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

Аудармашы: Sandibek Rysbay Редактор: Bakytgul Salykhova

The year is 1800.

1800 жыл.

A curious little invention is being talked about.

Адамдар кішкентай ғажайып өнертабысты талқылап жатыр.

It's called a microscope.

Оның атауы - микроскоп.

What it allows you to do

Ол адам көзінің шамасы жетпейтін

is see tiny little lifeforms

кіп-кішкентай тіршілік иелерін

that are invisible to the naked eye.

көруге мүмкіндік береді.

Soon comes the medical discovery

Ұзамай медицина жаңалық ашады:

that many of these lifeforms are actually causes

осы көптеген тіршілік иелері

of terrible human diseases.

сұмдық аурулардың себепкері екен.

Imagine what happened to the society

Қоғамның шынында Англия шешейдің

when they realized

шай ішетін кеседен

that an English mom in her teacup

үрейлі сұйық ішіп жүргенін

actually was drinking a monster soup,

түсінгенін елестетіп көріңіздер.

not very far from here. This is from London.

Бұл жерден cондай алыс емес. Лондонда.

Fast forward 200 years.

200 жыл алға жылжиық.

Бұл үрейлі сұйық айналамызда әлі күнге дейін бар,

We still have this monster soup around,

and it's taken hold in the developing countries

әрі ол дамушы елдердегі

тропикалық белдеу аумағында сақталып келеді.

around the tropical belt.

Just for malaria itself,

Тек қана безгектің өзінен

there are a million deaths a year,

жылына миллиондаған адам көз жұмады,

and more than a billion people

әрі миллиардтан астам адам

that need to be tested because they are at risk

тексерістен өтуі тиіс, себебі безгектің сан алуандығына

for different species of malarial infections.

байланысты олар қатер аймағында.

Now it's actually very simple to put a face

Қазір шынында бұл құбыжықтардың

to many of these monsters.

көбін тану оп-оңай.

You take a stain, like acridine orange

Қызғылт сары бояуды не

or a fluorescent stain or Giemsa,

флуоресцент немесе Гимза бояуы мен

and a microscope, and you look at them.

микроскопты алып, оларға қарайсыз.

They all have faces.

Барлығының өз әлпеті бар.

Why is that so, that Alex in Kenya,

Онда Кениядан Алекс,

Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,

Бангладештен Фатима, Мумбайдан Навджут,

and Julie and Mary in Uganda still wait months

Угандадан Джули мен Мэри ауруларының

to be able to diagnose why they are sick?

диагнозын неліктен айлап күтеді?

And that's primarily because scalability

Ең әуелі бұл ауқымды диагностиканың

of the diagnostics is completely out of reach.

толықтай қол жетімсіздігінен болып тұр.

And remember that number: one billion.

Әрі бұл санды есте сақтаңыздар: бір миллиард.

The problem lies with the microscope itself.

Мәселе микроскоптың өзінде болып тұр.

Even though the pinnacle of modern science,

Тіпті бүгінгі ғылымның жетістігіне қарамастан

research microscopes are not designed for field testing.

зерттеу микроскоптары далалық зерттеулерге арнап ойластырылмаған.

Neither were they first designed

Ең басынан олар диагностикаға да

for diagnostics at all.

арнап ойластырылмаған.

They are heavy, bulky, really hard to maintain,

Олар ауыр, өте үлкен, жөндеу жұмыстары өте қиын,

and cost a lot of money.

әрі бағасы қымбат.

This picture is Mahatma Gandhi in the '40s

Бұл суретте Махатма Ганди 40-жылдары

using the exact same setup that we actually use today

дәл бүгінгі қолданыстағы құрылғыны қолданып тұр,

for diagnosing T.B. in his ashram

Севаграмдағы (Үндістан) өзінің ашрамында

in Sevagram in India.

туберкулездің диагностикасы үшін.

Two of my students, Jim and James,

Менің Джим және Джеймс деген студенттерім

traveled around India and Thailand,

Үндістан мен Тайландқа саяхат жасап,

starting to think about this problem a lot.

осы мәселе туралы көп ойлана бастады.

We saw all kinds of donated equipment.

Қайырымдылықпен берілген құрылғының барлық түрін көрдік.

We saw fungus growing on microscope lenses.

Линзаларын зең басқан микроскопты көрдік.

And we saw people who had a functional microscope

Жұмыс жасайтын микроскопы болса да,

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

оларды қоса да алмайтын адамдарды көрдік.

What grew out of that work and that trip

Бұл сапарлар мен жасалған жұмыстар

was actually the idea of what we call Foldscopes.

бізді Фолдскоптарды ойлап табуға шабыттандырды.

So what is a Foldscope?

Фолдскоп дегеніміз не?

A Foldscope is a completely functional microscope,

Фолдскоп - толыққанды жұмыс жасайтын микроскоп,

a platform for fluorescence, bright-field,

флуоресценсия жүйесі, жоғары жарықтаныдырылған,

polarization, projection,

поляризациялы, проекциялы,

all kinds of advanced microscopy

заманауи микроскопияның барлық түрі бар.

built purely by folding paper.

Бірыңғай қағаздан құрастырылған.

So, now you think, how is that possible?

Бұл қалайша мүмкін деп ойларсыздар.

I'm going to show you some examples here,

Сізге бірнеше үлгісін көрсетпекішімін

and we will run through some of them.

және оның кейбірін талдап көреміз.

It starts with a single sheet of paper.

Барлығы бір парақша қағаздан басталады.

What you see here is all the possible components

Көріп тұрғандарыңыз - жоғарғы жарықты,

to build a functional bright-field and fluorescence microscope.

әрі флуоресцентті микроскоптың барлық бөлшектері.

So, there are three stages:

Үш кезең бар:

There is the optical stage, the illumination stage

оптикалық кезең, жарықтандыру кезеңі

and the mask-holding stage.

және шаблонды бекіту кезеңі.

And there are micro optics at the bottom

Астында микрооптика орналасқан,

that's actually embedded in the paper itself.

тікелей қағазға тікелей қондырылған.

What you do is, you take it on,

Сонымен сіз бұған кіріскен кезде

and just like you are playing like a toy,

ойыншық ойнағандай боласыз,

which it is,

мынау секілді.

I tab it off,

Кестені шығарамыз,

and I break it off.

басып шығарып аламын.

This paper has no instructions and no languages.

Бұл қағаздың нұқсаулығы мен жазуы жоқ.

There is a code, a color code embedded,

Түстермен белгіленген коды бар,

that tells you exactly how to fold that specific microscope.

солар арнайы осы микроскопты қалай құруға болатынын дәл айтып береді.

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

Дайын микроскоп осындай болады:

has all the functionalities of a standard microscope,

стандарт микроскоптың барлық функционалдық мүмкіндігі бар,

just like an XY stage,

XY позициялау жүйесіндегідей

a place where a sample slide could go,

зат әйнегі кіретін орны бар,

for example right here.

мысалы мына жерде.

We didn't want to change this,

Біз бұны өзгерткіміз келмеген,

because this is the standard

себебі бұл стандарт

that's been optimized for over the years,

жылдар бойы қалыптасқан,

and many health workers are actually used to this.

әрі медицина қызметкерлері осыған дағдыланған.

So this is what changes,

Не өзгергенін көрейік:

but the standard stains all remain the same

стандартты бояғыштар көптеген түрлі ауруларға

for many different diseases.

бұрынғы қалпында қалады.

You pop this in.

Мынаны ішіне кіргізесіз.

There is an XY stage,

Алдымен XY позициялау жүйесі,

and then there is a focusing stage,

сосын фокустау фазасы әрекет етеді,

which is a flexure mechanism

бұл - қағазға кірістірілген

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

бүгілу механизмі, бізге линзаларды қозғап,

and focus the lenses by micron steps.

микрон қадамымен фокустауға мүмкіндік береді.

So what's really interesting about this object,

Бұл бұйымның қызықты ерекшелігі бар.

and my students hate when I do this,

Студенттерім мұны істегенімді жек көреді.

but I'm going to do this anyway,

Бірақ мұны мен бәрібір жасамақшымын,

is these are rugged devices.

Бұлар - берік құралдар.

I can turn it on and throw it on the floor

Мұны қосып, еденге тастап жібере аламын,

and really try to stomp on it.

әрі үстінен езгілеп көре аламын.

And they last, even though they're designed

Олар аман қалады, қағаз секілді

from a very flexible material, like paper.

өте иілгіш материалдан жасалғанына қарамастан.

Another fun fact is, this is what we actually

Тағы бір қызықты дерек - біздің

send out there as a standard diagnostic tool,

стандартты диагностикалық құралды шығарғанымызда,

but here in this envelope

алайда мына конверттің ішінде

I have 30 different foldscopes

сан алуан конфигурациялы

of different configurations all in a single folder.

30 түрлі фолдскоп бар, барлығы бір папканың ішінде.

Кездейсоқ қолыма түскен біреуін алмақшымын.

And I'm going to pick one randomly.

This one, it turns out, is actually designed

Мысалы, мынау безгекке

specifically for malaria,

арнап шығарылған,

because it has the fluorescent filters built

себебі бұның флуоресценттік сүзгісі бар,

specifically for diagnosing malaria.

арнайы безгек диагностикасы үшін жасалған.

So the idea of very specific diagnostic microscopes

Ерекше диагностикалық микроскоптардың

comes out of this.

идеясы осыдан келіп туындады.

So up till now, you didn't actually see

Осы уақытқа дейін сіздер менің осы құрылғылардың бірінің

what I would see from one of these setups.

көмегімен не көре алғанымды көрмедіңіздер.

So what I would like to do is,

Келесіні көрсетер едім.

Рұқсат болса, жарықты сөндіруді сұраймын.

if we could dim the lights, please,

it turns out foldscopes are also projection microscopes.

Фолдскоптар сондай-ақ проекциялы микроскоп бола алады екен.

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

Мына екі микроскопты қосып,

go to the back of the wall --

қабырға артына барамын да,

and just project, and this way you will see

проекциялаймын, осы кезде сіздер

exactly what I would see.

менің дәлме-дәл не көргенімді көресіздер.

What you're looking at --

Сіздер көріп тұрсыздар -

(Applause) —

(Қошемет)

This is a cross-section of a compound eye,

Бұл - фасетті көздің көлденең қимасы,

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

Осы жерден жақындатып ұлғайтқан кезде

I am going through the z-axis.

Z осінен өтемін.

You actually see how the lenses are cut together

Қазір сіздер көлденең қимада линазалардың қалай бірге

in the cross-section pattern.

қиысып жатқанын көріп тұрсыздар.

Another example, one of my favorite insects,

Тағы бір мысал: менің сүйікті жәндіктерімнің бірі -

I love to hate this one,

маған өте қатты ұнайды,

is a mosquito,

- маса.

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

Кәдімгі масаның мұртшасын көріп тұрсыздар.

Right there.

Мінеки.

All from the simple setup that I actually described.

Мұны мен сипаттаған қарапайым құрылғының көмегімен көрдіңіздер.

So my wife has been field testing

Келіншегім микроскоптарымызды

some of our microscopes

далалық жұмыстарда тексеріп көрді:

by washing my clothes whenever I forget them

тіпті қалтасынды ұмытылып кеткен киімімді

in the dryer.

жуып көрді.

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

Сөйтсе олар суға төзімді екен, -

(Laughter) —

(Күлкі),

right here is just fluorescent water,

мында жай ғана флуоресцентті су,

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

сізге көріне ме, білмеймін.

This also shows you how the projection scope works.

Бұл да проекциялы микроскоптың қалай істейтінін көрсетеді.

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

Сәуленің қалай проекцияланып, иілгенін көресіздер.

Can we get the lights back on again?

Жарықты қайтадан қосуға бола ма?

So I'm quickly going to show you,

Сіздерге тездетіп көрсетіп жіберейін,

since I'm running out of time,

себебі уақытым таяп қалды, мұндай

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

микроскоптың өндіріс шығыны қанша болатынын айтайын.

the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,

Ең үлкен идея қағазды орамнан орам өндіру болды,

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

біз бұл бөлшектерді 50 цент жұмсап жасадық.

(Applause)

(Қошемет)

And what this allows us to do

Бұл бізді микроскопиядағы

is to think about a new paradigm in microscopy,

"қолдан да, лақтыр" деп аталатын жаңа парагдималар

which we call use-and-throw microscopy.

туралы ойлауға итермелейді.

I'm going to give you a quick snapshot

Сіздерге кейбір құрамдық бөлшектерді

of some of the parts that go in.

қысқаша түсіндіріп өтейін.

Here is a sheet of paper.

Мынау - бір парақ қағаз.

This is when we were thinking about the idea.

Бұл - идеяны ойлап жатқан кезіміз.

This is an A4 sheet of paper.

Бұл - А4 қағаз парағы.

These are the three stages that you actually see.

Бұлар - әлдеқашан көрген үш кезеңіміз.

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

Оң жағындағы ендірмеге қарасаңыздар, Оптикалық компоненттерді көресіздер.

we had to figure out a way to manufacture lenses

Жоғары өткізгіш қасиетін есепке ала отырып,

in paper itself at really high throughputs,

қағаздағы линзаларды өндіру тәсілін табуға тура келді.

so it uses a process of self-assembly

Сөйтіп, ол өзінен жиналу үрдісі мен

and surface tension

беткей кернеуін қолданады,

to build achromatic lenses in the paper itself.

қағаздағы ахрометриялық линзаларды өндіру үшін.

So that's where the lenses go.

Бұл - линзалар салынатын орын.

There are some light sources.

Мынау - жарық көздері.

And essentially, in the end,

Шын мәнінде нәтижесінде

all the parts line up because of origami,

барлық бөлшектер бір қатарға оригамидегідей бір қатарға тізіледі.

because of the fact that origami allows us

Бұл оригами бізге микрондық ауқымдағы дәлдікпен

micron-scale precision of optical alignment.

оптикалық реттеу жасауға мүмкіндік береді.

So even though this looks like a simple toy,

Кәдімгі ойыншыққа ұқсағанына қарамастан,

the aspects of engineering that go in

мұндай бұйымды жасақтау жағы

something like this are fairly sophisticated.

өте күрделі.

So here is another obvious thing that we would do,

Тағы бір істей алатын айқын нәрсеміз:

typically, if I was going to show

егер бұл микроскоптардың

that these microscopes are robust,

беріктігін көрсеткім келсе,

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

үшінші қабатқа көтеріліп, микроскопты төменге лақтырып жіберер едім.

There it is, and it survives.

Міне осылай, микроскоп аман қалды.

So for us, the next step actually

Ендігі қадамымыз -

is really finishing our field trials.

далалық зерттеулерімізді аяқтау.

We are starting at the end of the summer.

Мұны жаздың аяғында бастамақшымыз.

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

Біз қазір мыңдаған микроскопты жасау кезеңіндеміз.

That would be the first time where we would be

Алғаш рет біз далалық зерттеулерді

doing field trials with the highest density

берілген жерде микроскоптардың

of microscopes ever at a given place.

ең жоғарғы меншікті салмағымен жасамақшымыз.

We've started collecting data for malaria,

Біз емделушілердің өзінен безгек,

Chagas disease and giardia from patients themselves.

Шагас ауруы және лямблиоз туралы деректерді жинай бастадық.

And I want to leave you with this picture.

Соңына қарай мына суретті көрсеткім келеді.

I had not anticipated this before,

Бұл мен үшін күтпеген жағдай болды,

but a really interesting link

бұл практикалық ғылыми- тәжірибелік білім мен

between hands-on science education

ғаламдық денсаулық сақтау саласы арасындағы

and global health.

өте қызықты байланыс.

What are the tools that we're actually providing

Ертең үрейлі сұйықпен күресетін

the kids who are going to fight

балаларымызға қандай құралдар

this monster soup for tomorrow?

беріп жатырмыз?

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

Егер олар фолдскопты жай ғана қағазға басып шығарып,

a Foldscope and carry them around in their pockets.

қалталарына салып жүре алса, қуанар едім.

Thank you.

Рақмет.

(Applause)

(Қошемет)