Lifesaving scientific tools made of paper | Manu Prakash

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

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

Adoro fazer utensílios e partilhá-los com as pessoas.

I remember as a child,

Lembro-me que, em criança,

my first tool I built was actually a microscope

a primeira coisa que construí foi um microscópio

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

que construí, roubando as lentes dos óculos do meu irmão.

He wasn't that thrilled.

Ele não ficou muito entusiasmado.

But, you know, maybe because of that moment,

Mas talvez por causa desse momento,

30 years later,

30 anos depois, ainda construo microscópios.

I'm still making microscopes.

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

Construo estes utensílios por causa de momentos como este.

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

(Vídeo) Tenho coisas pretas no meu cabelo...

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

Manu Prakash: Isto é uma escola na Bay Area.

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

(Vídeo) O mundo dos seres vivos ultrapassa a nossa imaginação

of how things actually work.

de como funcionam as coisas.

(Video) Boy: Oh my God!

Oh meu Deus!

MP: Right -- oh my God!

MP: Certo. Oh meu Deus!

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

Nunca me tinha dado conta de que isto era uma frase universal.

Over the last two years,

Nos últimos dois anos, no meu laboratório

in my lab,

we built 50,000 Foldscopes

construímos 50 000 Foldscopes

and shipped them to 130 countries in the world,

e enviámo-los para 130 países de todo o mundo,

at no cost to the kids we sent them to.

sem qualquer custo para os miúdos a quem os enviámos.

This year alone,

Só este ano,

with the support of our community,

com o apoio da nossa comunidade,

we are planning to ship a million microscopes

estamos a planear enviar um milhão de microscópios

to kids around the world.

para miúdos do mundo inteiro.

What does that do?

O que é que isso faz?

It creates an inspiring community of people around the world,

Cria uma comunidade inspirada de pessoas em todo o mundo,

que aprendem e se ensinam uns aos outros,

learning and teaching each other,

from Kenya to Kampala to Kathmandu to Kansas.

desde o Quénia a Kampala, a Katmandu e ao Kansas.

And one of the phenomenal things that I love about this

Uma das coisas fantásticas que eu adoro

is the sense of community.

é o sentido de comunidade.

There's a kid in Nicaragua

Há um miúdo na Nicarágua

teaching others how to identify mosquito species that carry dengue

que ensina outros a identificar espécies de mosquitos que transmitem o dengue,

by looking at the larva under a microscope.

observando as larvas ao microscópio.

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

Há um farmacologista que descobriu uma nova forma

to detect fake drugs anywhere.

de detetar drogas falsas em qualquer parte.

There is a girl who wondered:

Há uma rapariga que se pôs a pensar:

"How does glitter actually work?"

"Como é que funciona o brilho?"

and discovered the physics of crystalline formation in glitter.

e descobriu a física da formação cristalina no brilho.

There is an Argentinian doctor

Há um médico argentino

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

que está a tentar observar o cancro cervical com este instrumento.

And yours very truly found a species of flea

e o vosso dedicado amigo descobriu uma espécie de pulga

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

que estava enterrada no meu calcanhar a um centímetro de profundidade.

Now, you might think of these as anomalies.

Podem pensar nisto como anomalias.

But there is a method to this madness.

Mas há um método nesta loucura.

I call this "frugal science" --

Chamo-lhe "ciência frugal",

the idea of sharing the experience of science,

a ideia de partilhar a experiência da ciência

and not just the information.

e não apenas das informações.

To remind you:

Não se esqueçam,

there are a billion people on this planet

há mil milhões de pessoas neste planeta

who live with absolutely no infrastructure:

que vivem sem nenhumas infraestruturas:

no roads,

sem estradas,

no electricity

sem eletricidade

and thus, no health care.

e, portanto, sem cuidados de saúde.

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

Também há mil milhões de miúdos neste planeta que vivem na pobreza.

How are we supposed to inspire them

Como é que havemos de os inspirar

for the next generation of solution makers?

para serem a próxima geração de criadores de soluções?

There are health care workers that we put on the line

Há trabalhadores da saúde que colocamos na linha

to fight infectious diseases,

para lutar contra doenças infeciosas,

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

para nos protegerem com o mínimo dos mínimos dos utensílios e recursos.

So as a lab at Stanford,

No meu laboratório em Stanford,

I think of this from a context of frugal science

penso nisto num contexto de ciência frugal

and building solutions for these communities.

e de criar soluções para estas comunidades.

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

Pensamos sobretudo em podermos diagnosticar debaixo de uma árvore, fora da rede.

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

Vou dar dois exemplos de novos instrumentos.

One of them starts in Uganda.

Um deles começa no Uganda.

In 2013,

Em 2013,

on a field trip to detect schistosomiasis with Foldscopes,

numa viagem para detetar parasitas Schistosoma com Foldscopes,

I made a minor observation.

fiz uma observação secundária.

In a clinic,

Numa clínica,

in a far, remote area,

numa área muito afastada,

I saw a centrifuge being used as a doorstop.

vi uma centrifugadora a ser usada como batente duma porta.

I mean -- quite literally, the doorstop.

É verdade, o batente duma porta.

And I asked them and they said,

Perguntei-lhes porquê e disseram-me;

"Oh, we don't actually have electricity,

"Oh, não temos eletricidade,

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

"por isso esta sucata serve bem de batente".

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

As centrifugadoras — se não sabem —

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

são o utensílio indispensável para processar amostras.

You separate components of blood or body fluids

Separamos os componentes do sangue ou dos fluidos corporais

to be able to detect and identify pathogens.

para detetarmos e identificarmos agentes patogénicos.

But centrifuges are bulky, expensive --

Mas as centrifugadoras são volumosas, caras

cost around 1,000 dollars --

— custam cerca de 1000 dólares —

and really hard to carry out in the field.

e difíceis de transportar para o terreno.

And of course,

E, claro, não funcionam sem energia.

they don't work without power.

Sound familiar?

Parece familiar?

So we started thinking about solving this problem,

Ficámos a pensar como resolver este problema.

and I came back --

e regressei, a pensar em brinquedos.

kept thinking about toys.

Now ...

Ora bem...

I have a few with me here.

Tenho alguns aqui comigo.

I first started with yo-yos ...

Comecei pelos iô-iôs.

and I'm a terrible yo-yo thrower.

Eu sou um lançador de iô-iôs terrível.

Because these objects spin,

Como estes objetos giram, pensámos:

we wondered,

could we actually use the physics of these objects

"Será possível usar a física destes objetos

"para construir centrifugadoras?"

to be able to build centrifuges?

This was possibly the worst throw I could make.

Este deve ter sido o pior lançamento que eu já fiz,

But you might start realizing,

mas podem começar a perceber

if you start exploring the space of toys --

que, se começarmos a explorar o espaço seguro dos brinquedos

we tried these spinning tops,

— tentámos estes piões

and then in the lab,

e depois, no laboratório,

we stumbled upon this wonder.

deparámos com esta maravilha.

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

É um pião.

A couple of strings and a little disk,

Um pedaço de cordel e um pequeno disco.

and if I push, it spins.

Se eu esticar, ele gira.

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

Quantos aqui já brincaram com isto, em miúdos?

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

Isto chama-se um botão num cordel.

OK, maybe 50 percent of you.

Ok, talvez uns 50%.

What you didn't realize --

O que vocês não pensaram

that this little object

é que este pequeno objeto

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

é o brinquedo mais antigo da história da humanidade.

5,000 years ago.

Tem 5000 anos.

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

Encontrámos relíquias deste objeto escondido por todo o planeta.

Now the irony is,

A ironia é que não percebemos

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

como funciona esta coisa.

That's when I get excited.

Foi por isso que fiquei entusiasmado.

So we got back to work,

Voltámos ao trabalho

wrote down a couple of equations.

e escrevemos umas quantas equações.

If you take the input torque that you put in,

Se medirmos a torção inicial que lhe damos,

you take the drag on this disc,

medirmos a resistência ao disco

and the twist drag on these strings,

e a resistência da torção no cordel,

you should be able to mathematically solve this.

podemos resolver isto matematicamente.

This is not the only equation in my talk.

Esta não é a única equação da minha palestra.

Ten pages of math later,

Dez páginas de matemática depois,

we could actually write down the complete analytical solution

podíamos escrever a solução analítica completa

for this dynamic system.

deste sistema dinâmico.

And out comes what we call "Paperfuge."

E daí resulta aquilo a que chamo "Paperfuge".

That's my postdoc Saad Bhamla,

Este é Saad Bhamia, pós-doutoramento,

who's the co-inventor of Paperfuge.

que é coinventor do Paperfuge.

And to the left, you see all the centrifuges

À esquerda, vemos todas as centrifugadoras que estamos a tentar substituir.

that we're trying to replace.

This little object that you see right here

Este pequeno objeto que veem aqui,

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

é um disco, um conjunto de cordéis e uma pega.

And when I spin

Quando o ponho a girar e estico,

and I push,

it starts to spin.

ele começa a girar.

Now, when you realize,

Quando percebemos,

when you do the math,

quando fazemos os cálculos,

when we calculate the rpm for this object,

quando calculamos o rpm para este objeto,

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

matematicamente, devemos conseguir chegar até a um milhão de rpm.

Now, there is a little twist in human anatomy,

Há um pequeno inconveniente na anatomia humana,

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

porque a frequência sonora deste objeto é de cerca de 10 hertz

and if you've ever played the piano,

e, se já tocaram piano,

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

sabem que não podemos ultrapassar dois ou três hertz.

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

A velocidade máxima que conseguimos alcançar com este objeto

is not 10,000 rpm,

não é de 10 000 rpm,

not 50,000 rpm --

nem de 50 000 rpm.

120,000 rpm.

é de 120 000 rpm.

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

Isto é igual a 30 000 força-g.

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

Se eu vos prendesse aqui e pusesse isto a girar,

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

vocês perceberiam o tipo de forças que experimentariam.

One of the factors of a tool like this

Um dos fatores de um instrumento como este

is to be able to do diagnosis with this.

é poder diagnosticar com isto.

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

Vou fazer aqui uma rápida demonstração.

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

Este é o momento em que vou fazer uma picadela no dedo

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

e vai sair uma gota de sangue.

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

Se não gostam de ver sangue, não precisam de olhar.

Here is a little lancet.

Este é um pequeno bisturi.

These lancets are available everywhere,

Há destes bisturis em toda a parte, são totalmente inofensivos.

completely passive.

And if I've had breakfast today ...

E se eu tivesse tomado o pequeno almoço hoje...

That didn't hurt at all.

Isto não doeu nada.

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

Ok, agarro num tubo capilar, obtenho uma gota de sangue,

now this drop of blood has answers,

agora esta gota de sangue tem respostas.

that's why I'm interested in it.

Por isso é que estou interessado nela.

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

Pode dizer-me se estou com malária ou não.

I take a little capillary,

Agarro num tubo capilar

and you see it starts wicking in.

e vocês veem que ele começa a chupar.

I'm going to draw a little more blood.

Vou tirar um pouco mais de sangue.

And that's good enough for right now.

Isto por agora chega.

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

Selo o tubo capilar, pondo-o em barro.

And now that's sealed the sample.

E agora a amostra está selada.

We're going to take the sample,

Vamos agarrar na amostra

mount it on Paperfuge.

e montá-la no Paperfuge.

A little piece of tape to make a sealed cavity.

Um bocadinho de fita para fazer uma cavidade selada.

So now the sample is completely enclosed.

Agora a amostra está totalmente encaixada

And we are ready for a spin.

e estamos prontos para girar.

I'm pushing and pulling with this object.

Vou esticando e largando com este objeto.

I'm going to load this up ...

Primeiro vou carregá-lo...

And you see the object starts spinning.

E estão a ver que o objeto começa a girar.

Unlike a regular centrifuge,

Ao contrário de uma centrifugadora normal,

this is a counter-rotating centrifuge.

esta é uma centrifugadora de contra-rotações.

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

Gira para um lado e para o outro...

And now I'm charging it up,

Agora estou a carregá-la,

and you see it builds momentum.

e vocês veem que está a ganhar velocidade.

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

Não sei se conseguem ouvir

30 seconds of this,

Ao fim de 30 segundos,

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

consigo separar todas as células sanguíneas do plasma.

And the ratio of those blood cells to plasma --

E a proporção dessas células sanguíneas em relação ao plasma...

(Applause)

(Aplausos)

Already, if you see right here,

Se olharem para aqui,

if you focus on this,

se concentrarem a atenção nisto,

you should be able to see a separated volume

devem conseguir ver um volume separado

of blood and plasma.

de sangue e plasma.

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

A proporção disto diz-me se eu estou anémico.

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

Um dos aspetos disto é que construímos muitos tipos de Paperfuges.

This one allows us to identify malaria parasites

Este permite-nos identificar parasitas da malária.

by running them for a little longer,

Pondo-os a girar um pouco mais de tempo,

and we can identify malaria parasites that are in the blood

podemos identificar parasitas da malária que estão no sangue

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

que podemos separar e detetar

com uma coisa parecida com uma centrifugadora.

Another version of this allows me to separate nucleic acids

Outra versão permite-me separar ácidos nucleicos

para poder fazer testes de ácidos nucleicos no terreno.

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

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

Esta é outra versão que me permite separar amostras a granel.

and then, finally,

e, finalmente, uma coisa nova em que temos estado a trabalhar.

something new that we've been working on

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

para podermos implementar o teste múltiplo, num objeto como este,

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

ou seja, onde fazemos a preparação da amostra e a química, no mesmo objeto.

Now ...

Ora bem...

this is all good,

tudo isto é bom

but when you start thinking about this,

mas, quando começamos a pensar nisto,

you have to share these tools with people.

temos que partilhar estes utensílios com as pessoas.

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

Uma das coisas que fizemos — voltámos de Madagáscar.

this is what clinical trials for malaria look like --

Isto é o aspeto que têm as análises clínicas para a malária.

(Laughter)

(Risos)

You can do this while having coffee.

Podemos fazer isto enquanto tomamos café.

But most importantly,

Mas, o mais importante,

this is a village six hours from any road.

isto é uma aldeia a seis horas de qualquer estrada.

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

Estamos numa sala com um dos membros mais velhos da comunidade

and a health care worker.

e um trabalhador da saúde.

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

É esta parte do trabalho que mais me entusiasma

that smile,

— aquele sorriso,

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

poder partilhar utensílios simples mas poderosos com pessoas em todo o mundo.

Now, I forgot to tell you this,

Esqueci-me de dizer

that all of that cost me 20 cents to make.

que tudo aquilo custa-me 20 cêntimos a fazer.

OK, in the negative time I have left,

Ok, no tempo negativo que ainda tenho,

I'll tell you about the most recent --

vou contar a invenção mais recente...

(Laughter)

(Risos)

invention from our lab.

... a invenção do nosso laboratório.

It's called Abuzz --

Chama-se Abuzz,

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

a ideia de que todos vocês podem ajudar-nos a combater os mosquitos,

you could all help us track our enemies.

podem ajudar-nos a detetar os nossos inimigos.

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

São inimigos porque causam a malária, o zika, o chikungunya, o dengue.

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

Mas o problema é que nós não sabemos onde estão os nossos inimigos.

The world map for where mosquitoes are is missing.

Falta-nos o mapa do mundo onde estão os mosquitos.

So we started thinking about this.

Por isso, pensámos nisto.

There are 3,500 species of mosquitoes,

Há 3500 espécies de mosquitos e são todos muito parecidos.

and they're all very similar.

Some of them are so identical

Alguns deles são tão idênticos

that even an entomologist cannot identify them under a microscope.

que nem um entomólogo consegue identificá-los ao microscópio.

But they have an Achilles' heel.

Mas têm um calcanhar de Aquiles.

This is what mosquitoes flirting with each other looks like.

Isto é o aspeto de um mosquito a namorar com outro.

That's a male chasing a female.

É um macho a perseguir uma fêmea.

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

Estão a falar um com o outro através da frequência do bater de asas.

(Buzzing sound)

(Zumbido)

And thus, they have a signature.

E é assim que têm a sua assinatura.

We realized that using a regular phone,

Percebemos isso, usando um telemóvel normal,

a $5-10 flip phone --

um telefone de tampa de 5 a 10 dólares

how many remember what this object is?

— quem se lembra de um objeto destes?

(Laughter)

(Risos)

We can record these acoustic signatures from mosquitoes.

Podemos gravar estas assinaturas acústicas de mosquitos.

I'll tell you exactly how to do this.

Vou dizer como se faz isso exatamente.

I caught some mosquitoes outside.

Apanhei lá fora alguns mosquitos.

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

Contrariamente a Bill Gates, não vou libertá-los.

(Laughter)

(Risos)

But I will tell you how to record from this.

Mas vou dizer como gravá-los com isto.

All you do is tap them and they fly.

Só precisam de dar-lhes umas pancadinhas e eles voam.

You can first test --

Podem testar primeiro.

I can actually hear that.

Estou a ouvi-los.

And you bring your phone, which has microphones --

Agarram no telefone que tem microfones

it turns out the mics are so damn good already,

— acontece que os microfones já são ótimos,

mesmo nos telefones simples,

even on regular phones,

that you can pick up this near-field signature.

podem apanhar esta assinatura.

And since I'm out of time,

Como já estou sem tempo,

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

vou passar a gravação que fiz ontem.

(Mosquitoes buzz)

(Zumbido)

This is all the charming sound that you heard before

Este é o som encantador que ouviram há bocado

that you all love.

e que todos nós adoramos.

One of the contexts of this

Um dos contextos disto

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

é que poder fazer isto com um telemóvel simples

allows us to map mosquito species.

permite-nos mapear espécies de mosquitos.

Using a flip phone,

Usando um telefone de tampa,

we mapped one of the largest acoustic databases

mapeámos uma das maiores bases de dados acústicas

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

com 20 a 25 espécies de mosquitos

que transportam agentes patogénicos humanos.

And from this and machine learning,

E com a aprendizagem de máquinas

anybody who uploads this data,

quem carregar estes dados

we can identify and tell the probability

pode identificar e dizer, com bastante probabilidade,

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

com que espécies de mosquitos está a trabalhar

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

Chamamos-lhe Abuzz.

Se alguém quiser inscrever-se basta ir ao "website".

just go to the website.

Let me close with something

Vou terminar com uma coisa que é muito importante

that's very important and dear to my heart.

e, para mim, especialmente grata.

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

Um dos desafios de hoje é que temos problemas terríveis.

We have a billion people with absolutely no health care,

Temos mil milhões de pessoas sem qualquer assistência à saúde,

climate change, biodiversity loss,

a alteração climática, a perda de biodiversidade,

on and on and on.

eic., etc., etc.

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

Esperamos que a ciência nos vá fornecer a resposta.

But before you leave this theatre today,

Mas antes de saírem daqui hoje,

I want you to promise one thing.

quero que me prometam uma coisa.

We're going to make science accessible --

Vamos tornar acessível a ciência

not just to the people who can afford it,

não apenas às pessoas que podem pagá-la,

but a billion others who can't.

mas aos mil milhões de pessoas que não podem.

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

Vamos fazer da ciência e da literacia científica um direito humano.

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

No momento em que passamos para outra criança

o sentimento excitante de fazer uma descoberta,

to another child,

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

estamos a permitir-lhes ser o próximo grupo de pessoas

who will actually solve these problems.

que resolverão estes problemas.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)