan kamera digital webcam untuk Mikroskop Digital, pertama kali dikembangkan oleh Hackteria, sebuah proyek kesenian yang berfokus pada Biologi dan bersifat Open Source. Hackteria sendiri dikembangkan dengan kolaborasi antara Marc Dusseiller, Andy Gracie, Urs Gaudenz, Antony Hall dan Yashas Shetty. Ide kreatif dalam menghack webcam itu sendiri berasal dari Urs Gaudenz. Penggunaannya sangat sederhana, yaitu dengan membalik lensa pada webcam yang mudah didapat di pasaran sehingga mendapatkan pembesaran pada kekuatan lensa tersebut. Pada tahun 2009, Marc Dusseiller memberi sebuah workshop khusus mengenai penggunaan webcam ini kepada para mahasiswa yang tergabung di Komunitas Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada (UGM) Yogyakarta.

Pada tahun 2010, program ini dilanjutkan oleh Komunitas Laboratorium Mikrobiologi Faperta UGM yang diwakili oleh Nur Akbar Arofatullah. Mereka melakukan sebuah penelitian pada prototipe DIY Microscope Webcam yang telah dirakit oleh Julian Abraham. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur kemampuan magnifikasi (Pembesaran) DIY Microscope Webcam tersebut dan mengetahui batas-batasan prototipe untuk digunakan sebagai alat dalam menganalisis mikroorganisme.

Penelitian

Dalam penelitian ini, Andreas Siagian menuliskan bahwa penelitian dimulai dengan patogen dalam bentuk Systa (kantong telur) yang biasanya menyerang akar kentang. Sebuah Systa normal memiliki ukuran 0,5 - 1 mm dan dapat mengandung 200 - 300 butir telur di dalamnya. Penelitian melakukan pengujian bahwa protipe DIY Microscope Webcam mampu menangkap bentuk dan pergerakan Systa tetapi tidak dapat menangkap struktur telur di dalamnya. Kemampuan untuk menangkap bentuk dan gerakan dianggap cukup membantu bagi mikrobiologi karena mereka dapat menganalisa suatu alat yang digunakan oleh Systa untuk melekat diri mereka sendiri dan menyuntikkan telur ke akar kentang.

Pada tahap penelitian selanjutnya, para siswa menggunakan prototipe untuk menganalisa sampel dari Saccharomyces cerevisiae, spesies yang digolongkan sebagai Yeast (jamur). S. cerevisiae itu sendiri dikenal sejak zaman dahulu dan merupakan ragi yang paling berguna dari penggunaan dalam pembuatan roti dan bir. Ukuran S. cerevisiae berkisar pada 100 mikro (100 x 10-6 m) dan prototipe masih bisa menangkap bentuk dan gerakan mikroorganisme ini, namun tidak dapat menganalisa strukturnya.

Menyadari bahwa kemampuan lensa pembesar mikroskop webcam DIY masih jauh dari standar mikroskop, sesi dilanjutkan dengan sebuah percobaan. Percobaan tersebut adalah penggunaan perangkat menguji Hemocytometer. Hemocytometer dirancang untuk menghitung sel dengan menempatkan sampel ke kotak kecil di kaca dan kemudian dihitung secara manual dengan rumus untuk mengetahui jumlah sel-sel yang dikandung oleh sampel. Percobaan ini menunjukkan penggunaan DIY Microscope Webcam yang sangat paling potensial di bidang mikrobiologi dimana DIY Microscope Webcam ini memiliki beberapa keuntungan yang signifikan dibandingkan dengan metode analisis normal.

Kesulitan Hemocytometer

Ada dua kesulitan yang ditemui dalam metode Hemocytometer menggunakan mikroskop analog, yaitu:

Pergerakan sel-sel dan area pengamatan terbatas dalam penggunaan mikroskop analog adalah proses yang sangat sulit karena sel-sel dapat bergerak dari satu kotak ke yang lain. Hal ini menyebabkan proses penghitungan langsung membutuhkan presisi dan konsentrasi tinggi dari pengamat. Hal ini juga mengakibatkan penghitungan langsung tidak akurat.
Durasi pengamatan sebuah sampel Hemocytometer memerlukan waktu sekitar 10 menit. Namun dalam pengerjaan laboratorium, para ilmuwan harus mengamati ratusan sampel, sehingga proses ini sangat panjang dan sulit.

Kegunaan

Setelah melakukan tes, beberapa kegunaan utama dalam penggunaan DIY Webcam Microscope dibandingkan dengan mikroskop analog antara lain adalah:

Menggunakan DIY Microscope Webcam, pengamat bisa mengambil foto sampel yang sedang dianalisa dan menghitung jumlah sel pada waktu yang sama seperti yang ditangkap Haemocytometer keseluruhan.
DIY Microscope Webcam menyediakan data posisi dalam waktu yang tepat. Hal ini membuat para pengamat dapat melakukan cross-check sampel, sebuah keuntungan yang tidak bisa dilakukan dengan metode standar Hemocytometer menggunakan mikroskop analog.
Berguna untuk menganalisis langkah pertama untuk objek mikroskopis, karena sangat berguna untuk menganalisis bentuk dan morfologi mikroorganisme.

Penggunaan

Setelah pengetesan prototipe tersebut, Nur Akbar Arofatullah merakit sebuah prototipe baru dengan menggunakan konstruksi tubuh mikroskop analog yang telah rusak. Konstruksi tubuh tersebut menyediakan presisi akurat dalam penggerakan lensa dan obyek pengamatan. Fungsi ini mengakomodir kekurangan yang didapat dari percobaan prototipe tersebut. Setelah melalui perakitan ulang, Nur Akbar Arofatullah memberikan sebuah DIY Webcam Microscope untuk digunakan di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Pertanian UGM Yogyakarta. Hingga pada saat ini, DIY Webcam Microscope tersebut selalu digunakan dalam metode Hemocytometer oleh para mahasiswa jurusan mikrobiologi. Hasil penghitungan dari Hemocytometer dengan menggunakan DIY Webcam Microscope sangat akurat dan layak digunakan dalam penelitian di bidang mikrobiologi.

Kesimpulan

Keuntungan dari DIY Microscope Webcam dibandingkan dengan mikroskop biasa dalam Hemocytometer adalah:

DIY Microscope Webcam memiliki cakupan yang lebih luas dalam analisis, menyediakan 24 kotak yang dapat dilihat dalam analisis tunggal. mikroskop normal hanya bisa menangkap 4 kotak.
metode mikroskop normal cukup rumit dalam pelaksanaan analisanya dan memerlukan presisi akut karena mengharuskan seorang peneliti untuk menganalisis 4 kotak dan menulis secara manual kemudian menggeser Hemocytometer ke 4 kotak selanjutnya tanpa menandai kotak yang sudah diamati. DIY Microscope Webcam dapat menangkap dan menyimpannya sebagai gambar digital, memungkinkan peneliti untuk menghitung Hemocytometer dalam jumlah yang sangat signifikan dengan waktu lebih singkat.

Sesudah penelitian diadakan sebuah diskusi untuk membuat persiapan dari perbaikan yang diperlukan untuk prototipe DIY Microscope Webcam. Kesimpulan dari perbaikan yang diperlukan adalah:

DIY Microscope Webcam memerlukan intensitas cahaya yang dapat disesuaikan. Intensitas cahaya ini dianggap sangat penting, karena jumlah intensitas cahaya yang sangat diperlukan untuk menentukan fokus pada sampel penelitian.
Perbaikan dalam penyesuaian rentang lensa ke sumber objek sampel, cahaya dari bawah sampel dibutuhkan untuk mendapatkan gambar yang lebih jelas dari objek penelitian.
Sebuah penyesuaian fokus bagi pengguna diperlukan pengerjaan lebih lanjut untuk membantu pengguna untuk menyesuaikan gerakan presisi dari alat.

Pengembangan Lebih Lanjut

Sejumlah peneliti di Lab Mikrofluida, Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada mereproduksi teknik yang dikembangkan oleh Hackteria dan menganalisa performansi mikroskop yang diperoleh. Hasil yang diperoleh melalui analisa pencitraan kuantitatif memang cukup mencengangkan: dengan harga “hanya” ratusan ribu rupiah, sebuah mikroskop dapat dibangun dengan cepat dan langsung dipakai untuk melihat objek dengan ukuran terkecil 7 mikrometer (sekitar 30 kali lebih tipis daripada rambut manusia). Namun demikian, sejumlah keterbatasan juga dimiliki oleh mikroskop hasil oprekan tersebut: kualitas lensanya yang tidak sempurna menyebabkan citra mengalami degradasi kualitas di bagian tepi. Meski begitu, masalah ini dapat diatasi dengan teknik pengolahan citra digital yang tidak terlalu sulit.

Pada 24 November 2010, pekerjaan yang dilakukan oleh Lab Mikrofluida tersebut telah terpublikasikan sebagai sebuah artikel ilmiah di jurnal internasional “Optical Engineering”. Salinan dari artikel ilmiah itu dapat diperoleh dengan menghubungi tim peneliti di Lab Mikrofluida. Saat ini mikroskop yang dapat dioperasikan dengan mudah melalui saluran USB tersebut sedang dipergunakan oleh Lab Mikrofluida untuk menyelidiki sejumlah fenomena aliran di skala mikroskopik yang dinilai menarik dan bermanfaat secara teknologi.

MiCAM

MiCAM v. 3.2 pada Januari 2014

Lifepatch sendiri mengembangkan sebuah kit yang didesain khusus sesuai dengan material yang mudah didapat di Indonesia. Desain ini mengutamakan segi interaksi bagi pengguna dan durabilitas penggunaan mikroskop itu sendiri. MiCAM sendiri bersifat Open Source sehingga masyarakat dapat menggunakan desain dari Lifepatch dan membuat/mengembangkan mikroskop mereka sendiri. Pengembangan MiCAM dipimpin oleh Nur Akbar Arofatullah, salah satu pendiri Lifepatch.

Referensi dan Link Eksternal

blog comments powered by Disqus