Manu Prakash: A 50-cent microscope that folds like origami

Translator: Ralitza Alexova Reviewer: Yavor Ivanov

The year is 1800.

Годината е 1800.

A curious little invention is being talked about.

Говори се за едно любопитно откритие.

It's called a microscope.

Името му е микроскоп.

What it allows you to do

Това, което то ви позволява

is see tiny little lifeforms

е да виждате миниатюрни форми на живот

that are invisible to the naked eye.

невидими за простото око.

Soon comes the medical discovery

Скоро идва и медицинското откритие,

that many of these lifeforms are actually causes

че много от тези форми на живот

всъщност причиняват ужасни човешки болести.

of terrible human diseases.

Imagine what happened to the society

Представете си какво се е случило в обществото,

when they realized

когато осъзнали

that an English mom in her teacup

че в чашата чай на една английска майка

actually was drinking a monster soup,

всъщнаст има супа от чудовища,

not very far from here. This is from London.

не много далеч от тук. Това е от Лондон.

Fast forward 200 years.

Нека прескочим 200 години напред.

We still have this monster soup around,

Все още имаме същата супа от чудовища,

and it's taken hold in the developing countries

и тя владее развиващите се страни

around the tropical belt.

около тропическия пояс.

Just for malaria itself,

Само маларията

there are a million deaths a year,

причинява милион смъртни случая на година,

and more than a billion people

и повече от един милиард души

that need to be tested because they are at risk

трябва да се изследват, защото подлежат на риск

for different species of malarial infections.

от различни видове маларийни инфекции.

Now it's actually very simple to put a face

Сега всъщност е много лесно да сложим лице

to many of these monsters.

на много от тези чудовища.

You take a stain, like acridine orange

Може да вземем оцветител, като акридиново оранжево

or a fluorescent stain or Giemsa,

или флуоресцентен оцветител, или Гиемза,

and a microscope, and you look at them.

и микроскоп и да ги разгледаме.

They all have faces.

Всички те имат физономии.

Why is that so, that Alex in Kenya,

Защо е така, че Алекс в Кения,

Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,

Фатима в Бангладеш, Навджут в Мумбай,

and Julie and Mary in Uganda still wait months

и Джули и Мери в Уганда все още чакат с месеци

to be able to diagnose why they are sick?

за да получат диагноза защо са болни?

And that's primarily because scalability

И това е предимно заради мащабирането

of the diagnostics is completely out of reach.

на диагностиката, което е напълно извън обсега им.

And remember that number: one billion.

И запомнете тази цифра, един милиард.

The problem lies with the microscope itself.

Проблемът е със самия микроскоп.

Even though the pinnacle of modern science,

Въпреки че са опирна точка на модерната наука,

research microscopes are not designed for field testing.

изследователските микроскопи не са направени за полеви изследвания.

Neither were they first designed

Нито пък първоначално са били устроени

for diagnostics at all.

за диагностика.

They are heavy, bulky, really hard to maintain,

Те са тежки, обемисти, трудни за поддържане,

and cost a lot of money.

и много скъпи.

This picture is Mahatma Gandhi in the '40s

Това е снимка на Махатма Ганди от 40те

using the exact same setup that we actually use today

използва абсолютно същото устройство каквото е в употреба и днес

for diagnosing T.B. in his ashram

за диагностика на туберкулоза в неговия ашрам

in Sevagram in India.

в Севаграм в Индия.

Two of my students, Jim and James,

Двама от моите студенти, Джим и Джеймс,

traveled around India and Thailand,

пътуваха в Индия и Тайланд,

starting to think about this problem a lot.

и започнаха да мислят много по този проблем.

We saw all kinds of donated equipment.

Видяхме всякакви видове дарено оборудване.

We saw fungus growing on microscope lenses.

Видяхме микроскопски лещи покрити с плесен.

And we saw people who had a functional microscope

И видяхме хора с работещ микроскоп,

but just didn't know how to even turn it on.

които просто не знаеха как да го включат.

What grew out of that work and that trip

Това в което прераснаха тази работа и пътешествие

was actually the idea of what we call Foldscopes.

беше идеята за това, което наричаме Foldscopes (сгъваеми микроскопи)

So what is a Foldscope?

Какво е Foldscope?

A Foldscope is a completely functional microscope,

Това е напълно функционален микроскоп,

a platform for fluorescence, bright-field,

платформа за флуоресцентна, светлополева,

polarization, projection,

поларизираща, прожекционна,

all kinds of advanced microscopy

всякакви видове напреднала микроскопия,

built purely by folding paper.

построен единствено чрез сгъване на хартия.

So, now you think, how is that possible?

Е, мислите си, как е възможно това?

I'm going to show you some examples here,

Ще ви покажа няколко примера тук,

and we will run through some of them.

и ще минем подробно през някои от тях.

It starts with a single sheet of paper.

Започваме с един лист хартия.

What you see here is all the possible components

Това, което виждате тук са всички възможни части

to build a functional bright-field and fluorescence microscope.

за да построим функционален светлополеви и флуоресцентен микроскоп.

So, there are three stages:

Има три части,

There is the optical stage, the illumination stage

Ето ги оптичната, осветителна

and the mask-holding stage.

и предметна част.

And there are micro optics at the bottom

И има микрооптика на дъното,

that's actually embedded in the paper itself.

която всъщност е вградена в хартията.

What you do is, you take it on,

Това което правите е, взимате го,

and just like you are playing like a toy,

и също както бихте направили с играчка,

which it is,

каквато е,

I tab it off,

първо го избутвам,

and I break it off.

и откъсвам.

This paper has no instructions and no languages.

Хартията няма инструкции на никакъв език.

There is a code, a color code embedded,

Има код, вграден цветен код,

that tells you exactly how to fold that specific microscope.

който ви показва точно как да сгънете този специфичен микроскоп.

When it's done, it looks something like this,

Когато е готов, прилича на нещо такова,

has all the functionalities of a standard microscope,

има всички функции на стандартен микроскоп,

just like an XY stage,

също като предметна масичка подвижна в две измерения

a place where a sample slide could go,

и място, където се слага предметното стъкло,

for example right here.

например тук.

We didn't want to change this,

Не искахме да променяме това,

because this is the standard

защото е стандартът

that's been optimized for over the years,

оптимизиран през годините

and many health workers are actually used to this.

и много здравни работници са свикнали с него.

So this is what changes,

Така че това се променя,

but the standard stains all remain the same

но стандартните оцветители остават същите

for many different diseases.

за много различни болести.

You pop this in.

Слагате това вътре.

There is an XY stage,

Това е предметна масичка с две измерения,

and then there is a focusing stage,

а това е за фокусиране,

which is a flexure mechanism

което е огъващ механизъм

that's built in paper itself that allows us to move

вграден в хартията и позволяващ ни да движим

and focus the lenses by micron steps.

и фокусираме лещите в стъпки от по един микрон.

So what's really interesting about this object,

Нещо много интересно за този предмет,

and my students hate when I do this,

и моите студенти мразят, когато го правя,

but I'm going to do this anyway,

но аз ще го направя въпреки това,

is these are rugged devices.

е че това са много устойчиви устройства.

I can turn it on and throw it on the floor

Мога да го включа и да го хвърля на пода

and really try to stomp on it.

и наистина да опитам да го стъпча.

And they last, even though they're designed

И издържат, въпреки че са направени

from a very flexible material, like paper.

от много лесно огъваем материал, като хартия.

Another fun fact is, this is what we actually

Друг забавен факт е че всъщност

send out there as a standard diagnostic tool,

това е което изпращаме там като стандартен уред за диагностика

but here in this envelope

но в този плик

I have 30 different foldscopes

имаме 30 различни сгъваеми микроскопа

of different configurations all in a single folder.

в различни конфигурации, всички побрани в една папка.

And I'm going to pick one randomly.

Ще взема един наслука.

This one, it turns out, is actually designed

Този, оказва се, е устроен

specifically for malaria,

специално за малария,

because it has the fluorescent filters built

защото има флуоресцентните филтри направени

specifically for diagnosing malaria.

специфично за диагностициране на малария.

So the idea of very specific diagnostic microscopes

Така че идеята за специфични диагностични микроскопи

comes out of this.

произлиза оттук.

So up till now, you didn't actually see

Досега не виждахте това

what I would see from one of these setups.

което аз бих видял през едно от тези устройства.

So what I would like to do is,

Така че, това което искам да направя е

if we could dim the lights, please,

ако може да намалим светлините, моля,

it turns out foldscopes are also projection microscopes.

оказва се че сгъваемите микроскопи са също и прожекционни микроскопи.

I have these two microscopes that I'm going to turn --

Имам тези два микроскопа, които ще включа

go to the back of the wall --

ще отида до гърба на стената

and just project, and this way you will see

и ще прожектирам и по този начин ще виждате

exactly what I would see.

точно това, което и аз.

What you're looking at --

Това, което виждате

(Applause) —

(аплодисменти)

This is a cross-section of a compound eye,

Това е разрез на сложно око,

and when I'm going to zoom in closer, right there,

и когато приближа, точно там,

I am going through the z-axis.

минавам през z-остта.

You actually see how the lenses are cut together

Всъщност виждате как лещите са изрязани заедно

in the cross-section pattern.

в разрез.

Another example, one of my favorite insects,

Друг пример, с едно от моите любими насекоми,

I love to hate this one,

обичам да го мразя,

is a mosquito,

е комар,

and you're seeing the antenna of a culex pipiens.

и виждате пипалото на обикновения комар.

Right there.

Точно тук.

All from the simple setup that I actually described.

Всичко от простото устройство, което вече ви описах.

So my wife has been field testing

Та жена ми изпробва в полеви условия

some of our microscopes

някои от нашите микроскопи

by washing my clothes whenever I forget them

като изпира дрехите ми когато ги забравя

in the dryer.

в сушилнята.

So it turns out they're waterproof, and --

И се оказва, че са водоустойчиви и -

(Laughter) —

(смях) -

right here is just fluorescent water,

това тук е просто флуоресцентна вода

and I don't know if you can actually see this.

и не знам дали можете да го видите.

This also shows you how the projection scope works.

Това показва как работи прожекционния микроскоп.

You get to see the beam the way it's projected and bent.

Виждате светлиния лъч и как се прожектира и пречупва.

Can we get the lights back on again?

Може ли да включим осветлението отново?

So I'm quickly going to show you,

Сега набързо ще ви покажа,

since I'm running out of time,

защото времето ми свършва

in terms of how much it costs for us to manufacture,

как във връзка с производствените разходи

the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,

най-голямата ни идея беше производство от ролка до ролка,

so we built this out of 50 cents of parts and costs.

така че построихме това от 50 цента части и разходи.

(Applause)

(аплодисменти)

And what this allows us to do

И това ни позволява

is to think about a new paradigm in microscopy,

да помислим за нова парадигма в микроскопията,

which we call use-and-throw microscopy.

която наричаме микроскопия за еднократна употреба.

I'm going to give you a quick snapshot

Ще направя бързо обобщение

of some of the parts that go in.

за някои от частите, които са включени.

Here is a sheet of paper.

Ето лист хартия.

This is when we were thinking about the idea.

Това е момента, в който се замислихме за идеята

This is an A4 sheet of paper.

Това е лист А4 хартия.

These are the three stages that you actually see.

Това са трите степени, които всъщност виждате.

And the optical components, if you look at the inset up on the right,

И оптичните компоненти, ако погледнете квадрата вдясно

we had to figure out a way to manufacture lenses

трябваше да измислим начин да произвеждаме лещи

in paper itself at really high throughputs,

в самата хартия с високи обороти,

so it uses a process of self-assembly

и така използваме процес на самосглобяване

and surface tension

и повърхностно напрежение,

to build achromatic lenses in the paper itself.

за да вградим ахроматични лещи в самата хартия.

So that's where the lenses go.

Така че там отиват лещите.

There are some light sources.

Има няколко светлоизточника.

And essentially, in the end,

И в края на краищата,

all the parts line up because of origami,

всички части се подреждат в линия заради оригами,

because of the fact that origami allows us

защото фактът е, че оригами ни позволява,

micron-scale precision of optical alignment.

прецизност на оптичното подреждане на микро-скала.

So even though this looks like a simple toy,

Така че въпреки, че това изглежда като проста играчка,

the aspects of engineering that go in

инженерните аспекти, които са вложени

something like this are fairly sophisticated.

в нещо като това са доста изтънчени.

So here is another obvious thing that we would do,

Така че ето нещо друго което бе очевидно да направим,

typically, if I was going to show

типично, ако щях да ви демонстрирам

that these microscopes are robust,

устойчивостта на тези микроскопи,

is go to the third floor and drop it from the floor itself.

щях да се кача до третия етаж и да ги хвърля отгоре.

There it is, and it survives.

Ето, и оцелява.

So for us, the next step actually

За нас, следващия етап е всъщност

is really finishing our field trials.

да завършим с полевите опити.

We are starting at the end of the summer.

Започваме в края на лятото.

We are at a stage where we'll be making thousands of microscopes.

И сме на етапа, в който ще произвеждаме хиляди микоскопи.

That would be the first time where we would be

Това ще е първия път

doing field trials with the highest density

в който ще се проведат полеви опити с най-висок брой

of microscopes ever at a given place.

на микроскопи на едно място.

We've started collecting data for malaria,

Започнахме да събираме данни за малария,

Chagas disease and giardia from patients themselves.

Шага и гиардия от пациенти.

And I want to leave you with this picture.

Искам да ви оставя с тази снимка.

I had not anticipated this before,

По-рано не очаквах това,

but a really interesting link

но има интересна връзка

between hands-on science education

между практическото научно образование

and global health.

и глобалното здраве.

What are the tools that we're actually providing

Какви са инструментите, които даваме

the kids who are going to fight

на децата, които ще се борят

this monster soup for tomorrow?

със супата от чудовища утре?

I would love for them to be able to just print out

Много бих желал да могат просто да отпечатат

a Foldscope and carry them around in their pockets.

сгъваем микроскоп и да го носят в джоба си.

Thank you.

Благодаря ви.

(Applause)

(аплодисменти)