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

Μετάφραση: Chryssa Takahashi Επιμέλεια: Stefanos Reppas

The year is 1800.

Βρισκόμαστε στο 1800.

A curious little invention is being talked about.

Όλοι συζητούν για μια περίεργη μικρή εφεύρεση.

It's called a microscope.

Το όνομά της είναι μικροσκόπιο.

What it allows you to do

Αυτό που σας επιτρέπει να κάνετε

is see tiny little lifeforms

είναι να δειτε μικροσκοπικές μορφές ζωής

that are invisible to the naked eye.

που δεν είναι ορατές δια γυμνού οφθαλμού.

Soon comes the medical discovery

Σύντομα μέσω της ιατρικής ανακάλυψης επιβεβαιώνεται

that many of these lifeforms are actually causes

ότι πολλές από αυτές τις μορφές ζωής είναι στην πραγματικότητα

of terrible human diseases.

αιτίες για φοβερές ανθρώπινες ασθένειες.

Imagine what happened to the society

Σκεφθείτε τι έγινε στην κοινωνία

when they realized

όταν συνειδητοποίησαν

that an English mom in her teacup

ότι μια αγγλίδα μαμά στο φλιτζάνι του τσαγιού της

actually was drinking a monster soup,

έπινε στην πραγματικότητα μια σούπα τεράτων,

not very far from here. This is from London.

όχι πολύ μακριά από εδώ. Αυτό είναι από το Λονδίνο.

Fast forward 200 years.

Ας προχωρήσουμε 200 χρόνια.

We still have this monster soup around,

Η σούπα με τα τέρατα εξακολουθεί να υπάρχει

and it's taken hold in the developing countries

και έχει καθιερωθεί στις αναπτυσσόμενες χώρες

around the tropical belt.

γύρω από την τροπική ζώνη.

Just for malaria itself,

Μόνο από την ελονοσία

there are a million deaths a year,

υπάρχουν ένα εκατομμύριο θάνατοι το χρόνο

and more than a billion people

και περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο άνθρωποι

that need to be tested because they are at risk

πρέπει να ελεγχθούν επειδή πιθανόν να βρίσκονται σε κίνδυνο

for different species of malarial infections.

από διαφορετικά είδη μολύνσεων από την ελονοσία.

Now it's actually very simple to put a face

Σήμερα, είναι πράγματι πολύ απλό να αναγνωρίσουμε

to many of these monsters.

πολλά από αυτά τα τέρατα.

You take a stain, like acridine orange

Παίρνετε μια χρωστική, όπως πορτοκαλί της ακριδίνης (ΑΟ),

or a fluorescent stain or Giemsa,

ή μια φθορίζουσα χρωστική ή μια χρωστική Giemsa

and a microscope, and you look at them.

ένα μικροσκόπιο και τα κοιτάτε.

They all have faces.

Όλα έχουν πρόσωπα.

Why is that so, that Alex in Kenya,

Γιατί συμβαίνει αυτό, όπου ο Άλεξ στην Κένυα,

Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,

η Φάτιμα στο Μπαγκλαντές, ο Νάβζουτ στη Μουμπάι,

and Julie and Mary in Uganda still wait months

η Τζούλι και η Μαίρη στην Ουγκάντα ακόμα περιμένουν μήνες

to be able to diagnose why they are sick?

να διαγνωστούν γιατί είναι άρρωστοι;

And that's primarily because scalability

Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι η επεκτασιμότητα

of the diagnostics is completely out of reach.

των διαγνωστικών εργαλείων είναι εντελώς ανέφικτη.

And remember that number: one billion.

Και να θυμάστε αυτόν τον αριθμό: Ένα δισεκατομμύριο.

The problem lies with the microscope itself.

Το πρόβλημα εντοπίζεται στο ίδιο το μικροσκόπιο.

Even though the pinnacle of modern science,

Παρά το ότι αποτελούν το απόγειο της σύγχρονης επιστήμης,

research microscopes are not designed for field testing.

τα ερευνητικά μικροσκόπια δεν έχουν σχεδιαστεί για επιτόπια δοκιμή.

Neither were they first designed

Ούτε και στον αρχικό σχεδιασμό τους

for diagnostics at all.

ήταν κατάλληλα σαν διαγνωστικά εργαλεία.

They are heavy, bulky, really hard to maintain,

Είναι βαριά, ογκώδη, συντηρούνται δύσκολα

and cost a lot of money.

και κοστίζουν πολλά χρήματα.

This picture is Mahatma Gandhi in the '40s

Σε αυτή τη φωτογραφία ο Μαχάτμα Γκάντι το '40,

using the exact same setup that we actually use today

χρησιμοποιεί τον ίδιο εξοπλισμό που χρησιμοποιούμε και εμείς σήμερα,

for diagnosing T.B. in his ashram

για να διαγνώσει φυματίωση στο άσραμ του

in Sevagram in India.

στο Σεβαγράμ της Ινδίας.

Two of my students, Jim and James,

Δύο από τους φοιτητές μου, ο Τζιμ και ο Τζέιμς,

traveled around India and Thailand,

ταξίδεψαν στην Ινδία και στην Ταϊλάνδη

starting to think about this problem a lot.

αρχίζοντας να σκέφτονται πολύ αυτό το πρόβλημα.

We saw all kinds of donated equipment.

Είδαμε όλα τα είδη προσφερόμενου εξοπλισμού.

We saw fungus growing on microscope lenses.

Είδαμε μύκητες να αναπτύσσονται σε φακούς μικροσκοπίων.

And we saw people who had a functional microscope

Είδαμε και άτομα που είχαν μικροσκόπιο που λειτουργούσε

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

αλλά απλά δεν ήξεραν πώς να το ανοίξουν.

What grew out of that work and that trip

Από αυτή την εργασία και αυτό το ταξίδι

was actually the idea of what we call Foldscopes.

γεννήθηκε η ιδέα αυτών που εμείς ονομάσαμε Foldscope.

So what is a Foldscope?

Και τι είναι ένα Foldscope;

A Foldscope is a completely functional microscope,

Το Foldscope είναι ένα εντελώς λειτουργικό μικροσκόπιο,

a platform for fluorescence, bright-field,

μια πλατφόρμα φωτεινού πεδίου, φθορισμού,

polarization, projection,

πόλωσης και προβολής,

all kinds of advanced microscopy

όλα τα είδη προηγμένης μικροσκοπίας

built purely by folding paper.

που δημιουργήθηκε μόνο με διπλωμένο χαρτί.

So, now you think, how is that possible?

Και βέβαια σκέφτεστε, πώς είναι αυτό δυνατόν;

I'm going to show you some examples here,

Θα σας δείξω κάποια παραδείγματα

and we will run through some of them.

και μερικά θα τα δούμε βήμα βήμα.

It starts with a single sheet of paper.

Αρχίζουμε με ένα φύλλο χαρτιού.

What you see here is all the possible components

Αυτό που βλέπετε εδώ είναι όλα τα αναγκαία μέρη

to build a functional bright-field and fluorescence microscope.

για να χτιστεί ένα λειτουργικό μικροσκόπιο φωτεινού πεδίου και φθορισμού.

So, there are three stages:

Λοιπόν, υπάρχουν τρία επίπεδα:

There is the optical stage, the illumination stage

Το οπτικό επίπεδο, το επίπεδο φωτισμού

and the mask-holding stage.

και το επίπεδο της αντικειμενοφόρου πλάκας.

And there are micro optics at the bottom

Υπάρχουν μικρο-οπτικά στην βάση

that's actually embedded in the paper itself.

που έχουν ενσωματωθεί στο ίδιο το χαρτί.

What you do is, you take it on,

Αυτό που κάνετε είναι, το μεταχειρίζεστε

and just like you are playing like a toy,

όπως ακριβώς παίζετε ένα παιχνίδι,

which it is,

το οποίο είναι,

I tab it off,

αφαιρώ την καρτέλα

and I break it off.

σπάζοντας την.

This paper has no instructions and no languages.

Το χαρτί δεν έχει οδηγίες σε καμία γλώσσα.

There is a code, a color code embedded,

Υπάρχει ένας κωδικός, ένας ενσωματωμένος χρωματιστός κωδικός

that tells you exactly how to fold that specific microscope.

που σας καθοδηγεί ακριβώς πώς να διπλώσετε αυτό το μικροσκόπιο.

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

Όταν έχει ολοκληρωθεί, φαίνεται κάπως έτσι,

has all the functionalities of a standard microscope,

έχει όλη τη λειτουργικότητα ενός κλασικού μικροσκοπίου

just like an XY stage,

ακριβώς όπως ένα επίπεδο ΧΥ,

a place where a sample slide could go,

η περιοχή όπου θα μπορούσε να τοποθετηθεί ένα δείγμα,

for example right here.

όπως εδώ για παράδειγμα.

We didn't want to change this,

Δεν θέλαμε να το αλλάξουμε αυτό

because this is the standard

γιατί αυτό είναι το πρότυπο

that's been optimized for over the years,

που έχει βελτιστοποιηθεί όλα αυτά τα χρόνια

and many health workers are actually used to this.

και πολλοί εργαζόμενοι στον κλάδο υγείας το έχουν συνηθίσει.

So this is what changes,

Επομένως, αυτό είναι που αλλάζει,

but the standard stains all remain the same

αλλά οι καθιερωμένες χρωστικές παραμένουν οι ίδιες

for many different diseases.

για πολλές, διαφορετικές ασθένειες.

You pop this in.

Το τοποθετείτε.

There is an XY stage,

Υπάρχει ένα επίπεδο ΧΥ

and then there is a focusing stage,

και έπειτα υπάρχει ένα επίπεδο εστίασης

which is a flexure mechanism

όπου είναι ένας ελαστικός μηχανισμός

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

που έχει τοποθετηθεί στο ίδιο το χαρτί που μας επιτρέπει

and focus the lenses by micron steps.

να μετακινήσουμε και να εστιάσουμε το φακό με πολύ μικρές κινήσεις.

So what's really interesting about this object,

Αλλά αυτό που είναι πραγματικά ενδιαφέρον σχετικά με αυτό το αντικείμενο,

and my students hate when I do this,

και οι μαθητές μου το μισούν όταν το κάνω αυτό,

but I'm going to do this anyway,

αλλά θα το κάνω έτσι κι αλλιώς,

is these are rugged devices.

είναι αυτές οι ανθεκτικές συσκευές.

I can turn it on and throw it on the floor

Το ανοίγω, το πετάω στο δάπεδο

and really try to stomp on it.

και πράγματι, προσπαθώ να το πατήσω.

And they last, even though they're designed

Και αντέχουν, παρόλο που έχουν σχεδιαστεί

from a very flexible material, like paper.

από ένα πολύ ελαστικό υλικό όπως το χαρτί.

Another fun fact is, this is what we actually

Ένα άλλο διασκεδαστικό γεγονός είναι ότι αυτό είναι πράγματι αυτό

send out there as a standard diagnostic tool,

που αποστέλλουμε ως ένα καθιερωμένο διαγνωστικό εργαλείο.

but here in this envelope

Αλλά, εδώ, σε αυτόν τον φάκελο

I have 30 different foldscopes

έχω τριάντα διαφορετικά Foldscope

of different configurations all in a single folder.

με διαφορετικές δομές, όλα σε έναν φάκελο.

And I'm going to pick one randomly.

Θα διαλέξω ένα τυχαία.

This one, it turns out, is actually designed

Αυτό, αποδεικνύεται ότι είναι πράγματι σχεδιασμένο

specifically for malaria,

ειδικά για την ελονοσία

because it has the fluorescent filters built

επειδή έχει τα φίλτρα φθορισμού

specifically for diagnosing malaria.

ιδιαίτερα φτιαγμένα για τη διάγνωση της ελονοσίας.

So the idea of very specific diagnostic microscopes

Επομένως, προκύπτει η ιδέα των πολύ εξειδικευμένων

comes out of this.

διαγνωστικών μικροσκοπίων.

So up till now, you didn't actually see

Έτσι, μέχρι τώρα δεν είχατε πράγματι δει

what I would see from one of these setups.

τι μπορώ να δω με μία από αυτές τις κατασκευές.

So what I would like to do is,

Λοιπό, αυτό που θα ήθελα να κάνω είναι,

if we could dim the lights, please,

εάν θα μπορούσαμε να χαμηλώσουμε τα φώτα, παρακαλώ

it turns out foldscopes are also projection microscopes.

αποδεικνύεται ότι τα Foldscope είναι επίσης μικροσκόπια προβολής.

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

Έχω αυτά τα δύο μικροσκόπια τα οποία θα χρησιμοποιήσω

go to the back of the wall --

-- πάω στο πίσω μέρος του τοίχου --

and just project, and this way you will see

και απλά προβάλλω ώστε έτσι

exactly what I would see.

θα δείτε ακριβώς αυτό που θα δω και εγώ.

What you're looking at --

Αυτό που βλέπετε --

(Applause) —

(Χειροκρότημα)

This is a cross-section of a compound eye,

Αυτό είναι μια εγκάρσια τομή ενός σύνθετου οφθαλμού

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

και όταν πάω να το μεγεθύνω περισσότερο, ακριβώς εδώ,

I am going through the z-axis.

περνάω μέσω του άξονα Ζ.

You actually see how the lenses are cut together

Βλέπετε πραγματικά πως οι φακοί έχουν κοπεί μαζί

in the cross-section pattern.

στην εγκάρσια τομή του προτύπου.

Another example, one of my favorite insects,

Ένα άλλο παράδειγμα, ένα από τα αγαπημένα μου έντομα,

I love to hate this one,

που λατρεύω να μισώ,

is a mosquito,

είναι ένα κουνούπι

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

και βλέπετε την κεραία ενός κουνουπιού του συμπλέγματος culex pipiens.

Right there.

Ακριβώς εδώ.

All from the simple setup that I actually described.

Όλα από την απλή κατασκευή που περιέγραψα.

So my wife has been field testing

Έτσι, η γυναίκα μου έχει κάνει επιτόπια τεστ

some of our microscopes

σε μερικά από τα μικροσκόπια μας

by washing my clothes whenever I forget them

πλένοντας τα ρούχα μου όποτε

in the dryer.

τα ξεχνώ στο στεγνωτήριο.

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

Έτσι, αποδεικνύεται ότι είναι αδιάβροχα και --

(Laughter) —

(Γέλια) --

right here is just fluorescent water,

εδώ είναι μόνο νερό φθορισμού,

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

αν και δεν είμαι σίγουρος ότι μπορείτε πράγματι να το δείτε.

This also shows you how the projection scope works.

Αυτό επίσης σας δείχνει πώς λειτουργεί η προβολή.

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

Μπορείτε να δείτε πώς προβάλλεται και ανακλάται η ακτίνα.

Can we get the lights back on again?

Μπορούμε να έχουμε πάλι τα φώτα;

So I'm quickly going to show you,

Θα σας το δείξω εν τάχει,

since I'm running out of time,

γιατί δεν έχω πολύ χρόνο,

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

από την άποψη του τι μας κοστίζει η κατασκευή του,

the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,

η μεγαλύτερη ιδέα ήταν η κατασκευή σε ρολό,

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

έτσι το φτιάξαμε με κόστος 50 σεντ για την παραγωγή και τα υλικά.

(Applause)

(Χειροκρότημα)

And what this allows us to do

Και αυτό που μας επιτρέπει να κάνουμε

is to think about a new paradigm in microscopy,

είναι να σκεφτούμε ένα νέο παράδειγμα μικροσκοπίας,

which we call use-and-throw microscopy.

που την ονομάσαμε μικροσκοπία μίας χρήσης.

I'm going to give you a quick snapshot

Θα σας δώσω μια γρήγορη ματιά

of some of the parts that go in.

μερικών από τα τμήματα που αποτελείται.

Here is a sheet of paper.

Εδώ είναι ένα φύλλο χαρτιού.

This is when we were thinking about the idea.

Αυτό είναι όταν σκεφτήκαμε την ιδέα.

This is an A4 sheet of paper.

Αυτό είναι φύλλο χαρτιού Α4.

These are the three stages that you actually see.

Αυτά είναι τα τρία επίπεδα που θα δείτε στην πραγματικότητα.

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

Τα οπτικά μέρη, αν κοιτάξετε στο εσωτερικό στα δεξιά,

we had to figure out a way to manufacture lenses

έπρεπε να βρούμε ένα τρόπο να κατασκευάσουμε φακούς

in paper itself at really high throughputs,

στο ίδιο το χαρτί με πραγματικά υψηλές διελεύσεις

so it uses a process of self-assembly

έτσι ώστε να χρησιμοποιεί μια διαδικασία αυτο-συγκέντρωσης

and surface tension

και επιφανειακής τάσης

to build achromatic lenses in the paper itself.

για να κατασκευαστούν αχρωματικοί φακοί στο ίδιο το χαρτί.

So that's where the lenses go.

Εδώ είναι που μπαίνουν οι φακοί.

There are some light sources.

Εδώ είναι κάποιες εστίες φωτός.

And essentially, in the end,

Και ουσιαστικά, στο τέλος,

all the parts line up because of origami,

όλα τα μέρη ευθυγραμμίζονται λόγω του οριγκάμι,

because of the fact that origami allows us

επειδή το οριγκάμι μας επιτρέπει

micron-scale precision of optical alignment.

οπτική ευθυγράμμιση με ακρίβεια κλίμακας μικρών.

So even though this looks like a simple toy,

Άρα, αν και αυτό φαίνεται σαν ένα απλό παιχνίδι,

the aspects of engineering that go in

τα θέματα της μηχανολογίας που εμπλέκονται

something like this are fairly sophisticated.

σε κάτι τέτοιο είναι ιδιαίτερα εξελιγμένα.

So here is another obvious thing that we would do,

Και εδώ είναι άλλο ένα προφανές πράγμα που θα κάνουμε,

typically, if I was going to show

συνήθως, αν ήταν να αποδείξω ότι

that these microscopes are robust,

αυτά τα μικροσκόπια έχουν αντοχή,

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

πηγαίνω στον τρίτο όροφο και το πετώ.

There it is, and it survives.

Εδώ είναι, και επιβιώνει.

So for us, the next step actually

Επομένως, για εμάς το επόμενο βήμα

is really finishing our field trials.

είναι να ολοκληρώσουμε τις επιτόπιες δοκιμές.

We are starting at the end of the summer.

Ξεκινάμε στο τέλος του καλοκαιριού.

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

Είμαστε σε μια φάση που θα φτιάξουμε χιλιάδες μικροσκόπια.

That would be the first time where we would be

Αυτή θα είναι η πρώτη φορά

doing field trials with the highest density

που θα πραγματοποιήσουμε επιτόπια τεστ

of microscopes ever at a given place.

με τόσο μεγάλο πληθυσμό μικροσκοπίων σε συγκεκριμένο σημείο.

We've started collecting data for malaria,

Αρχίσαμε να συλλέγουμε δεδομένα για ελονοσία,

Chagas disease and giardia from patients themselves.

τη νόσο Τσάγκας και Γκιάρντια από τους ίδιους τους ασθενείς.

And I want to leave you with this picture.

Θέλω να σας αφήσω με αυτή την εικόνα.

I had not anticipated this before,

Δεν το είχα προβλέψει πριν αυτό,

but a really interesting link

αλλά πραγματικά είναι ενδιαφέρον δεσμός

between hands-on science education

μεταξύ πρακτικής επιστημονικής εκπαίδευσης

and global health.

και παγκόσμιας υγείας.

What are the tools that we're actually providing

Ποια είναι τα εργαλεία που παρέχουμε

the kids who are going to fight

στα παιδιά που θα πολεμήσουν

this monster soup for tomorrow?

αύριο την σούπα των τεράτων;

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

Θα ήθελα πάρα πολύ να μπορούσα να τους τύπωνα απλά

a Foldscope and carry them around in their pockets.

ένα Foldscope που θα το κουβαλούσαν στην τσέπη τους.

Thank you.

Ευχαριστώ

(Applause)

(Χειροκρότημα)