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

Tłumaczenie: Krystyna Wasilewska Korekta: Sylwia Gliniewicz

The year is 1800.

Jest rok 1800.

A curious little invention is being talked about.

Dyskutuje się o małym, ciekawym wynalazku.

It's called a microscope.

To mikroskop.

What it allows you to do

Pozwala zobaczyć maleńkie organizmy

is see tiny little lifeforms

that are invisible to the naked eye.

niewidoczne dla nieuzbrojonego oka.

Soon comes the medical discovery

Niedługo potem odkryto, że wiele z tych organizmów

that many of these lifeforms are actually causes

wywołuje u ludzi okropne choroby.

of terrible human diseases.

Imagine what happened to the society

Wyobraźcie sobie reakcję społeczeństwa,

when they realized

które odkrywa,

that an English mom in her teacup

że przeciętna angielska mama

actually was drinking a monster soup,

popija w filiżance zupę ze stworami,

not very far from here. This is from London.

i to nie tak daleko stąd, obrazek pochodzi z Londynu.

Fast forward 200 years.

Przewijamy dwieście lat do przodu.

We still have this monster soup around,

Zupa ze stworami nadal istnieje i zadomowiła się

and it's taken hold in the developing countries

w rozwijających się krajach strefy tropikalnej.

around the tropical belt.

Just for malaria itself,

Sama malaria co roku powoduje milion zgonów,

there are a million deaths a year,

and more than a billion people

a ponad miliard osób

that need to be tested because they are at risk

trzeba przebadać z powodu ryzyka zakażenia

for different species of malarial infections.

przez różne gatunki roznoszące malarię.

Now it's actually very simple to put a face

Obecnie wiele z tych stworów łatwo zidentyfikować.

to many of these monsters.

You take a stain, like acridine orange

Wystarczy barwnik, na przykład oranż akrydyny,

or a fluorescent stain or Giemsa,

barwnik fluorescencyjny lub Giemsy

and a microscope, and you look at them.

i mikroskop, aby je obejrzeć.

They all have faces.

Żaden nie jest anonimowy.

Why is that so, that Alex in Kenya,

Dlaczego więc Alex w Kenii,

Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,

Fatima w Bangladeszu, Navjoot w Bombaju

and Julie and Mary in Uganda still wait months

i Julie z Mary w Ugandzie czekają miesiącami na diagnozę?

to be able to diagnose why they are sick?

And that's primarily because scalability

Głównie dlatego, że skalowalność

of the diagnostics is completely out of reach.

diagnostyki jest nie do osiągnięcia.

And remember that number: one billion.

Zapamiętajcie tę liczbę: jeden miliard.

The problem lies with the microscope itself.

Problem leży w mikroskopie.

Even though the pinnacle of modern science,

Mimo zaawansowania współczesnej nauki,

research microscopes are not designed for field testing.

mikroskopy nie są zaprojektowane do pracy w terenie.

Neither were they first designed

Tak jak początkowo nie były stworzone z myślą o diagnostyce.

for diagnostics at all.

They are heavy, bulky, really hard to maintain,

Są ciężkie, nieporęczne, trudne w utrzymaniu i dużo kosztują.

and cost a lot of money.

This picture is Mahatma Gandhi in the '40s

To Mahatma Gandhi w latach 40.

using the exact same setup that we actually use today

używający tego samego zestawu, którego używa się dzisiaj

for diagnosing T.B. in his ashram

w diagnostyce gruźlicy w jego aśramie

in Sevagram in India.

w Sevagram, w Indiach.

Two of my students, Jim and James,

Dwóch moich studentów, Jim i James,

traveled around India and Thailand,

podróżowali po Indiach i Tajlandii,

starting to think about this problem a lot.

coraz więcej myśląc o tym problemie.

We saw all kinds of donated equipment.

Widzieli przeróżne podarowane sprzęty,

We saw fungus growing on microscope lenses.

grzyby rosnące na soczewkach mikroskopu,

And we saw people who had a functional microscope

ludzi, którzy mieli działające mikroskopy,

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

ale nie wiedzieli, jak je włączyć.

What grew out of that work and that trip

Efektem tej pracy i podróży

was actually the idea of what we call Foldscopes.

był pomysł na Foldscope.

So what is a Foldscope?

Co to jest Foldscope?

A Foldscope is a completely functional microscope,

To w pełni funkcjonalny mikroskop,

a platform for fluorescence, bright-field,

platforma do mikroskopii fluorescencyjnej,

polarization, projection,

pola jasnego, polaryzacyjnej,

all kinds of advanced microscopy

projekcyjnej i każdej innej,

built purely by folding paper.

zbudowana z papieru.

So, now you think, how is that possible?

Jak to możliwe?

I'm going to show you some examples here,

Pokażę kilka przykładów

and we will run through some of them.

i szybko je omówię.

It starts with a single sheet of paper.

Zaczynamy od kartki papieru.

What you see here is all the possible components

To są części potrzebne do zbudowania

to build a functional bright-field and fluorescence microscope.

funkcjonalnego mikroskopu pola jasnego i fluorescencyjnego.

So, there are three stages:

Mamy trzy części:

There is the optical stage, the illumination stage

optyczną, iluminacyjną

and the mask-holding stage.

i część podtrzymującą maskę.

And there are micro optics at the bottom

U dołu jest mikrooptyka

that's actually embedded in the paper itself.

wbudowana w papier.

What you do is, you take it on,

Wystarczy wziąć,

and just like you are playing like a toy,

tak jakbyśmy bawili się zabawką,

which it is,

którą to właściwie jest,

I tab it off,

przygiąć

and I break it off.

i oderwać.

This paper has no instructions and no languages.

Nie ma instrukcji w żadnym języku.

There is a code, a color code embedded,

Zamiast tego jest kolorystyczny kod,

that tells you exactly how to fold that specific microscope.

pokazujący, jak złożyć konkretny mikroskop.

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

Tak wygląda po złożeniu

has all the functionalities of a standard microscope,

i ma wszystkie opcje standardowego mikroskopu,

just like an XY stage,

jak stolik z przesuwami XY,

a place where a sample slide could go,

gdzie umiejscawia się preparat,

for example right here.

na przykład w ten sposób.

We didn't want to change this,

Nie chcieliśmy tego zmieniać,

because this is the standard

ponieważ jest to standard

that's been optimized for over the years,

dopracowywany przez lata

and many health workers are actually used to this.

i pracownicy służby zdrowia są do tego przyzwyczajeni.

So this is what changes,

To się zmienia, ale metody barwienia pozostają takie same

but the standard stains all remain the same

for many different diseases.

dla wielu różnych chorób.

You pop this in.

Wkładamy preparat.

There is an XY stage,

Jest stolik z przesuwami XY,

and then there is a focusing stage,

etap ogniskujący, oparty na mechanizmie odbić

which is a flexure mechanism

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

wbudowanym w papier i pozwalającym na poruszanie

and focus the lenses by micron steps.

i ustawianie soczewek na poziomie mikronów.

So what's really interesting about this object,

Ten przedmiot posiada ciekawą cechę.

and my students hate when I do this,

Studenci nie lubią, gdy to robię,

but I'm going to do this anyway,

ale i tak to zrobię,

is these are rugged devices.

bo to wytrzymałe urządzenie.

I can turn it on and throw it on the floor

Mogę je włączyć, rzucić na podłogę

and really try to stomp on it.

i jeszcze podeptać.

And they last, even though they're designed

I tak będzie działać,

mimo że jest zrobione z papieru.

from a very flexible material, like paper.

Another fun fact is, this is what we actually

Kolejna ciekawostka: oto co wysyłamy

send out there as a standard diagnostic tool,

jako standardowe narzędzie diagnostyczne.

but here in this envelope

W tej kopercie jest 30 różnych Foldscopów

I have 30 different foldscopes

of different configurations all in a single folder.

o różnych ustawieniach, wszystkie w jednym miejscu.

And I'm going to pick one randomly.

Wybiorę jeden losowo.

This one, it turns out, is actually designed

Ten jest zaprojektowany do malarii,

specifically for malaria,

because it has the fluorescent filters built

bo ma wbudowane fluorescencyjne filtry

specifically for diagnosing malaria.

do jej diagnostyki.

So the idea of very specific diagnostic microscopes

Ideą są mikroskopy do diagnozowania konkretnych chorób.

comes out of this.

So up till now, you didn't actually see

Nie mieliście jeszcze okazji zobaczyć,

what I would see from one of these setups.

co widać w tym urządzeniu.

So what I would like to do is,

Poproszę o przygaszenie świateł.

if we could dim the lights, please,

it turns out foldscopes are also projection microscopes.

Foldscopy mają też funkcję projekcyjną.

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

Mam tu dwa mikroskopy, którę włączę,

go to the back of the wall --

zamierzam się nieco oddalić

and just project, and this way you will see

i wyświetlić dokładnie to,

exactly what I would see.

co ja bym zobaczył.

What you're looking at --

To jest...

(Applause) —

(Brawa)

This is a cross-section of a compound eye,

To przekrój poprzeczny oka złożonego,

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

trochę przybliżę, przechodząc przez oś zet.

I am going through the z-axis.

You actually see how the lenses are cut together

Jest to przekrój poprzeczny soczewek.

in the cross-section pattern.

Another example, one of my favorite insects,

Kolejny przykład, mój ulubiony owad,

I love to hate this one,

uwielbiam go nienawidzić - komar.

is a mosquito,

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

Widać czułek komara brzęczącego.

Right there.

Dokładnie tutaj.

All from the simple setup that I actually described.

Wszystko dzięki prostemu urządzeniu, które właśnie opisałem.

So my wife has been field testing

Moja żona sprawdza

some of our microscopes

niektóre mikroskopy w terenie,

by washing my clothes whenever I forget them

piorąc moje ubrania,

in the dryer.

z których zapominam je wyjąć.

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

Okazuje się, że są wodoodporne.

(Laughter) —

(Śmiech)

right here is just fluorescent water,

To woda fluorescencyjna.

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

Nie wiem, czy dobrze to widać.

This also shows you how the projection scope works.

Tak działa projekcja.

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

Widać, jak wiązka wyświetla się i załamuje.

Can we get the lights back on again?

Proszę o włączenie świateł.

So I'm quickly going to show you,

Zostało mało czasu,

since I'm running out of time,

więc szybko przedstawię,

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

jakie są koszty produkcji.

the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,

Dzięki technologii roll-to-roll,

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

kosztuje to 50 centów.

(Applause)

(Brawa)

And what this allows us to do

Dzięki temu, mikroskopia ma nowy paradygmat,

is to think about a new paradigm in microscopy,

which we call use-and-throw microscopy.

mikroskopia "użyj i wyrzuć".

I'm going to give you a quick snapshot

Pokażę w telegraficznym skrócie niektóre części.

of some of the parts that go in.

Here is a sheet of paper.

Kartka papieru.

This is when we were thinking about the idea.

Tu obmyślaliśmy ten pomysł.

This is an A4 sheet of paper.

Format A4.

These are the three stages that you actually see.

Trzy części, które widzicie

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

oraz elementy optyczne, w ramce u góry po prawej.

we had to figure out a way to manufacture lenses

Szukalismy wydajnego sposobu

in paper itself at really high throughputs,

wbudowania soczewek w papier.

so it uses a process of self-assembly

Samodzielny montaż i napięcie powierzchniowe

and surface tension

to build achromatic lenses in the paper itself.

rozwiązały problem wbudowania bezbarwnych soczewek.

So that's where the lenses go.

Tu wkłada się soczewki.

There are some light sources.

Mamy źródła światła.

And essentially, in the end,

Ostatecznie wszystkie części układają się jak origami,

all the parts line up because of origami,

because of the fact that origami allows us

co zapewnia precyzję,

micron-scale precision of optical alignment.

optycznego wyrównania co do mikrona.

So even though this looks like a simple toy,

Mimo wyglądu zabawki,

the aspects of engineering that go in

Foldscope wykorzystuje zaawansowane technologie.

something like this are fairly sophisticated.

So here is another obvious thing that we would do,

Następną rzeczą, którą zrobiłbym,

typically, if I was going to show

gdybym miał pokazać

that these microscopes are robust,

wytrzymałość tych mikroskopów,

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

to zrzucenie ich z trzeciego piętra.

There it is, and it survives.

Proszę bardzo, przetrwał.

So for us, the next step actually

Następnym krokiem są badania w terenie.

is really finishing our field trials.

We are starting at the end of the summer.

Zaczynamy pod koniec lata.

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

Wyprodukujemy tysiące mikroskopów.

That would be the first time where we would be

Pierwszy raz badania w terenie będą przeprowadzone

doing field trials with the highest density

of microscopes ever at a given place.

z tyloma mikroskopami w danym miejscu.

We've started collecting data for malaria,

Zaczęliśmy zbierać dane o malarii,

Chagas disease and giardia from patients themselves.

chorobie Chagasa i giardiozie od samych pacjentów.

And I want to leave you with this picture.

Zostawiam was z tym obrazem.

I had not anticipated this before,

Sam nie przypuszczałem,

but a really interesting link

że istnieje powiązanie między

between hands-on science education

edukacją naukową przez praktykę

and global health.

a zdrowiem na świecie.

What are the tools that we're actually providing

Jakie narzędzia możemy dostarczyć dzieciom,

the kids who are going to fight

które będą walczyły

this monster soup for tomorrow?

z zupą stworów w przyszłości?

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

Chciałbym, aby mogły wydrukować Foldscope

a Foldscope and carry them around in their pockets.

i wszędzie go ze sobą nosić.

Thank you.

Dziękuję.

(Brawa)

(Applause)