Brick by brick: building towards affordable and inclusive science
Oeiras, 12th December 2025
[PT version below]
The winners of the 2025 Research Impact Narratives Challenge were announced at NOVA Science and Innovation Day. Ricardo Henriques, leader of the AI-Driven Optical Biology Lab at ITQB NOVA, was awarded for his narrative on the development and impact of “Pumpy”, originally called NanoJ-Fluidics, an automated tool built with LEGO that reshapes the way cells are studied under the microscope.
The project dates back to 2017, when Ricardo and his team faced a common challenge in microscopy: how to alter the sample's liquid environment (e.g., by adding drugs, dyes, or other stimuli) without interrupting imaging. Traditional methods required removing the sample to deliver treatments, while commercial solutions are expensive, complex, and inaccessible to many laboratories.
That’s how the idea for Pumpy was born. Working closely with Pedro Matos Pereira, leader of the Intracellular Microbial Infection Biology Lab, the team designed a low-cost, easy-to-build, programmable system using LEGO components. The device uses LEGO motors and gears to drive a syringe pump that delivers ultra-precise volumes (down to the nanoliter) directly to the sample. In 2019, the breakthrough was published in Nature Communications as an open-access article, complete with detailed building instructions and an open-source software.
But Pumpy’s impact was not contained by the lab walls. Through workshops, online tutorials, and efforts on social media, the creators expanded Pumpy’s influence to both students and non-scientists. Educators welcomed the idea of using LEGO bricks to construct scientific tools, opening new pathways for teaching microscopy and experimental design in an accessible, practical manner.
"Scientific research often involves building technology to enable observations previously impossible. Many of us learned to 'play' by making small devices as kids using LEGO, and now we can apply those skills to research and academic education, in a fun way”, says Ricardo.
Ricardo and his team later expanded the project, moving from LEGO parts to 3D-printed components. This evolution kept the open-source philosophy intact while allowing for more precise and customizable designs, broadening Pumpy’s reach among researchers and hobbyists alike.
More than a new product, Pumpy is an example of how scientists’ resourcefulness and creativity are the cornerstone of innovation, helping overcome barriers in access to knowledge and technology.
[PT]
Peça a peça: construir uma ciência acessível e inclusiva
Ricardo Henriques, Investigador Principal do ITQB NOVA, foi distinguido pela NOVA com o prémio Research Impact Narratives Challenge pelo “Pumpy”, uma ferramenta construída com LEGO que está a transformar a forma como os cientistas estudam células vivas.
Os vencedores da edição de 2025 do Research Impact Narratives Challenge foram anunciados no NOVA Science and Innovation Day. Ricardo Henriques, líder do laboratório AI-Driven Optical Biology Lab no ITQB NOVA, foi premiado pela narrativa sobre o desenvolvimento e impacto do “Pumpy”, inicialmente denominado NanoJ-Fluidics, uma ferramenta automatizada construída com peças LEGO que está a mudar a forma como as células são estudadas ao microscópio.
O projeto remonta a 2017, quando Ricardo e a sua equipa enfrentavam um desafio comum em microscopia: como alterar o meio líquido da amostra (por exemplo, adicionando fármacos, corantes ou outros estímulos) sem interromper a imagiologia. Os métodos tradicionais exigiam a remoção da amostra para aplicar os tratamentos, e as soluções comerciais são caras, complexas e inacessíveis para muitos laboratórios.
Foi assim que nasceu a ideia do Pumpy. Trabalhando em estreita colaboração com Pedro Matos Pereira, líder do laboratório Intracellular Microbial Infection Biology Lab, a equipa concebeu um sistema programável, de baixo custo e fácil construção, utilizando componentes LEGO. O dispositivo usa motores e engrenagens LEGO para acionar uma bomba de seringa capaz de administrar volumes ultra precisos (ao nível do nanolitro) diretamente na amostra. Em 2019, a inovação foi publicada na Nature Communications como artigo de acesso aberto, acompanhada de instruções detalhadas de construção e de um software open-source.
Mas o impacto do Pumpy foi além das paredes do laboratório. Através de workshops, tutoriais online e iniciativas nas redes sociais, os criadores expandiram a influência do Pumpy entre estudantes e não-cientistas. Educadores acolheram a ideia de usar peças LEGO para construir ferramentas científicas, abrindo novos caminhos para ensinar microscopia e design experimental de forma acessível e prática. Como afirma Ricardo: “a investigação científica envolve frequentemente construir tecnologia que permita fazer observações antes impossíveis. Muitos de nós aprendemos a ‘brincar’ a construir pequenos dispositivos em criança usando LEGO, e agora podemos aplicar essas competências na investigação e no ensino académico, de forma divertida”.
Mais tarde, Ricardo e a sua equipa expandiram o projeto, passando das peças LEGO para componentes impressos em 3D. Esta evolução manteve a filosofia de acesso aberto, ao mesmo tempo que permitiu designs mais precisos e personalizáveis, ampliando o alcance do Pumpy entre investigadores e entusiastas.
Mais do que um novo produto, o Pumpy é um exemplo de como a engenhosidade e criatividade dos cientistas são fundamentais para a inovação, ajudando a ultrapassar barreiras no acesso ao conhecimento e à tecnologia.
