Lifesaving scientific tools made of paper | Manu Prakash

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Peter van de Ven

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

Ik hou van gereedschappen maken en ze delen met mensen.

I remember as a child,

Ik herinner me dat ik als kind mijn eerste instrument bouwde,

my first tool I built was actually a microscope

een microscoop,

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

door de lenzen van de bril van mijn broer te pikken.

He wasn't that thrilled.

Waar hij niet zo blij mee was.

But, you know, maybe because of that moment,

Maar misschien maak ik juist daardoor 30 jaar later nog altijd microscopen.

30 years later,

I'm still making microscopes.

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

Dat doe ik voor dit soort momenten.

(Video) Meisje:

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

Ik heb zwarte dingen in mijn haar --

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

Manu Prakash: Dit is een school in de Bay Area.

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

(Video) MP: De levende wereld overtreft onze verbeelding

of how things actually work.

van hoe de dingen echt werken.

(Video) Boy: Oh my God!

(Video) Jongen: O, mijn God!

MP: Right -- oh my God!

MP: Juist -- O, mijn God!

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

Ik had me niet gerealiseerd dat dit zo'n universeel gezegde was.

Over the last two years,

In de afgelopen twee jaar bouwden we in mijn lab 50.000 Foldscopes

in my lab,

we built 50,000 Foldscopes

and shipped them to 130 countries in the world,

en stuurden ze naar 130 landen in de wereld,

at no cost to the kids we sent them to.

zonder kosten voor de kinderen die ze ontvingen.

This year alone,

Alleen al dit jaar willen we met de steun van onze gemeenschap

with the support of our community,

we are planning to ship a million microscopes

een ​​miljoen microscopen verzenden naar kinderen over de hele wereld.

to kids around the world.

What does that do?

Wat doet dat?

It creates an inspiring community of people around the world,

Het creëert een inspirerende gemeenschap van mensen over de hele wereld

die van elkaar leren en elkaar onderwijzen,

learning and teaching each other,

from Kenya to Kampala to Kathmandu to Kansas.

van Kenia tot Kampala tot Kathmandu tot Kansas.

And one of the phenomenal things that I love about this

Een van de fenomenale dingen die ik hieraan zo leuk vind,

is the sense of community.

is het gevoel van gemeenschap.

There's a kid in Nicaragua

Een kind in Nicaragua

teaching others how to identify mosquito species that carry dengue

leert anderen om de muggensoort die dengue overbrengt te identificeren

by looking at the larva under a microscope.

door met een microscoop naar de larve te kijken.

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

Een farmacoloog vond een nieuwe manier

to detect fake drugs anywhere.

om overal nepgeneesmiddelen op te sporen.

There is a girl who wondered:

Een meisje vroeg zich af: "Hoe werkt glitter eigenlijk?"

"How does glitter actually work?"

and discovered the physics of crystalline formation in glitter.

en ontdekte de fysica van kristalvorming in glitter.

There is an Argentinian doctor

Een Argentijnse dokter probeert hiermee baarmoederhalskanker op te sporen.

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

And yours very truly found a species of flea

En ondergetekende vond een vlooiensoort

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

die zich één centimeter diep in mijn hiel had ingegraven.

Now, you might think of these as anomalies.

Nu kan je dit zien als toevalstreffers,

But there is a method to this madness.

maar er is methode in deze waanzin.

I call this "frugal science" --

Ik noem dit ‘zuinige wetenschap’ --

the idea of sharing the experience of science,

het idee om wetenschapservaring te delen,

and not just the information.

niet alleen maar informatie.

To remind you:

Bedenk dat er op deze planeet één miljard mensen leven zonder enige infrastructuur:

there are a billion people on this planet

who live with absolutely no infrastructure:

no roads,

geen wegen,

no electricity

geen elektriciteit

and thus, no health care.

en dus ook geen gezondheidszorg.

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

Ook leven op deze planeet één miljard kinderen in armoede.

How are we supposed to inspire them

Hoe moeten we hen inspireren

om de volgende generatie van oplossingszoekers te worden?

for the next generation of solution makers?

There are health care workers that we put on the line

We rusten werkers in de gezondheidszorg uit

to fight infectious diseases,

voor de bestrijding van infectieziekten,

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

om ons te beschermen met het absolute minimum aan instrumenten en middelen.

So as a lab at Stanford,

Op mijn lab op Stanford

I think of this from a context of frugal science

denk ik hieraan in een context van zuinige wetenschap

and building solutions for these communities.

en bouw ik oplossingen voor deze gemeenschappen.

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

Eigenlijk willen we een diagnose stellen, onder een boom, zonder elektriciteit.

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

Ik geef twee voorbeelden van nieuwe instrumenten.

One of them starts in Uganda.

Eén kwam van Uganda.

In 2013,

In 2013 tijdens een veldstudie

on a field trip to detect schistosomiasis with Foldscopes,

om schistosomiasis te detecteren met Foldscopes

I made a minor observation.

kwam ik op iets geks uit.

In a clinic,

In een kliniek in een afgelegen gebied

in a far, remote area,

I saw a centrifuge being used as a doorstop.

zag ik dat een centrifuge werd gebruikt als een deurstop.

I mean -- quite literally, the doorstop.

Ik bedoel -- letterlijk als deurstop.

And I asked them and they said,

Ik vroeg hen waarom en ze zeiden:

"Oh, we don't actually have electricity,

"Ach, we hebben toch geen elektriciteit,

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

dus kan dit stuk schroot evengoed als deurstop dienen."

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

Centrifuges, voor wie het niet weet,

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

zijn het hulpmiddel bij uitstek om bloedmonsters te verwerken.

You separate components of blood or body fluids

Je scheidt de componenten van bloed of lichaamsvloeistoffen

to be able to detect and identify pathogens.

om pathogenen te kunnen detecteren en identificeren.

But centrifuges are bulky, expensive --

Maar centrifuges zijn groot, duur --

cost around 1,000 dollars --

ze kosten ongeveer 1.000 dollar --

and really hard to carry out in the field.

en zijn echt moeilijk om mee rond te zeulen.

And of course,

En natuurlijk werken ze niet zonder stroom.

they don't work without power.

Sound familiar?

Klinkt bekend?

So we started thinking about solving this problem,

Dus zochten we een oplossing voor dit probleem

and I came back --

en ik vond iets --

kept thinking about toys.

door te denken aan speelgoed.

Now ...

Nu ...

I have a few with me here.

Ik heb er een paar bij me.

I first started with yo-yos ...

Eerst probeerde ik jojo's ...

and I'm a terrible yo-yo thrower.

en ik ben een abominabele jojo-werper.

Because these objects spin,

Omdat deze objecten draaien, vroegen we ons af

we wondered,

could we actually use the physics of these objects

of we gebruik konden maken van de fysica van deze objecten

to be able to build centrifuges?

om centrifuges te kunnen bouwen?

This was possibly the worst throw I could make.

Slechter werpen kon niet.

But you might start realizing,

Maar je zou iets kunnen realiseren

if you start exploring the space of toys --

door de veilige ruimte van speelgoed te verkennen --

we tried these spinning tops,

we hebben tollen getest

and then in the lab,

en kwamen daarna in het lab

we stumbled upon this wonder.

bij dit wonder terecht.

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

Je zou het een zoemknoop of zoemer kunnen noemen.

A couple of strings and a little disk,

Een paar touwtjes en een kleine schijf,

and if I push, it spins.

en als ik trek, gaat hij draaien.

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

Hoeveel van jullie hebben er als kind mee gespeeld?

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

Het heet een knoop-aan-een-touwtje.

OK, maybe 50 percent of you.

Oké, misschien de helft van jullie.

What you didn't realize --

Wat je niet besefte, is dat dit kleine object

that this little object

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

het oudste speelgoed in de geschiedenis is ...

5,000 years ago.

5.000 jaar oud.

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

We vonden resten van dit ding over de hele planeet.

Now the irony is,

Ironisch genoeg begrijpen we eigenlijk niet hoe dit kleine ding werkt.

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

That's when I get excited.

Dan raak ik pas opgewonden.

So we got back to work,

We gingen weer aan het werk

wrote down a couple of equations.

en schreven wat vergelijkingen op.

If you take the input torque that you put in,

Als je er de momentkracht, de weerstand op de schijf

you take the drag on this disc,

en de draaiweerstand op de touwtjes in steekt,

and the twist drag on these strings,

you should be able to mathematically solve this.

moet je dit wiskundig kunnen oplossen.

This is not the only equation in my talk.

Dit is niet de enige vergelijking in mijn lezing.

Ten pages of math later,

Tien pagina's berekeningen later

we could actually write down the complete analytical solution

konden we de complete analytische oplossing opschrijven

for this dynamic system.

voor dit dynamische systeem.

And out comes what we call "Paperfuge."

Daar kwam de ‘Paperfuge’ van.

That's my postdoc Saad Bhamla,

Dat is postdoctoraal student Saad Bhamla,

who's the co-inventor of Paperfuge.

de mede-uitvinder van Paperfuge.

And to the left, you see all the centrifuges

Links zie je alle centrifuges die we proberen te vervangen.

that we're trying to replace.

This little object that you see right here

Dit kleine object hier

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

bestaat uit een schijf, een paar draden en een handvat.

And when I spin

Als ik draai

and I push,

en duw,

it starts to spin.

begint het te draaien.

Now, when you realize,

Als je je realiseert,

when you do the math,

als je het uitrekent,

when we calculate the rpm for this object,

als je het toerental van dit object berekent,

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

komen we op een miljoen toeren per minuut.

Now, there is a little twist in human anatomy,

Nu is er wat raars in de menselijke anatomie,

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

omdat de resonantiefrequentie van dit object ongeveer 10 hertz is

and if you've ever played the piano,

en als je ooit piano hebt gespeeld,

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

kom je niet hoger dan twee of drie hertz.

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

De maximale snelheid die we konden bereiken met dit object

is not 10,000 rpm,

is geen 10.000 toeren/min,

not 50,000 rpm --

geen 50.000 toeren/min,

120,000 rpm.

maar 120.000 toeren/min.

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

Dat komt overeen met 30.000 g-krachten.

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

Als ik je hier op zou plakken en zou draaien,

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

denk dan eens over welk soort krachten je zou ervaren.

One of the factors of a tool like this

Maar waar het om gaat,

is to be able to do diagnosis with this.

is dat je er diagnoses mee kan uitvoeren.

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

Snel een korte demo.

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

Even een kleine vingerprik

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

en we hebben een druppeltje bloed.

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

Als je niet tegen bloed kunt, kijk dan maar niet.

Here is a little lancet.

Hier is een klein lancet.

These lancets are available everywhere,

Deze lancetten zijn overal beschikbaar,

completely passive.

volledig passief.

And if I've had breakfast today ...

Als ik vandaag al had ontbeten ...

That didn't hurt at all.

Dat deed geen pijn.

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

OK, ik neem een ​​kleine capillair met een druppel bloed.

now this drop of blood has answers,

Deze druppel bloed bevat antwoorden, daarom ben ik erin geïnteresseerd.

that's why I'm interested in it.

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

Ze zou me kunnen vertellen of ik al dan niet malaria heb.

I take a little capillary,

Ik neem een kleine capillair

and you see it starts wicking in.

en je ziet dat hij het begint op te zuigen.

I'm going to draw a little more blood.

Nog wat bloed.

And that's good enough for right now.

Zo is het genoeg.

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

Ik verzegel deze capillair met wat klei.

And now that's sealed the sample.

Nu is het monster verzegeld.

We're going to take the sample,

We nemen het monster

mount it on Paperfuge.

en monteren het op de Paperfuge.

A little piece of tape to make a sealed cavity.

Een stukje tape om de holte af te dichten.

So now the sample is completely enclosed.

Nu is het monster volledig omsloten.

And we are ready for a spin.

En we zijn klaar om te gaan draaien.

I'm pushing and pulling with this object.

Ik duw en trek aan dit object.

I'm going to load this up ...

Ik ga het opladen ...

And you see the object starts spinning.

Je ziet dat het object begint te draaien.

Unlike a regular centrifuge,

Anders dan een gewone centrifuge is dit een tegengesteld draaiende centrifuge.

this is a counter-rotating centrifuge.

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

Ze gaat heen en weer, heen en weer ...

And now I'm charging it up,

Ik ben ze aan het opladen

and you see it builds momentum.

en je ziet dat ze steeds sneller gaat --

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

ik weet niet of jullie dit horen --

30 seconds of this,

Als ik dit 30 seconden doe,

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

zou ik alle bloedcellen van het plasma moeten kunnen scheiden.

And the ratio of those blood cells to plasma --

De verhouding van bloedcellen tot plasma --

(Applause)

(Applaus)

Already, if you see right here,

Als je goed kijkt,

if you focus on this,

als je erop let,

you should be able to see a separated volume

zie je ​​aparte volumes van bloed en plasma.

of blood and plasma.

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

De verhouding ervan vertelt me ​​of ik bloedarmoede kan hebben.

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

Een van de aspecten hiervan is dat we vele soorten Paperfuges bouwen.

This one allows us to identify malaria parasites

Deze laat ons toe om malariaparasieten te identificeren

by running them for a little longer,

door het een beetje langer te laten draaien.

and we can identify malaria parasites that are in the blood

We kunnen de malariaparasieten in het bloed identificeren

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

door ze met een dergelijke centrifuge te scheiden en op te sporen.

Another version of this allows me to separate nucleic acids

Met een andere versie kan ik nucleïnezuren afscheiden

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

om ter plekke op nucleïnezuur te testen.

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

Met nog een andere versie kan ik bulkmonsters afscheiden.

and then, finally,

En ten slotte werken we aan iets nieuws

something new that we've been working on

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

waarmee we gehele multiplextesten op een voorwerp als dit uitvoeren.

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

Dus waar je de monstervoorbereiding en de chemie in hetzelfde object uitvoert.

Now ...

Allemaal goed en wel,

this is all good,

but when you start thinking about this,

maar als je erover begint na te denken,

you have to share these tools with people.

moet je deze tools delen met mensen.

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

Een van de dingen die we deden -- we zijn net terug van Madagaskar;

this is what clinical trials for malaria look like --

zo zien klinische proeven voor malaria er daar uit.

(Laughter)

(Gelach)

You can do this while having coffee.

Je kunt dit doen tijdens een koffiepauze.

But most importantly,

Maar het belangrijkste is

this is a village six hours from any road.

dat dit dorp op zes uur van elke weg is gelegen.

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

We zitten in een kamer met één van de vooraanstaanden van de gemeenschap

and a health care worker.

en een hulpverlener.

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

Dit deel van het werk boeit mij het meest --

that smile,

die glimlach,

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

eenvoudige maar krachtige hulpmiddelen delen met mensen over de hele wereld.

Now, I forgot to tell you this,

Ik vergat te vertellen

that all of that cost me 20 cents to make.

dat die dingen me slechts 20 cent kosten.

OK, in the negative time I have left,

In de negatieve tijd die me nog rest,

I'll tell you about the most recent --

vertel ik jullie over de meest recente --

(Laughter)

(Gelach)

invention from our lab.

uitvinding uit ons laboratorium.

It's called Abuzz --

Ze heet de Abuzz --

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

het idee dat jullie allemaal ons zouden kunnen helpen om muggen te bestrijden.

you could all help us track our enemies.

Je kunt ons helpen om onze vijanden op te sporen.

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

Het zijn vijanden omdat ze malaria, zika, chikungunya en dengue veroorzaken.

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

Maar het probleem is dat we eigenlijk niet weten waar onze vijanden zitten.

The world map for where mosquitoes are is missing.

Een wereldkaart van waar de muggen zitten, bestaat niet.

So we started thinking about this.

Daar gingen we dus over nadenken.

There are 3,500 species of mosquitoes,

Er bestaan 3500 soorten muggen

and they're all very similar.

en ze lijken allemaal erg op elkaar.

Some of them are so identical

Sommigen zelfs zozeer

that even an entomologist cannot identify them under a microscope.

dat zelfs een entomoloog ze niet kan identificeren onder een microscoop.

But they have an Achilles' heel.

Maar ze hebben een achilleshiel.

This is what mosquitoes flirting with each other looks like.

Zo zien flirtende muggen eruit.

That's a male chasing a female.

Hier zit een mannetje achter een vrouwtje aan.

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

Ze praten eigenlijk met elkaar door hun vleugelslagfrequenties.

(Buzzing sound)

(Zoemend geluid)

And thus, they have a signature.

En dus hebben ze een kenmerk.

We realized that using a regular phone,

We realiseerden ons dat het gebruik van een gewone telefoon,

a $5-10 flip phone --

zo een klaptelefoon van $5 tot $10 --

how many remember what this object is?

kennen jullie hem nog?

(Laughter)

(Gelach)

We can record these acoustic signatures from mosquitoes.

daarmee kunnen we de akoestische kenmerken van muggen opnemen.

I'll tell you exactly how to do this.

Ik zal uitleggen hoe.

I caught some mosquitoes outside.

Ik ving buiten wat muggen.

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

Anders dan Bill [Gates] ga ik ze niet terug vrijlaten.

(Laughter)

(Gelach)

But I will tell you how to record from this.

Maar ik ga uitleggen hoe je hun gezoem kan opnemen.

All you do is tap them and they fly.

Tik ertegen en ze gaan vliegen.

You can first test --

Je kunt het eerst testen --

I can actually hear that.

Ik hoor ze al.

And you bring your phone, which has microphones --

Je brengt de microfoons van je telefoon erbij --

it turns out the mics are so damn good already,

die blijken verdomde goed te zijn,

zelfs van gewone telefoons,

even on regular phones,

that you can pick up this near-field signature.

dat je dit kenmerk in het veld kunt opnemen.

And since I'm out of time,

Mijn tijd is op.

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

Ik laat alleen de opname van een dag geleden horen.

(Mosquitoes buzz)

(Muggen zoemen)

This is all the charming sound that you heard before

Dit is het al te charmante geluid dat jullie kennen,

waar jullie allemaal zo van houden.

that you all love.

One of the contexts of this

Maar hierdoor kunnen we met een gewone mobiele telefoon

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

allows us to map mosquito species.

muggensoorten in kaart brengen.

Using a flip phone,

Met behulp van een klaptelefoon

we mapped one of the largest acoustic databases

legden we een van de grootste akoestische databases aan

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

van de 25-20 soorten muggen die humane pathogenen dragen.

And from this and machine learning,

Hiermee en met machinaal leren,

anybody who uploads this data,

en met iedereen die deze gegevens uploadt,

we can identify and tell the probability

kunnen we ze identificeren en je vertellen

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

met welke soorten muggen je waarschijnlijk te maken hebt.

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

We noemen dit Abuzz en als je wil meedoen, ga je gewoon naar de website.

just go to the website.

Let me close with something

Ik sluit af met iets heel belangrijks, iets dat mij na aan het hart ligt.

that's very important and dear to my heart.

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

Eén van de uitdagingen van vandaag is dat we verschrikkelijke problemen hebben.

We have a billion people with absolutely no health care,

Een miljard mensen hebben absoluut geen gezondheidszorg

en er is klimaatverandering, verlies aan biodiversiteit,

climate change, biodiversity loss,

on and on and on.

enzovoort, enzovoort.

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

En we hopen dat de wetenschap daar een antwoord op gaat geven.

But before you leave this theatre today,

Maar voordat je hier weggaat,

I want you to promise one thing.

moet je me één ding beloven.

We're going to make science accessible --

We gaan wetenschap toegankelijk maken --

not just to the people who can afford it,

niet alleen voor wie het zich kan veroorloven,

but a billion others who can't.

maar voor een miljard anderen die dat niet kunnen.

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

Laten we van wetenschap

en wetenschappelijke geletterdheid een mensenrecht maken.

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

Door het tintelend gevoel van het maken van een ontdekking

to another child,

met kinderen te delen,

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

maak je van hen de volgende groep mensen

die daadwerkelijk deze problemen gaan oplossen.

who will actually solve these problems.

Thank you.

Dank je.

(Applause)

(Applaus)