Lifesaving scientific tools made of paper | Manu Prakash

Traducteur: DAHOU Mohamed Relecteur: Claire Ghyselen

So, I love making tools and sharing them with people.

J'aime fabriquer des instruments et les offrir aux gens.

I remember as a child,

Je me souviens qu'enfant,

my first tool I built was actually a microscope

le premier instrument que j'ai fabriqué est un microscope

that I built by stealing lenses from my brother's eyeglasses.

et pour cela, j'ai volé les verres des lunettes de mon frère.

He wasn't that thrilled.

Il n'a pas vraiment apprécié.

But, you know, maybe because of that moment,

Mais c'est possible que ce moment m'ait marqué

30 years later,

au point que trente ans plus tard,

I'm still making microscopes.

je fabrique toujours des microscopes.

And the reason I built these tools is for moments like this.

Je conçois ces instruments pour les moments tels que celui-ci :

(Video) Girl: I have black things in my hair --

(Vidéo) Fille : J'ai des trucs noirs dans les cheveux.

Manu Prakash: This is a school in the Bay Area.

Manu Prakash : C'est une école près de San Francisco.

(Video) MP: The living world far supersedes our imagination

(Vidéo) MP : Le monde vivant dépasse notre imagination

of how things actually work.

quant à ses modes de fonctionnement.

(Video) Boy: Oh my God!

(Vidéo) Boy : Oh mon dieu !

MP: Right -- oh my God!

MP : Exactement. Oh mon dieu !

I hadn't realized this would be such a universal phrase.

Je n'avais jamais réalisé à quel point cette exclamation est universelle.

Over the last two years,

Ces deux dernières années,

in my lab,

dans mon labo,

we built 50,000 Foldscopes

nous avons fabriqué 50 000 « Foldscopes »

and shipped them to 130 countries in the world,

que nous avons envoyés dans 130 pays,

at no cost to the kids we sent them to.

et offerts aux enfants à qui nous les destinions.

This year alone,

Rien que cette année,

with the support of our community,

grâce au soutien de notre communauté,

we are planning to ship a million microscopes

nous envisageons d'expédier un million de microscopes

to kids around the world.

à des enfants dans le monde.

What does that do?

Pourquoi ?

It creates an inspiring community of people around the world,

Ainsi, nous tissons une communauté enthousiaste de personnes dans le monde,

learning and teaching each other,

qui apprennent et qui enseignent,

from Kenya to Kampala to Kathmandu to Kansas.

du Kenya à Kampala, du Katmandou au Kansas.

And one of the phenomenal things that I love about this

La chose phénoménale qui me plaît particulièrement

is the sense of community.

est le sentiment de communauté.

There's a kid in Nicaragua

Au Nicaragua, il y a un gamin

teaching others how to identify mosquito species that carry dengue

qui enseigne aux autres comment identifier les espèces de moustiques

porteurs de la dengue en observant les larves au microscope.

by looking at the larva under a microscope.

There's a pharmacologist who came up with a new way

Un pharmacien a développé un nouveau moyen

to detect fake drugs anywhere.

de détecter les contrefaçons de médicaments.

There is a girl who wondered:

Une jeune fille s'est demandé

"How does glitter actually work?"

ce qui faisait briller les objets brillants.

and discovered the physics of crystalline formation in glitter.

Elle a découvert la physique de la formation de cristal dans le brillant.

There is an Argentinian doctor

Un médecin argentin

who's trying to do field cervical cancer screening with this tool.

réalise des diagnostics du cancer du col de l'utérus sur le terrain.

And yours very truly found a species of flea

Et moi-même, j'ai découvert une nouvelle espèce de puce

that was dug inside my heel in my foot one centimeter deep.

qui était enfoncée profondément dans mon talon.

Now, you might think of these as anomalies.

On pourrait penser qu'il s'agit d'exceptions.

But there is a method to this madness.

Mais il y a une méthode derrière cette folie.

I call this "frugal science" --

Ça s'appelle « la science frugale »,

the idea of sharing the experience of science,

le principe de partager l'expérience même de la science,

and not just the information.

sans se limiter à l'information.

To remind you:

Souvenez-vous

there are a billion people on this planet

que des millions de personnes sur cette planète

who live with absolutely no infrastructure:

vivent sans infrastructure aucune :

no roads,

pas de route,

no electricity

ni d'électricité,

and thus, no health care.

dès lors, aucun soin de santé.

Also, there a billion kids on this planet that live in poverty.

Il y a aussi un milliard d'enfants qui vivent dans la pauvreté.

How are we supposed to inspire them

Comment peut-on les inspirer

for the next generation of solution makers?

à devenir la prochaine génération à résoudre les problèmes ?

There are health care workers that we put on the line

Du personnel soignant est posté sur le terrain

to fight infectious diseases,

pour combattre et nous protéger des maladies infectieuses

to protect us with absolutely bare-minimum tools and resources.

mais ils sont dépourvus des ressources et des instruments nécessaires.

So as a lab at Stanford,

Alors, de mon laboratoire à Stanford,

I think of this from a context of frugal science

je regarde ça sous l'angle contextuel de la science frugale

and building solutions for these communities.

pour proposer des solutions à ces communautés.

Often we think about being able to do diagnosis under a tree, off-grid.

Par exemple, comment réaliser un diagnostic sous un arbre, sans Internet.

I'll tell you two examples today of new tools.

Permettez-moi de vous présenter deux nouveaux instruments.

One of them starts in Uganda.

Le premier a démarré en Ouganda.

In 2013,

En 2013,

on a field trip to detect schistosomiasis with Foldscopes,

j'étais sur le terrain pour détecter la schistosomiase avec « Foldscopes »,

I made a minor observation.

et j'ai fait une observation mineure.

In a clinic,

Dans une clinique,

in a far, remote area,

dans un lieu vraiment isolé,

I saw a centrifuge being used as a doorstop.

on utilisait une centrifugeuse pour garder la porte ouverte.

I mean -- quite literally, the doorstop.

Elle ne servait vraiment qu'à ça.

And I asked them and they said,

Je leur ai posé la question et ils ont dit :

"Oh, we don't actually have electricity,

« On n'a pas l'électricité,

so this piece of junk is good as a doorstop."

c'est juste bon comme caler la porte. »

Centrifuges, for some of you who don't know,

Une centrifugeuse, si vous ne le savez pas,

are the pinnacle tool to be able to do sample processing.

est l'instrument central pour analyser des échantillons.

You separate components of blood or body fluids

On sépare les composants du sang ou des fluides corporels

to be able to detect and identify pathogens.

pour pouvoir détecter et identifier les pathogènes.

But centrifuges are bulky, expensive --

Mais une centrifugeuse est massive et chère.

cost around 1,000 dollars --

Ça coûte environ 1 000 dollars.

and really hard to carry out in the field.

C'est trop encombrant pour la transporter.

And of course,

Et bien sûr,

they don't work without power.

sans électricité, ça ne marche pas.

Sound familiar?

Pas vraiment étonnant.

So we started thinking about solving this problem,

On a réfléchi comment résoudre ce problème,

and I came back --

et je revenais sans cesse,

kept thinking about toys.

je pensais sans cesse aux jouets.

Now ...

Bien...

I have a few with me here.

J'en ai emporté quelques-uns.

I first started with yo-yos ...

J'ai d'abord joué avec les yoyos.

and I'm a terrible yo-yo thrower.

Ce n'est vraiment pas mon truc.

Because these objects spin,

Ces objets tournent sur leur axe.

we wondered,

Alors, on s'est demandé

could we actually use the physics of these objects

comment utiliser la physique de ces objets

to be able to build centrifuges?

pour construire des centrifugeuses.

This was possibly the worst throw I could make.

Impossible pour moi de faire pire avec un yoyo.

But you might start realizing,

Mais maintenant vous comprenez

if you start exploring the space of toys --

qu'en explorant le monde des jouets,

we tried these spinning tops,

on a essayé ces toupies,

and then in the lab,

et dans le labo,

we stumbled upon this wonder.

on est tombé sur cette merveille.

It's the whirligig, or a buzzer, or a rundle.

C'est un moulin à vent, un buzzer, si vous préférez.

A couple of strings and a little disk,

Quelques cordes et un petit disque.

and if I push, it spins.

Quand je tire, ça tourne.

How many of you have played with this as a kid?

Avez-vous joué avec ça dans votre enfance ?

This is called a button-on-a-string.

Ça s'appelle « ficelle et bouton ».

OK, maybe 50 percent of you.

OK. La moitié d'entre vous.

What you didn't realize --

Ce que vous ne saviez pas,

that this little object

c'est que ce petit objet

is the oldest toy in the history of mankind ...

est le jeu le plus vieux de l'histoire de l'humanité.

5,000 years ago.

Il a 5 000 ans.

We have found relics of this object hidden around on our planet.

On a retrouvé des reliques de ce jeu partout sur la Terre.

Now the irony is,

Mais l'ironie,

we actually don't understand how this little thing works.

c'est que nous ne comprenons pas comment cet objet fonctionne.

That's when I get excited.

C'est là que ma passion s'éveille.

So we got back to work,

J'ai pris mon cahier et mon crayon,

wrote down a couple of equations.

et j'ai écrit quelques équations.

If you take the input torque that you put in,

Quand on prend le couple d'entrée,

you take the drag on this disc,

la résistance sur le disque

and the twist drag on these strings,

et la résistance de la torsion sur les cordes,

you should be able to mathematically solve this.

on doit pouvoir résoudre ça mathématiquement.

This is not the only equation in my talk.

Il y a d'autres équations qui arrivent.

Ten pages of math later,

10 pages de math plus tard,

we could actually write down the complete analytical solution

on a pu écrire la solution analytique complète

for this dynamic system.

de ce système dynamique.

And out comes what we call "Paperfuge."

Le résultat est ce que nous avons nommé : « Paperfuge ».

That's my postdoc Saad Bhamla,

Voici mon étudiant post-doc, Saad Bhamla.

who's the co-inventor of Paperfuge.

Il est le co-inventeur du Paperfuge.

And to the left, you see all the centrifuges

À gauche, il y a les centrifugeuses

qu'on essaie de remplacer.

that we're trying to replace.

This little object that you see right here

Ce petit objet là,

is a disc, a couple of strings and a handle.

est composé d'un disque, de quelques cordes et d'une poignée.

And when I spin

Quand on le tend,

and I push,

et relâche,

it starts to spin.

il tourne sur son axe.

Now, when you realize,

Vous comprenez...

when you do the math,

Quand on calcule

when we calculate the rpm for this object,

le nombre de tours par minute de cet objet,

mathematically, we should be able to go all the way to a million rpm.

mathématiquement, c'est possible d'atteindre le million de rpm.

Now, there is a little twist in human anatomy,

Mais il y a un truc dans l'anatomie humaine

because the resonant frequency of this object is about 10 hertz,

lié au fait que la fréquence de résonance de cet objet est de 10 Hz.

and if you've ever played the piano,

Si vous jouez du piano,

you can't go higher than two or three hertz.

vous ne pouvez pas aller au-delà de 2 ou 3 Hz.

The maximum speed we've been able to achieve with this object

La vitesse maximum que nous avons pu atteindre

is not 10,000 rpm,

n'est pas 10 000 rpm,

not 50,000 rpm --

ni 50 000 rpm,

120,000 rpm.

mais 120 000 rpm.

That's equal to 30,000 g-forces.

C'est l'équivalent de 30 000 G.

If I was to stick you right here and have it spin,

Si je vous colle à l'extrémité du disque et que je le fais tourner,

you would think about the types of forces you would experience.

imaginez le genre de forces que vous subiriez.

One of the factors of a tool like this

Un tel instrument est utile

is to be able to do diagnosis with this.

car on peut l'utiliser pour faire un diagnostic.

So, I'm going to do a quick demo here, where --

Je vais donc procéder à une petite démonstration, en live.

this is a moment where I'm going to make a little finger prick,

C'est le moment où j'entaille mon doigt légèrement.

and a tiny drop of blood is going to come out.

Une petite goutte de sang va sortir.

If you don't like blood, you don't have to look at it.

Si vous n'aimez pas le sang, fermez bien les yeux.

Here is a little lancet.

Voici un petit bistouri.

These lancets are available everywhere,

On les trouve partout dans les commerces.

completely passive.

D'une innocuité totale.

And if I've had breakfast today ...

J'ai pris mon petit-déjeuner ce matin.

That didn't hurt at all.

Même pas mal.

OK, I take a little capillary with a drop of blood --

Je vais chercher une petite veine pour prélever une goutte de sang

now this drop of blood has answers,

qui contient des réponses.

that's why I'm interested in it.

C'est ce qui m'intéresse.

It might actually tell me whether I have malaria right now or not.

Elle pourrait me dire si j'ai la malaria ou pas.

I take a little capillary,

J'ai trouvé un capillaire.

and you see it starts wicking in.

Il commence à saigner.

I'm going to draw a little more blood.

Je vais prélever un peu plus de sang.

And that's good enough for right now.

Voilà, c'est suffisant.

Now, I just seal this capillary by putting it in clay.

Je vais sceller la capillaire dans de l'argile.

And now that's sealed the sample.

Maintenant, l'échantillon est bien scellé.

We're going to take the sample,

On va prendre cet échantillon

mount it on Paperfuge.

et le déposer sur le Paperfuge.

A little piece of tape to make a sealed cavity.

Un morceau de ruban adhésif fera l'affaire.

So now the sample is completely enclosed.

L'échantillon est complètement scellé.

And we are ready for a spin.

On est prêt pour la rotation.

I'm pushing and pulling with this object.

Je tends et je relâche les cordes,

I'm going to load this up ...

je vais le charger.

And you see the object starts spinning.

Le disque commence sa rotation.

Unlike a regular centrifuge,

Contrairement aux centrifugeuses normales,

this is a counter-rotating centrifuge.

le sens de la rotation est opposé.

It goes back and forth, back and forth ...

Le disque va de haut en bas.

And now I'm charging it up,

Je continue de le charger

and you see it builds momentum.

et il commence à bien tourner.

And now -- I don't know if you can hear this --

Et maintenant, pouvez-vous entendre ça,

30 seconds of this,

dans trente secondes,

and I should be able to separate all the blood cells with the plasma.

je devrais pouvoir séparer toutes les cellules sanguines du plasma.

And the ratio of those blood cells to plasma --

Le ratio entre ces cellules et le plasma,

(Applause)

(Applaudissements)

Already, if you see right here,

Regardez ici !

if you focus on this,

En observant bien,

you should be able to see a separated volume

on distingue un volume distinct

of blood and plasma.

de sang et de plasma.

And the ratio of that actually tells me whether I might be anemic.

Le ratio entre les deux me dit si je suis anémique.

One of the aspects of this is, we build many types of Paperfuges.

En fait, nous fabriquons plusieurs sortes de Paperfuge.

This one allows us to identify malaria parasites

Celui-ci permet d'identifier les parasites de la malaria

by running them for a little longer,

et si on l'actionne un peu plus longtemps,

and we can identify malaria parasites that are in the blood

on peut identifier les parasites dans le sang,

that we can separate out and detect with something like a centrifuge.

les séparer et les détecter comme avec une centrifugeuse.

Another version of this allows me to separate nucleic acids

Une autre version permet de séparer les acides nucléiques

to be able to do nucleic acid tests out in the field itself.

pour faire des tests d'amplification des acides nucléiques sur le terrain.

Here is another version that allows me to separate bulk samples,

Avec cette autre version, on sépare des échantillons globaux,

and then, finally,

et enfin,

something new that we've been working on

cette toute nouvelle version

to be able to implement the entire multiplex test on an object like this.

permettra de réaliser des tests multiples avec des instruments comme celui-ci.

So where you do the sample preparation and the chemistry in the same object.

L'opération de préparation des tests et la chimie sont faites sur le même instrument.

Now ...

Bon.

this is all good,

Tout cela est bien,

but when you start thinking about this,

mais quand on y pense vraiment,

you have to share these tools with people.

il faut remettre ces instruments aux personnes.

And one of the things we did is -- we just got back from Madagascar;

Voici ce que nous avons fait, on revient juste de Madagascar,

this is what clinical trials for malaria look like --

voici à quoi ressemble un test clinique pour la malaria,

(Laughter)

(Rires)

You can do this while having coffee.

On peut même le faire en prenant un café.

But most importantly,

Toutefois, ce qui est primordial,

this is a village six hours from any road.

c'est que ce village est à six heures de la première route.

We are in a room with one of the senior members of the community

Nous sommes dans une salle avec un membre important de la communauté

and a health care worker.

et un aide-soignant.

It really is this portion of the work that excites me the most --

C'est vraiment ça dans le travail qui m'enthousiasme le plus,

that smile,

ce sourire,

to be able to share simple but powerful tools with people around the world.

et le fait de partager des instruments simples mais puissants avec des gens.

Now, I forgot to tell you this,

Oh, j'allais oublier,

that all of that cost me 20 cents to make.

cela coute 20 cents pour les fabriquer.

OK, in the negative time I have left,

Dans le peu de temps qu'il me reste,

I'll tell you about the most recent --

j'aimerais vous parler de l'invention,

(Laughter)

(Rires)

invention from our lab.

la plus récente de mon labo.

It's called Abuzz --

C'est : « Abuzz ».

the idea that all of you could help us fight mosquitoes;

C'est fondé sur l'idée que vous pouvez nous aider à combattre les moustiques,

you could all help us track our enemies.

à pister nos ennemis.

These are enemies because they cause malaria, Zika, chikungunya, dengue.

Ce sont nos ennemis car ils portent la malaria, Zika,

le chikungunya et la dengue.

But the challenge is that we actually don't know where our enemies are.

Le défi réside dans le fait que nous ne savons pas où nos ennemis se cachent.

The world map for where mosquitoes are is missing.

Il n'y a pas d'atlas des moustiques.

So we started thinking about this.

Ça nous a fait réfléchir.

There are 3,500 species of mosquitoes,

Il existe 3 500 espèces de moustiques

and they're all very similar.

et ils se ressemblent tous.

Some of them are so identical

Certains sont si similaires

that even an entomologist cannot identify them under a microscope.

que même un entomologiste ne peut pas les distinguer avec un microscope.

But they have an Achilles' heel.

Mais ils ont un talon d'Achille.

This is what mosquitoes flirting with each other looks like.

Voici une scène de drague entre moustiques.

That's a male chasing a female.

Le mâle poursuit la femelle.

They're actually talking to each other with their wingbeat frequencies.

Ils communiquent ensemble avec la fréquence de battement de leurs ailes.

(Buzzing sound)

(Bourdonnement)

And thus, they have a signature.

C'est leur signature.

We realized that using a regular phone,

On a compris qu'en utilisant un téléphone normal,

a $5-10 flip phone --

un simple téléphone à rabat --

how many remember what this object is?

vous souvenez-vous de cet objet ? --

(Laughter)

(Rires)

We can record these acoustic signatures from mosquitoes.

on peut enregistrer la signature acoustique des moustiques.

I'll tell you exactly how to do this.

Je vais vous montrer comment faire.

I caught some mosquitoes outside.

J'ai capturé quelques moustiques dehors

Unlike Bill [Gates], I'm not going to release them.

et contrairement à Bill Gates, je ne vais pas les relâcher.

(Laughter)

But I will tell you how to record from this.

(Rires)

Mais je vais vous montrer comment les enregistrer.

All you do is tap them and they fly.

Vous les faites voler ainsi,

You can first test --

d'abord un essai,

I can actually hear that.

oui, je les entends.

And you bring your phone, which has microphones --

Vous prenez votre téléphone, qui est équipé d'un micro.

it turns out the mics are so damn good already,

Ce micro est super puissant,

even on regular phones,

même sur un simple portable,

that you can pick up this near-field signature.

et c'est suffisant pour enregistrer la signature.

And since I'm out of time,

Je n'ai plus le temps

let me just play the recording that I made a day ago.

donc je vais vous passer l'enregistrement que j'ai fait hier.

(Mosquitoes buzz)

(Bourdonnement)

This is all the charming sound that you heard before

C'est le son charmant que vous avez déjà tous entendu,

that you all love.

et que vous adorez.

One of the contexts of this

Dans notre contexte,

is that being able to do this with a regular cell phone

enregistrer ces sons avec un portable

allows us to map mosquito species.

nous permet de cartographier les espèces de moustiques.

Using a flip phone,

Avec ce simple téléphone,

we mapped one of the largest acoustic databases

on a cartographié la plus grande banque de données acoustiques

with 25 to 20 species of mosquitoes that carry human pathogens.

qui contient 20 à 25 espèces de moustiques vecteurs de pathogènes.

And from this and machine learning,

Avec ça et l'apprentissage automatique,

anybody who uploads this data,

et vos données,

we can identify and tell the probability

on peut identifier et déterminer

of what species of mosquitoes you're actually working with.

l'espèce de moustique que vous avez analysée.

We call this Abuzz, and if any of you want to sign up,

Ça s'appelle Abuzz, et si vous voulez participer,

just go to the website.

visitez le site Internet.

Let me close with something

Pour conclure,

that's very important and dear to my heart.

une chose qui me tient particulièrement à cœur.

One of the challenges of today is we have terrible problems.

Un de nos défis majeurs est que nous sommes face à de terribles problèmes :

We have a billion people with absolutely no health care,

il y a un milliard de gens sans soins de santé,

climate change, biodiversity loss,

le changement climatique, la perte de la biodiversité,

on and on and on.

la liste est longue.

And we hope that science is going to provide the answer.

On espère que la science apportera des réponses.

But before you leave this theatre today,

Mais avant de quitter la salle de conférence,

I want you to promise one thing.

j'aimerais que vous promettiez une chose.

We're going to make science accessible --

Nous allons rendre la science accessible,

not just to the people who can afford it,

pas uniquement à ceux qui en ont les moyens,

but a billion others who can't.

mais aussi aux milliards qui ne les ont pas.

Let's make science and scientific literacy a human right.

Faisons de la science et de l'éducation scientifique un droit de l'Homme.

The moment that you pass the tingling feeling of making a discovery

Quand on transmet la sensation euphorique de la découverte

to another child,

à un autre enfant,

you're enabling them to be the next group of people

on l'arme pour faire partie de la génération suivante

who will actually solve these problems.

qui pourra résoudre tous ces problèmes.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)