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バイオハック・DIYバイオ・自宅で行うバイオ研究・自分の遺伝子をハックする方法

 IT・電子技術が歩んできたように遺伝子・バイオ技術も企業や大学の研究室を飛び出し自宅で取り扱える時代が来るはずです。かつて、有名IT企業が自宅のガレージから始まったように、個人が自宅でバイオテクノロジーの革命を起こす日はもうすぐ。
ここは大企業・研究機関に頼らないバイオ研究を志す''バイオハッカー''のためのページです。

 
2021.04.28Wed/水

顕微鏡やインキュベーターを37℃一定に保てる簡易ヒーターを4000円でDIY

↑BTW

やっつけで作りました。


↓これがヒーターと制御ユニット。100円ショップのタッパーに固定してあります。


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Category:バイオハッカー用実験器具

 Keyword:顕微鏡/79
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2021.03.30Tue/火

4900円の顕微鏡用USBカメラでDIYバイオの顕微鏡観察が別次元のクオリティーに!

↑BTW

こりゃファイナルアンサーかもしれない。


購入した顕微鏡の接眼レンズにはめるUSBカメラはこちら

1.3Mピクセル(4900円)のやつと5.0Mピクセル(8600円)の2種類ある。今回は1.3Mピクセル版を購入。
1.3Mピクセル版の最大解像度は1280x1024。下記はちょうど半分の大きさにリサイズしてます(横600ピクセル)。1メモリは10μmです。細胞の大きさはだいたい5〜20μmぐらいなので十分な解像度!

いやぁ、自宅でこのクオリティーで画面いっぱいに顕微鏡観察が出来るとは嬉しいね♪。
ちなみに5Mピクセル版の最大解像度は2592x1944らしい。この顕微鏡なら5Mピクセル版を使えば解像度的にメリットあるかも。

この10μmの目盛りのついたスライドガラスはこれ
倒立顕微鏡はこちら。接眼レンズのサイズ23mmと書かれています。今回購入したUSBカメラのサイズが23.2mmと書かれていてぴったりです。

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Category:DIY顕微鏡

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2021.03.21Sun/日

個人法人利用無料の「かがくイラスト」化学の素材屋さん

↑BTW

また世界に拡散していく良サイトが。仕事のプレゼンて使いまくっちゃうぞ。

運営は大学で有機化学の研究補助している人らしい。無料は嬉しいけど投げ銭機能は付ければ良いのに。期をまたげない予算の端数が余ってるプロジェクトは官民通じて多いはず(笑)

Category:未分類

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2021.03.18Thu/木

自由研究に最適!キッチンでできる植物バイオ入門

↑BTW

市販されている漂白剤やら液体肥料を使って植物種子の無菌培養方法が紹介されています。
このサイトでも何度か取り上げているヴィトロプランツの試薬などを活用する方法にも言及

小瓶で行う植物のカルス培養はカバンにつけるアクセサリーとして素敵な気がするんだがどうだろう?

Category:植物DIYバイオ

 Keyword:ヴィトロプランツ/7
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2021.03.02Tue/火

DIY顕微鏡の能力を2000円のキャリブレーション・スライドガラスで確認する。接着している細胞の大きさはだいたい10マイクロメートルぐらい

↑BTW

↓これ

俺はAmazonで以前1300円で買ったんだけど、今見ると2239円だね。

↓こんなケースに貼っています。


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Category:DIY顕微鏡

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2021.02.04Thu/木

Urs Gaudenzが主宰するスイス拠点のGaudiLabsが面白い。多数のDIYバイオに使える機器を開発・販売

↑BTW

Webページ

  • chってスイスなんだ。
Youtubeチャンネル
Facebookページ
主宰者はブラシレスモーターとかハードウェア専門らしいけどショップには魅力的なDIYキットが多数
  • オープン・テルミン(楽器)/169ユーロ
  • オープン・マイクロ流路プラットフォーム/945ユーロ
  • ポケットPCR/99ユーロ
  • GaudiShop ? Open Technology2イイネ
ポケットPCRは2AのUSB電力で駆動、0.2mLチューブ×5でPCR可能。重さわずか50g
完全オープンソースでgithubで公開されています。
他にも光ファイバーを使った分光光度計
DIY分注装置、DIYバイオプリンティング装置

Category:バイオハッカー団体・コミュニティー

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2020.12.08Tue/火

2000円のUSB接続タイプの顕微鏡WebカメラがそれなりにDIYバイオ自宅培養観察に使えそう(2020年物欲56)

↑BTW


購入したのはこれ↓

Amazon.co.jpの売り文句だと50〜1600倍観察が出来るらしい。もちろん調べるまでも無く1600倍なんて絶対無理だと思うけど。

↓中身


(省略されています。全文を読む

Category:DIY顕微鏡

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2020.11.26Thu/木

自宅に設置したDIY培養装置内の映像を常時ネット配信させる準備2〜サーバーに集めた画像からタイムラプス画像を自動合成

↑BTW

前回、Raspberry piとWebカメラで一定間隔で撮影してサーバーに送る方法を説明しました。

今回はその画像をタイムラプス動画にしてリアルタイムでWeb公開する方法です。

↓出来上がり。テスト用に1週間ほど撮影しタイムラプス画像にしたものです。動画は自動で1日4回最新の状況に更新されています。水が蒸発するので毎晩水を足しています。深夜も100円ショップで売っていたUSBライトで照らしています。

途中1日ほどRaspberry Piが死んでおり映像が飛んでいます。watch dog設定しなきゃ。そしてもう寒いので発芽まで1週間程度かかっています。頑張れラディッシュ!。2000円のWebカメラは画質がイマイチでかつ、近くにピントが合いませんね。

当初、サーバーにアップロードした画像をサーバー上で動画に合成しようと思ったのですが
(1)ffmpegとかmencoderとか必要なソフトをサーバーにうまくインストール出来なかった。
(2)出来たとしても定期的に動画合成していると負荷が大きすぎて怒られそう(共用サーバーなので)

というわけで、サーバーから一度、吸い出して、そこで動画合成して、動画だけサーバーに送るという方式をとることにしました。使用したので俺の部屋に無限に転がっているRaspberry Pi笑

現在、アップロードされた画像と動画はhttps://kamotown.net/upload/に置かれています。

from ftplib import FTP
import subprocess
import os

#サーバーのFTP設定(アドレス、ID、パスワード)
ftp= FTP(
"xxxxx.xxxx.xxx",
"yyyyyy",
passwd="zzzzzzz"
)
items=ftp.nlst("www/kamotown/upload/")

#サーバーの指定ディレクトリにある画像の中でこちら側にダウンロードしていない画像をダウンロード
for file in items:
if os.path.splitext(os.path.basename(file))[1] == '.jpg':
if os.path.isfile(os.path.basename(file))==False:
with open(os.path.basename(file),"wb") as f:
ftp.retrbinary("RETR "+str(file),f.write)
print str(file)
f.close()

#画像ファイル一覧をlist.txtに保存
subprocess.call('ls *.jpg>list.txt',shell=True)

#画像ファイルをffmpegで読み込めるように整形してlist2.txtに保存
f2=open('list.txt')
f3=open('list2.txt','w')

data=f2.readline()
while data:
f3.write('file '+data)
data=f2.readline()

f2.close()
f3.close()

#サブプロセスでffmpegで画像変換
subprocess.call('ffmpeg -f image2 -r 15 -f concat -i list2.txt -r 15 -an -vcodec libx264 -pix_fmt yuv420p timelapse.mp4', shell=True)

#サーバーに戻す
with open("timelapse.mp4", "rb") as f:
ftp.storbinary("STOR www/kamotown/upload/timelapse.mp4", f)
f.close()


Raspberry Piへのffmpegのインストールは

sudo apt-get install ffmpeg

でOKです。簡単♪

このPythonスクリプトをcrontabなどを使って定期的に実行することでサーバー側に最新の動画が掲載され続けます。

今回一番非力なRaspberry Pi zeroを動画変換に使用したのですが、400枚の画像からタイムラプス動画(10Mbyte)を作るのに1時間近くかかりました。う〜ん。けっこう重いな。

そのうち皆で使えるタイムラプス専用の投稿・閲覧サーバーでも立ち上げようと思っているのですが、動画変換部分をどうするのか考えなければいけません。

あ、ffmpegのエンコード時のオプションを「-vcodec h264_omx」とするとハードウェアエンコードされるのか?

Category:汎用培養装置InCUBE

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2020.11.17Tue/火

自宅に設置したDIY培養装置内の映像を常時ネット配信させる準備。Raspberry PiとWebカメラを使用

↑BTW

自宅でDIY培養実験をするにしても帰宅後に毎日培養の様子を観察なんて時代遅れだと思うんです。培養の様子を常時ネット配信して、ついでにタイムラプス動画も作ってしまうのが今時(いまどき)かと。仕事中に何度も様子を確認しちゃうという状態を目指しています。

Raspberry PiとWebカメラでの配信を実験中。自宅の自室に放置したラディッシュの種。真ん中1つ発芽してきた!失敗した、寒いから全然芽が出ない笑。

ステップ1:Raspberry Piに接続したWebカメラで写真を撮る

#Webカメラのドライバーをインストール
sudo apt-get install fswebcam

#下記で撮影した画像が保存される。簡単♪
fswebcam -r 1280x720 capture.jpg


ステップ2:撮影した画像をWebサーバーに投げるためのrequestsというモジュールをインストール
#まずインストールに必要なpipをインストール
sudo apt-get install python-dev
sudo apt-get install python-pip

#pipでrequestsをインストール
pip install requests


ステップ3:Webカメラで撮影して撮影した画像をWebにPOSTするPythonスクリプト
import requests
import subprocess

subprocess.call(['fswebcam','-r','1280x720','capture.jpg'])

url='http://xxxxx.com/upload.cgi'
file = {'upload_file': open('capture.jpg','rb')}
data = {'temp1': 'dummydata'} #一緒にパラメータを送る時用
r = requests.post(url, files=file, data=data)
print r.text

これをcrontabとかで動かせば自動で指定した時間ごとに撮影されます。Raspberry PiとWebカメラ併せて4000円もあればタイムラプス撮影装置が作成出来ます。

ステップ4:写真とかを受信するサーバー側のPerlスクリプト
#! /usr/bin/perl
use CGI;
my $q = new CGI;
my $fh = $q->param('upload_file');
@FORMname= $q->param();
foreach my $dammy (@FORMname){
$FORM{$dammy}=$q->param($dammy);
}

print "Content-Type:text/html\n\n";
print "OK";

$tt=time; #取得した画像は現在のエポックタイムをファイル名として保存

if ($fh ne "") {
open(F,">".$tt.'.jpg') or die;
flock(F, 2);
binmode F;
if (defined $fh) {while (<$fh>) {print F $_;}}
close F;
}
exit;


サーバー側で取得した連続jpgを合成してタイムラプス動画を合成したいんだけど、必要なmencoderかffmpegを「さくらのレンタルサーバー」にインストール出来ない。うむむむ。。。
これ↓の通りにやっているだけど本体のmakeでたくさんエラーが出る。。。。

Category:汎用培養装置InCUBE

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2020.11.09Mon/月

汎用培養装置InCUBE ver.1.0完成

↑BTW


色々と問題だらけだけど、とりあえず基本構造を組んでみました。美しくないなー。でも3Dプリンターでシリアル番号入りのエンブレム出力して貼り付けた笑

とりあえず何か中で培養・栽培・飼育してタイムラプス配信したい。ちなみに写真はミドリムシ培養中。こんなたいそうな装置無くても増えるけど。

搭載した機能は
(1)加温・冷却対応の温度調整機能付きの水循環(モータードライバ×ペルチェTEC1-12704、30W出力)。試してないけど加温は室温+10度。冷却は-2〜3度が限界の非力な状況かも。ダメダメならモータードライバもペルチェも高出力のやつに交換しよう。理想はどんな気温でも4℃〜37℃まで制御可能にすること。

(2)照明。10W LED(ON/OFF制御は手動)。植物栽培にはたぶんパワー足りないな。

(3)温度センサー×3(現状は(A)室温。(B)ペルチェ。(C)培養装置内部液体を測定。1-wireセンサー使用。

(4)タイムラプス撮影用Webカメラ。Raspberry専用カメラにこだわってきたけど、なんだWebカメラをUSB接続するのが簡単で安いじゃん。

制御はRaspberry Piです。電源はAC1本繋げればOKにしてあります。照明用LED以外は12V電源がメインでそこから12V→5V(DC/DC)ユニット使って5Vに落としてRaspberry Piと水ポンプを駆動しています。要素技術多いな。。。DIYバイオと言ってもこれを各個人で作れというのは酷な話かもしれない。DIY自宅培養の普及には製品化が必要だな。部品はAmazonマーケットプライスとAliexpress、Banggoodの集大成って感じ。部品代は総額で1万円は超えてないかな。

改良に関しては下記がTODOリスト(個人的メモ)

  • 水ポンプと照明もRaspberry Piで制御したい。
  • Webカメラで撮影可能だけどカメラ位置調整をどうするか。
  • Webカメラはたぶんマクロ撮影出来ないので何かレンズ追加が必要
  • 温度制御機能のキャパシティー確認
  • のたうち回るケーブルの長さを調製したい。
  • 10W LED照明が放熱アルミ板+ファンが必要な状況でめんどくさい。それに植物栽培するにしても10Wじゃパワー不足かも。
  • 照度センサー設置したい。
  • タイムラプス撮影したデータを受け取って動画合成するサーバー側の整備
  • 本体のみで制御出来るようにタッチパネル液晶でも取り付けたい。

Category:汎用培養装置InCUBE

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