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

Fordító: Uschi Symmons Lektor: Csaba Lóki

The year is 1800.

Az év 1800.

A curious little invention is being talked about.

Egy furcsa kis felfedezésről beszél mindenki.

It's called a microscope.

Mikroszkópnak hívják.

What it allows you to do

Lehetővé teszi,

is see tiny little lifeforms

hogy apró kicsi életformákat lássunk,

that are invisible to the naked eye.

amelyek szabad szemmel láthatatlanok.

Soon comes the medical discovery

Hamarosan jön az orvostani felfedezés,

that many of these lifeforms are actually causes

miszerint sok ilyen életforma az okozója

of terrible human diseases.

szörnyű emberi betegségeknek.

Imagine what happened to the society

Képzelhetitek mi történt a társadalommal,

when they realized

amikor rájöttek,

that an English mom in her teacup

hogy egy angol anyuka a teáscsészéjéből

actually was drinking a monster soup,

valóságos szörnylevest iszogat,

not very far from here. This is from London.

nem is olyan messze innen. Ez Londonban történt.

Fast forward 200 years.

Tekerjünk előre 200 évet.

We still have this monster soup around,

Még mindig ott a szörnyleves körülöttünk,

and it's taken hold in the developing countries

és hatalmába kerítette a fejlődő országokat

around the tropical belt.

a trópusi égöv körül.

Just for malaria itself,

A malária önmagában

there are a million deaths a year,

évi egymillió áldozatot követel,

and more than a billion people

és több mint egy milliárd embert

that need to be tested because they are at risk

kell tesztelni, mert fennáll a kockázata

for different species of malarial infections.

különböző maláriafajok fertőzésének.

Now it's actually very simple to put a face

Nos hát, valójában nagyon egyszerű arcot adni

to many of these monsters.

ezeknek a szörnyeknek.

You take a stain, like acridine orange

Fogsz egy festéket, mint az akridin narancs,

or a fluorescent stain or Giemsa,

vagy egy fluoreszcens festéket vagy Giemsát,

and a microscope, and you look at them.

egy mikroszkópot, és megnézed őket.

They all have faces.

Mindegyiknek arca van.

Why is that so, that Alex in Kenya,

Miért van akkor, hogy Alex Kenyában,

Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,

Fatima Bangladesben, Navjoot Mumbaiban,

and Julie and Mary in Uganda still wait months

Julie és Mary Ugandában még mindig hónapokig várnak

to be able to diagnose why they are sick?

hogy diagnosztizálják mitől betegek?

And that's primarily because scalability

Ez elsősorban azért van, mert ebben a nagyságrendben

of the diagnostics is completely out of reach.

a diagnózis teljességgel elérhetetlen.

And remember that number: one billion.

Gondoljatok a számra: egy milliárd.

The problem lies with the microscope itself.

A probléma a mikroszkóp maga.

Even though the pinnacle of modern science,

Habár a modern tudomány csúcsán állnak,

research microscopes are not designed for field testing.

a kísérleti mikroszkópok nem terepi használatra szolgálnak.

Neither were they first designed

Sőt, kezdetben egyáltalán nem

for diagnostics at all.

diagnózisra tervezték őket.

They are heavy, bulky, really hard to maintain,

Nehezek, nagyok, nehéz őket fenntartani,

and cost a lot of money.

és sok pénzbe kerülnek.

This picture is Mahatma Gandhi in the '40s

Ezen a képen Mahatma Gandhi a 40-es években,

using the exact same setup that we actually use today

pont ugyanazt a felszerelést használja, amit ma is használunk,

for diagnosing T.B. in his ashram

hogy TB-t diagnosztizáljon ashramjában

in Sevagram in India.

Sevagramban, Indiában.

Two of my students, Jim and James,

Két diákom, Jim és James,

traveled around India and Thailand,

körbeutazták Indiát és Thaiföldet,

starting to think about this problem a lot.

és sokat gondolkoztak ezen a problémán.

We saw all kinds of donated equipment.

Mindenféle adományozott eszközt láttunk,

We saw fungus growing on microscope lenses.

láttunk penészt, ami mikroszkóp lencséken nőtt.

And we saw people who had a functional microscope

És láttunk embereket működő mikroszkóppal,

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

de akik azt sem tudták hogyan kell bekapcsolni.

What grew out of that work and that trip

Ami ebből a munkából és utazásból kicsírázott,

was actually the idea of what we call Foldscopes.

az valójában az ötlete volt annak, amit Foldscope-nak nevezünk.

So what is a Foldscope?

Mi az a Foldscope?

A Foldscope is a completely functional microscope,

A Foldscope egy teljesen működőképes mikroszkóp,

a platform for fluorescence, bright-field,

egy platform fluoreszcens, fény-

polarization, projection,

polarizációs, vetítős,

all kinds of advanced microscopy

mindenféle fejlett mikroszkópiához,

built purely by folding paper.

ami pusztán papírhajtogatással készül.

So, now you think, how is that possible?

Most azt gondoljátok, hogyan lehetséges ez?

I'm going to show you some examples here,

Fogok itt pár példát mutatni,

and we will run through some of them.

és néhányat átbeszélünk.

It starts with a single sheet of paper.

Egyetlen papírlappal kezdődik.

What you see here is all the possible components

Amit itt láttok, az az összes szükséges elem,

to build a functional bright-field and fluorescence microscope.

ami kell egy működőképes fény- és fluoreszcens mikroszkóphoz.

So, there are three stages:

Szóval, három fő alkatrész van:

There is the optical stage, the illumination stage

Az optikai elem, a fényforrás,

and the mask-holding stage.

és a tárgyasztal.

And there are micro optics at the bottom

És vannak mikrooptikák az alján,

that's actually embedded in the paper itself.

magába a papírba beleágyazva.

What you do is, you take it on,

És azt csinálod, hogy veszed,

and just like you are playing like a toy,

pont úgy, mintha játékkal játszanál,

which it is,

hisz az,

I tab it off,

először szétválasztom,

and I break it off.

majd letöröm.

This paper has no instructions and no languages.

A papíron nincs leírás és nincs nyelv.

There is a code, a color code embedded,

Egy kód, egy színkód van beágyazva,

that tells you exactly how to fold that specific microscope.

ami pontosan megmondja, hogyan kell azt a konkrét mikroszkópot hajtogatni.

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

Amikor elkészült, valahogy így néz ki,

has all the functionalities of a standard microscope,

és mindene megvan, ami egy közönséges mikroszkópnak,

just like an XY stage,

például mozgatható tárgyasztal,

a place where a sample slide could go,

egy hely, ahová a tárgylemezt lehet helyezni,

for example right here.

például pont itt.

We didn't want to change this,

Ezen nem akartunk változtatni,

because this is the standard

mert ez a standard

that's been optimized for over the years,

amit az évek során tökéletesítettek,

and many health workers are actually used to this.

és sok egészségügyi munkás ehhez van szokva.

So this is what changes,

Úgyhogy ez változik,

but the standard stains all remain the same

de a standard festékek megmaradnak

for many different diseases.

a sok különböző betegségre.

You pop this in.

Ezt behelyezed.

There is an XY stage,

Itt a vízszintesen mozgatható tárgyasztal,

and then there is a focusing stage,

és itt egy elem az élesség állításához,

which is a flexure mechanism

ami rugalmas mechanizmuson alapul,

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

ami papírból készült, és amivel mozgathatjuk

and focus the lenses by micron steps.

és fókuszálhatjuk a lencséket mikronos lépésközönként.

So what's really interesting about this object,

Amiért igazán érdekes, ez az eszköz,

and my students hate when I do this,

és a diákjaim utálják, amikor ezt csinálom,

but I'm going to do this anyway,

de azért mégis megteszem:

is these are rugged devices.

hogy ezek ellenálló eszközök.

I can turn it on and throw it on the floor

Bekapcsolhatom és a földhöz vághatom,

and really try to stomp on it.

és próbálhatok jól rátaposni.

And they last, even though they're designed

És ellenállnak, pedig rugalmas anyagból

from a very flexible material, like paper.

készültek, mint a papír.

Another fun fact is, this is what we actually

Másik érdekes tény, hogy ez az, amit hagyományosan

send out there as a standard diagnostic tool,

kiküldünk, standard diagnosztikai eszköznek.

but here in this envelope

De itt, ebben a borítékban

I have 30 different foldscopes

30 különböző Foldscope van

of different configurations all in a single folder.

különböző konfigurációkkal, mind egyetlen mappában.

And I'm going to pick one randomly.

Most véletlenszerűen kiválasztok egyet.

This one, it turns out, is actually designed

Ez, mint kiderül, arra lett tervezve,

specifically for malaria,

hogy maláriát vizsgáljunk,

because it has the fluorescent filters built

mert be vannak építve a fluoreszcens filterek,

specifically for diagnosing malaria.

amik pont malária diagnózishoz kellenek.

So the idea of very specific diagnostic microscopes

Tehát így a nagyon specifikus diagnosztikai mikroszkópok gondolata

comes out of this.

valósulhat meg.

So up till now, you didn't actually see

Nos, eddig még nem láttátok, hogy mit

what I would see from one of these setups.

látnék egy ilyen berendezéssel.

So what I would like to do is,

Úgyhogy azt szeretném csinálni,

if we could dim the lights, please,

- ha besötétíthetnénk, kérem -

it turns out foldscopes are also projection microscopes.

mert Foldscope-ok egyben vetítő mikroszkópok is.

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

Van két mikroszkópom, amiket megfordítok -

go to the back of the wall --

hátramegyek a falhoz -

and just project, and this way you will see

és kivetítem, így azt látjátok,

exactly what I would see.

amit én is látnék.

What you're looking at --

Amit láttok -

(Applause) —

(taps) -

This is a cross-section of a compound eye,

ez egy összetett szem keresztmetszete,

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

és ahogy ránagyítok, pont itt,

I am going through the z-axis.

a z-tengelyt pásztázom végig.

You actually see how the lenses are cut together

Látjátok, hogy a lencsék hogyan illeszkednek össze

in the cross-section pattern.

a keresztmetszeti képben.

Another example, one of my favorite insects,

Egy másik példa, egyik kedvenc rovarom,

I love to hate this one,

szeretettel utálom ezt,

is a mosquito,

ez egy szúnyog,

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

és látjátok a Culex pipiens antennáját.

Right there.

Pont itt.

All from the simple setup that I actually described.

Mindez azzal az egyszerű berendezéssel, amit bemutattam.

So my wife has been field testing

A feleségem terepi tesztelést csinált

some of our microscopes

néhány mikroszkópunkkal

by washing my clothes whenever I forget them

amikor kimosta a ruháimat, ahányszor ottfelejtem

in the dryer.

a szárítóban.

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

Mint kiderült, vízállóak, és -

(Laughter) —

(nevetés) -

right here is just fluorescent water,

ez itt csak fluoreszcens víz,

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

és nem tudom látjátok-e.

This also shows you how the projection scope works.

Ez mutatja, hogy is működik a vetítős mikroszkóp.

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

Látjátok, hogy a nyaláb hogyan vetítődik és hajlik meg.

Can we get the lights back on again?

Visszakapcsolhatjuk a világítást?

So I'm quickly going to show you,

Gyorsan megmutatom Nektek,

since I'm running out of time,

mert kifutok az időből,

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

hogy mennyibe kerül előállítani,

the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,

a nagy ötlet úgynevezett roll-to-roll előállítás volt,

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

úgyhogy ezt 50 cent anyagköltséggel állítottuk elő.

(Applause)

(Taps)

And what this allows us to do

Mindez tehát lehetővé teszi,

is to think about a new paradigm in microscopy,

hogy új mikroszkópos paradigmában gondolkozzunk,

which we call use-and-throw microscopy.

használd-és-dobd-el mikroszkópiában.

I'm going to give you a quick snapshot

Mutatok egy gyors bepillantást

of some of the parts that go in.

néhány beépített alkatrészbe.

Here is a sheet of paper.

Ez itt egy papírlap.

This is when we were thinking about the idea.

Amikor gondolkoztunk az ötleten.

This is an A4 sheet of paper.

Ez egy A4-es papírlap.

These are the three stages that you actually see.

Ez a 3 elem, amit ténylegesen láttok.

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

És az optikai elemek, ha a jobb felső beillesztett képet nézitek,

we had to figure out a way to manufacture lenses

ki kellett találni, hogy hogyan gyártsunk lencsét

in paper itself at really high throughputs,

papírba ágyazva, nagy kivitelben,

so it uses a process of self-assembly

úgyhogy a folyamat önszerveződésen és

and surface tension

felületi feszültségen alapul,

to build achromatic lenses in the paper itself.

hogy színtorzulás-mentes lencsét illesszünk magába a papírba.

So that's where the lenses go.

Ide kerülnek a lencsék.

There are some light sources.

Van néhány fényforrás.

And essentially, in the end,

És lényegében végül

all the parts line up because of origami,

az összes darab illeszkedik egymáshoz, az origami miatt,

because of the fact that origami allows us

mert az origami lehetővé teszi,

micron-scale precision of optical alignment.

hogy mikronos pontosságú legyen az optikai illesztés.

So even though this looks like a simple toy,

Úgyhogy bár egyszerű játéknak néz ki,

the aspects of engineering that go in

a mögöttes mérnöki elgondolások,

something like this are fairly sophisticated.

eléggé kifinomultak.

So here is another obvious thing that we would do,

Itt egy másik nyilvánvaló dolog, amit csináltunk,

typically, if I was going to show

tipikusan, ha azt akarnám mutatni,

that these microscopes are robust,

hogy ezek a mikroszkópok ellenállók,

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

felmenni a harmadik emeletre, ledobni onnan,

There it is, and it survives.

és íme, túléli.

So for us, the next step actually

Tehát számunkra a következő lépés

is really finishing our field trials.

befejezni a terepi kísérleteinket.

We are starting at the end of the summer.

Nyár végén kezdünk.

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

Ott tartunk, hogy ezerszámra fogunk mikroszkópokat gyártani.

That would be the first time where we would be

Ez lesz az első alkalom, amikor

doing field trials with the highest density

terepi tesztelésen ilyen nagy sűrűségben

of microscopes ever at a given place.

lesznek mikroszkópok egy adott helyen.

We've started collecting data for malaria,

Adatokat kezdtünk gyűjteni maláriához,

Chagas disease and giardia from patients themselves.

Chagas-kórhoz és giardiához a páciensektől.

And I want to leave you with this picture.

Végül ezzel a képpel szeretnék zárni.

I had not anticipated this before,

Nem számítottam erre kezdetben,

but a really interesting link

de igazán érdekes az összefüggés

between hands-on science education

gyakorlati tudományos képzés

and global health.

és globális egészségügy között.

What are the tools that we're actually providing

Milyen eszközöket szolgáltatunk

the kids who are going to fight

azon gyerekeknek, akik harcolni fognak

this monster soup for tomorrow?

a szörnyleves ellen holnap?

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

Imádnám, ha egyszerűen ki tudnák nyomtatni

a Foldscope and carry them around in their pockets.

a Foldscope-ot és a zsebükben hordani.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)