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

Translator: Kulbhushan Joshi Reviewer: Abhinav Garule

The year is 1800.

साल १८००.

एका लहान-उत्सुक यंत्राची चर्चा आहे.

A curious little invention is being talked about.

It's called a microscope.

त्याचे नाव "सूक्ष्मदर्शिका"

What it allows you to do

ह्या द्वारे तुम्हाला

is see tiny little lifeforms

अत्यंत छोटे जीव बघता येतात,

that are invisible to the naked eye.

जे उघड्या डोळ्यांना दिसू शकत नाहीत.

Soon comes the medical discovery

लवकरच असा वेद्यकिय शोध लागला की

that many of these lifeforms are actually causes

ह्यातील अनेक जीवजंतू प्रत्यक्षात

of terrible human diseases.

भयानक मानवी रोगांस कारणीभूत ठरतात.

Imagine what happened to the society

ही इंग्रज .आई चहाच्या कपातून

when they realized

अक्राळ विक्राळ जीवजंतूचे सार पिते आहे

that an English mom in her teacup

हे समजल्यावर, विचार करा,

actually was drinking a monster soup,

समाजाची काय अवस्था झाली असेल

not very far from here. This is from London.

इथून फार दूर नाही, हे लंडनचे आहे

Fast forward 200 years.

२०० वर्षा नंतर,

We still have this monster soup around,

हे अक्राळ विक्राळ जीव जंतूंचे सार

and it's taken hold in the developing countries

आजही उष्णदेशीय पट्यातील

around the tropical belt.

विकसनशील देशांवरची पकड घट्ट करते आहे

Just for malaria itself,

केवळ मलेरिया

there are a million deaths a year,

सुमारे एक दशलक्ष मृत्युंसाठी कारणीभूत ठरतो.

and more than a billion people

आणि एक अब्जाहून जास्त लोकांना

that need to be tested because they are at risk

मलेरियाच्या विविध जातींसाठी

for different species of malarial infections.

वैद्यकिय चाचणीची गरज आहे

Now it's actually very simple to put a face

ह्या राक्षसी रोगास

to many of these monsters.

एक चेहरा देणे सहज शक्य आहे

You take a stain, like acridine orange

अॅक्रीडीन ऑरेंज अथवा

or a fluorescent stain or Giemsa,

फ़्लुरोसेण्ट किंवा गीएम्सा चा स्टेन

and a microscope, and you look at them.

सूक्ष्मदर्शिके खाली बघा.

They all have faces.

त्या सर्वांना चेहरे आहेत

Why is that so, that Alex in Kenya,

मग केनिया मधील अलेक्स ,

Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,

बांगलादेशातील फातिमा , मुंबईचा नवज्योत

and Julie and Mary in Uganda still wait months

आणि युगांडा मधील मारी व जुली

to be able to diagnose why they are sick?

हे रोगाच्या निदानासाठी महिनोन्महिने का वाट बघतात?

And that's primarily because scalability

रोगनिदान सुविधांची उपलब्धता

of the diagnostics is completely out of reach.

हे ह्याचे प्रमुख कारण आहे.

And remember that number: one billion.

आणि गरजूंची संख्या लक्षात ठेवा - एक अब्ज.

The problem lies with the microscope itself.

समस्या मुळात सूक्ष्मदर्शिका आहे.

Even though the pinnacle of modern science,

आधुनिक विज्ञानाचा उच्च बिंदू असूनही,

research microscopes are not designed for field testing.

संशोधनासाठीच्या सूक्ष्मदर्शका प्रयोगशाळेबाहेर वापरण्यास नाहीत.

Neither were they first designed

शिवाय त्यांची रचना

for diagnostics at all.

रोगनिदानासाठी केलेली नाही

They are heavy, bulky, really hard to maintain,

ते अवजड, बोजड, राखण्यास कठीण

and cost a lot of money.

आणि महाग असतात.

This picture is Mahatma Gandhi in the '40s

ह्या १९४० च्या दशकातील छायाचित्रात महात्मा गांधीं

using the exact same setup that we actually use today

आपल्या सेवाग्राम आश्रमात

for diagnosing T.B. in his ashram

टीबी चे निदान करताना दिसत आहेत,

in Sevagram in India.

तेच उपकरण वापरताना दिसत आहेत जे आजही आपण वापरतो

Two of my students, Jim and James,

माझे दोन विद्यार्थी, जिम आणि जेम्स,

traveled around India and Thailand,

भारत व थाईलंड मध्ये प्रवास करताना

starting to think about this problem a lot.

ह्या प्रश्नाचा विचार करू लागले.

We saw all kinds of donated equipment.

आम्ही अनेक प्रकारची दान केलेली उपकरणे बघितली.

We saw fungus growing on microscope lenses.

सूक्ष्मदर्शिकेच्या भिंगावरती उगवलेली बुरशी पाहिली

And we saw people who had a functional microscope

लोकांकडे चांगली कार्यात्मक सूक्ष्मदर्शिका असून

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

ती चालू कशी करावी ह्याचीही कल्पना त्यांना नव्हती.

What grew out of that work and that trip

ह्या प्रवासाच्या अनुभवातून

was actually the idea of what we call Foldscopes.

दुमडणाऱ्या सूक्ष्मदर्शिकेची (फोल्ड्स्कोप) कल्पना आली.

So what is a Foldscope?

फोल्ड्स्कोप म्हणजे काय ?

A Foldscope is a completely functional microscope,

फोल्ड्स्कोप ही पूर्णतः कार्यात्मक सूक्ष्मदर्शिका आहे,

a platform for fluorescence, bright-field,

त्याचा मंच, प्रखर प्रकाश स्त्रोत,

polarization, projection,

ध्रुवीकरण, प्रक्षेपण,

all kinds of advanced microscopy

आणि इतर आधुनिक सूक्ष्मदर्शी योजन

built purely by folding paper.

सर्व दुमडणाऱ्या पुठ्यापासून बनविलेली आहे.

So, now you think, how is that possible?

आता तुम्ही म्हणाल हे कसं शक्य आहे

I'm going to show you some examples here,

मी तुम्हाला इथे काही उदाहरणे दाखवणार आहे

and we will run through some of them.

आणि आपण त्यातील काही वापरूनही बघू.

It starts with a single sheet of paper.

सुरुवात एका पुठ्याच्या कागदापासून होते.

What you see here is all the possible components

कार्यात्मक सूक्ष्मदर्शिकेसाठी लागणारे सर्व घटक

to build a functional bright-field and fluorescence microscope.

इथे तुम्हाला दिसत आहेत.

So, there are three stages:

इथे तीन टप्पे आहेत :

There is the optical stage, the illumination stage

दृष्टीविषयक टप्पा, प्रकाशाचा टप्पा

and the mask-holding stage.

आणि विश्लेषण पट्टी पकडीचा टप्पा.

And there are micro optics at the bottom

आणि खालच्या बाजूस पुठ्यातच बसवलेली

that's actually embedded in the paper itself.

अतीसूक्ष्म प्रकाश यंत्रणा आहे.

What you do is, you take it on,

आपण फक्त एखाद्या खेळण्या सारखे

and just like you are playing like a toy,

सगळे घटक वेगळे करून घ्यायचे

which it is,

हे एक खेळणंच आहे,

I tab it off,

मी ह्याचे टवके काढून,

and I break it off.

असे तोडून घेतो .

This paper has no instructions and no languages.

ह्या पुठ्यावर काहीही कृती अथवा सूचना नाही आहे

There is a code, a color code embedded,

फक्त रंगानुरूप संकेत आहेत

that tells you exactly how to fold that specific microscope.

त्यानुसार तुम्हाला सूक्ष्मदर्शिका बनवता येईल.

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

पूर्णतः जुळल्यावर ती अशी दिसते,

has all the functionalities of a standard microscope,

एका दर्जेदार सूक्ष्म्दर्शिकेची कार्यक्षमता असेलेली.

just like an XY stage,

दोन अक्षातील मंच,

a place where a sample slide could go,

व चाचणीची पट्टी ठेवण्यास जागा असलेली

for example right here.

ही इथे - उदाहरणार्थ

We didn't want to change this,

आम्ही ही पट्टी बदलली नाही

because this is the standard

कारण ती एकप्रमाण आहे

that's been optimized for over the years,

अनेक वर्षांच्या घडणीतून बनवली आहे

and many health workers are actually used to this.

आणि सर्व वैद्यकीय कार्यकर्त्यांना तिची सवय आहे.

So this is what changes,

फक्त हा बदल आहे,

but the standard stains all remain the same

पण अनेक रोगनिदानासाठीच्या पट्ट्या

for many different diseases.

नेहेमीच्याच आहेत.

You pop this in.

ही पट्टी आत सरकवा

There is an XY stage,

हा द्विअक्षीय मंच आहे

and then there is a focusing stage,

आणि मग केंद्रीकरणाचा टप्पा

which is a flexure mechanism

ज्याची लवचिक यंत्रणा

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

पुठ्यातच बसवलेली आहे

and focus the lenses by micron steps.

आणि केंद्रीकरण भिंगाच्या अतीसूक्ष्म चलनातून होते.

So what's really interesting about this object,

माझ्या विद्यार्थ्यांना हे अजिबात आवडत नाही

and my students hate when I do this,

पण तरीही मी तुम्हाला दाखवतो,

but I'm going to do this anyway,

ह्या उपकरणाची विशेषतः अशी आहे,

is these are rugged devices.

की हे खूप दणकट उपकरण आहे.

I can turn it on and throw it on the floor

ह्याला चालू करून मी खाली टाकीन आणि

and really try to stomp on it.

पायाने चुराडा करण्याचा प्रयत्न करीन .

And they last, even though they're designed

पण हे चांगले टिकतात, जरी

from a very flexible material, like paper.

ते कागदासारख्या लवचिक पुठ्यापासून बनविले असले तरी.

Another fun fact is, this is what we actually

आणखी एक गमतीशीर बाब म्हणजे, आपण प्रत्यक्षात

send out there as a standard diagnostic tool,

हे उपकरण सामान्यतः रोगनिदानासाठी बाहेर पाठवितो.

but here in this envelope

पण ह्या एका लिफाफ्यात

I have 30 different foldscopes

तीस वेगवेगळ्या धाटणीचे

of different configurations all in a single folder.

तीस वेगवेगळे फोल्ड स्कोप आहेत .

And I'm going to pick one randomly.

आणि मी ह्यातील कोणताही एक उचलतो.

This one, it turns out, is actually designed

हा खासरीत्या

specifically for malaria,

मलेरिया साठी बनविलेला आहे

because it has the fluorescent filters built

ह्यात मलेरिया निदानासाठी लागणारे

specifically for diagnosing malaria.

प्रकाश स्त्रोत व गाळणी बसवली आहेत.

So the idea of very specific diagnostic microscopes

रोग निदनानुरूप सूक्ष्मदर्शिका

comes out of this.

ही ह्या मागील कल्पना .

So up till now, you didn't actually see

तर आतापर्यंत मी तुम्हाला ह्या संरचनेतून काय दिसते

what I would see from one of these setups.

ते दाखविलेच नाही .

So what I would like to do is,

जरा कृपया

if we could dim the lights, please,

प्रकाश मंद करणार का ?

it turns out foldscopes are also projection microscopes.

हे फोल्ड स्कोप प्रक्षेपण सूक्ष्मदर्शका देखील आहेत.

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

मी ह्या दोन सूक्ष्मदर्शका चालू करतो,

go to the back of the wall --

आणि ह्या भिंती कडे जातो

and just project, and this way you will see

म्हणजे मला जे दिसेल

exactly what I would see.

तेच तुम्हाला पण दिसेल .

What you're looking at --

तुम्हाला इथे जे दिसत आहे --

(Applause) —

(टाळ्या) --

This is a cross-section of a compound eye,

हा संयुक्त डोळ्याचा अवच्छेद आहे,

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

आणि जेव्हा मी हे अधिक जवळून बघतो, हे असं,

I am going through the z-axis.

तिसऱ्या अक्शाचा वापर होतो.

You actually see how the lenses are cut together

ह्या अवच्छेदीत रचनेत तुम्हाला प्रत्यक्षात

in the cross-section pattern.

ही भिंग कशी जोडली आहेत, ते दिसेल

Another example, one of my favorite insects,

आणखी एक उदाहरण, माझा आवडता कीटक,

I love to hate this one,

मला ह्याचा द्वेष करायला खूप आवडतं,

is a mosquito,

हा आहे डास,

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

आणि तुम्हाला ह्या डासाच्या पेशीची मिशी दिसत आहे.

Right there.

हे इथे.

All from the simple setup that I actually described.

हे सगळ तुम्हाला सांगितलेल्या सोप्प्या घडणीतून शक्य आहे .

So my wife has been field testing

माझी बायको ह्या काही सूक्ष्मदर्शिकेची

some of our microscopes

चांगलीच परीक्षा घेते.

by washing my clothes whenever I forget them

मी जर खिशात एखादी विसरलो

in the dryer.

तर ती चांगलीच धुवून निघते.

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

निष्कर्ष काय, तर ते जलरोधक अहेत, आणि --

(Laughter) —

(हास्य)

right here is just fluorescent water,

हे रंगीत पाणी आहे ,

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

आणि बहुदा तुम्हास नीट दिसत नसेल.

This also shows you how the projection scope works.

पण हा प्रक्षेपण कसा करतो ते तुम्हास दिसेल.

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

प्रकाशाचा झोत प्रक्षेपित होऊन वळताना दिसतो.

Can we get the lights back on again?

जरा दिवे परत सुरु करणार का ?

So I'm quickly going to show you,

माझा इथे वेळ संपत आलाय,

since I'm running out of time,

पण मी तुम्हाला पट्कन ह्यांच्या

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

उत्पादनाच्या किमती बद्दल सांगतो,

the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,

रीळ पद्धतीने उत्पादन करणे ही मुख्य कल्पना

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

ज्यामुळे आम्हाला ५० सेंटमध्ये हे बनविले .

(Applause)

(टाळ्या)

And what this allows us to do

त्यामुळे आम्हास सुक्ष्मदर्शिकेंच्या क्षेत्रात

is to think about a new paradigm in microscopy,

एक नवीन विचारसरणी निर्माण करता आली आहे -

which we call use-and-throw microscopy.

एक वेळ वापराचे सूक्ष्मदर्शक .

I'm going to give you a quick snapshot

मी तुम्हाला पटकन

of some of the parts that go in.

काही घटक दाखवितो .

Here is a sheet of paper.

एका कागदावर

This is when we were thinking about the idea.

आम्ही आमचे विचार आणि कल्पना मांडत होतो .

This is an A4 sheet of paper.

हा ए ४ आकाराचा कागद .

These are the three stages that you actually see.

हे तीन टप्पे तुम्ही प्रत्यक्षात बघितले .

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

आणि प्रकाशीय घटक, उजवीकडे दिसत आहेत .

we had to figure out a way to manufacture lenses

आम्ही पुठ्यातच

in paper itself at really high throughputs,

हि उच्च दर्ज्याची भिंग बसवण्याचा मार्ग शोधूला

so it uses a process of self-assembly

हे स्व - जुळणी ची पद्धत वापरते,

and surface tension

आणि पृष्ठ ताण वापरून

to build achromatic lenses in the paper itself.

रंगलोपक भिंग बनते.

So that's where the lenses go.

हे भिंग इथे बसते .

There are some light sources.

हे काही प्रकाश्स्त्रोत आहेत .

And essentially, in the end,

मुळात हे सगळे भाग

all the parts line up because of origami,

सुरळीत पाने जुळतात "ओरिगामी" मुळे .

because of the fact that origami allows us

ओरिगामी द्वारे

micron-scale precision of optical alignment.

अति सूक्ष्म अचूकता शक्य होते .

So even though this looks like a simple toy,

त्यामुळे हे एखाद्या साध्या खेळण्यासारखे दिसले तरी

the aspects of engineering that go in

य्हामागे अत्याधुनिक अभियांत्रिकी तत्वे

something like this are fairly sophisticated.

कार्यरत आहेत .

So here is another obvious thing that we would do,

हे अजून एक उदाहरण

typically, if I was going to show

मजबूत सुक्ष्मदर्शिकेचा पुरावा आहे

that these microscopes are robust,

तिसया मजल्यावरून

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

खाली टाकले

There it is, and it survives.

तरीही त्याला काही होत नाही .

So for us, the next step actually

आता आमची पुढची पायरी म्हणजे

is really finishing our field trials.

सर्व चाचण्या पूर्ण करणे.

We are starting at the end of the summer.

उन्हाळी सत्र संपताना आम्ही काम सुरु करू.

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

आम्ही हजारो सूक्ष्मदर्शक बनविण्यास सज्ज आहोत.

That would be the first time where we would be

अश्या प्रकारची उच्च घनता असलेली

doing field trials with the highest density

सुक्ष्मदार्ष्कांची चाचणी जगात

of microscopes ever at a given place.

प्रथमच होइल.

We've started collecting data for malaria,

आम्ही मलेरिया, चागास रोग आणि जीयार्डिया च्या

Chagas disease and giardia from patients themselves.

रुग्ण्यांकडून माहिती गोळा करणे सुरु केले आहे .

And I want to leave you with this picture.

आणि जाता जाता एक छायाचित्र तुम्हास दाखवितो.

I had not anticipated this before,

मला आधी हे अपेक्षित नव्हते ,

but a really interesting link

पण जागतिक आरोग्य आणि विद्यान शिक्षण

between hands-on science education

ह्या मध्ये

and global health.

एक अत्यंत विशेष नाते आहे .

What are the tools that we're actually providing

आपण मुलांना उद्या

the kids who are going to fight

ह्या अक्राळ विक्राळ रोगांशी

this monster soup for tomorrow?

लढण्यासाठी काय अवजारे देऊ शकतो?

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

माझे स्वप्न आहे कि या फोल्ड्स्कोपची प्रतकाढून

a Foldscope and carry them around in their pockets.

खिशात टाकून त्यांना कुठेही जाता येईल .

Thank you.

धन्यवाद .

(Applause)

(टाळ्या)