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

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: António Ribeiro

The year is 1800.

Estamos em 1800.

A curious little invention is being talked about.

Fala-se duma pequena invenção curiosa.

It's called a microscope.

Chama-se "microscópio".

What it allows you to do

O que permite fazer

is see tiny little lifeforms

é ver pequenas formas de vida

that are invisible to the naked eye.

que são invisíveis a olho nu.

Soon comes the medical discovery

Logo a seguir vem a descoberta médica

that many of these lifeforms are actually causes

de que muitas dessas formas de vida

são a causa de doenças humanas terríveis.

of terrible human diseases.

Imagine what happened to the society

Imaginem o que aconteceu na sociedade

when they realized

quando foi descoberto

that an English mom in her teacup

que uma mãe inglesa, na sua chávena de chá

actually was drinking a monster soup,

estava, na verdade, a beber um caldo de monstros,

not very far from here. This is from London.

não muito longe daqui.

Ou seja, em Londres.

Fast forward 200 years.

Avancemos rapidamente 200 anos.

We still have this monster soup around,

Continuamos a ter esse caldo de monstros,

and it's taken hold in the developing countries

que impera nos países em desenvolvimento

around the tropical belt.

em volta da faixa tropical.

Just for malaria itself,

Só por causa da malária,

there are a million deaths a year,

há um milhão de mortes por ano,

and more than a billion people

e mais de mil milhões de pessoas

that need to be tested because they are at risk

que precisam de ser analisadas porque correm perigo

for different species of malarial infections.

de contrair vários tipos de infecções da malária.

Now it's actually very simple to put a face

Na verdade, é muito simples identificar

to many of these monsters.

muitos desses monstros.

You take a stain, like acridine orange

Escolhemos um corante, como o laranja de acridina

or a fluorescent stain or Giemsa,

ou um corante fluorescente, ou o Giemsa,

and a microscope, and you look at them.

e um microscópio, e conseguimos vê-los.

They all have faces.

Todos os monstros têm rosto.

Why is that so, that Alex in Kenya,

Então, porque é que o Alex, no Quénia,

Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,

a Fátima em Bangladesh, o Navjoot em Mumbai

and Julie and Mary in Uganda still wait months

e a Julie e a Mary no Uganda, ainda esperam meses

to be able to diagnose why they are sick?

para saberem porque é que estão doentes?

And that's primarily because scalability

Isso ocorre, sobretudo, porque a escalabilidade

of the diagnostics is completely out of reach.

dos diagnósticos está totalmente fora de alcance.

And remember that number: one billion.

E lembrem-se deste número: mil milhões.

The problem lies with the microscope itself.

O problema reside no próprio microscópio.

Even though the pinnacle of modern science,

Embora sejam o ponto alto da ciência moderna,

research microscopes are not designed for field testing.

os microscópios de pesquisa não são concebidos para testes de campo.

Neither were they first designed

Para começar, nem sequer foram concebidos

for diagnostics at all.

para diagnósticos.

They are heavy, bulky, really hard to maintain,

São pesados, volumosos, e muito difíceis de manter,

and cost a lot of money.

e custam muito dinheiro.

This picture is Mahatma Gandhi in the '40s

Esta foto é de Mahatma Ghandi nos anos 40

using the exact same setup that we actually use today

a usar o mesmíssimo equipamento que usamos hoje

for diagnosing T.B. in his ashram

para diagnosticar a tuberculose, no seu mosteiro

in Sevagram in India.

em Sevagram, na Índia.

Two of my students, Jim and James,

Dois dos meus alunos, Jim e James,

traveled around India and Thailand,

viajaram pela Índia e pela Tailândia,

starting to think about this problem a lot.

e começaram a pensar muito neste problema.

We saw all kinds of donated equipment.

Vimos todos os tipos de equipamentos doados.

We saw fungus growing on microscope lenses.

Vimos fungos a crescer nas lentes dos microscópios.

And we saw people who had a functional microscope

E vimos pessoas que tinham um microscópio operacional,

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

mas não sabiam sequer como o ligar.

What grew out of that work and that trip

O que resultou desse trabalho e dessas viagens,

was actually the idea of what we call Foldscopes.

foi a ideia do que chamamos "Foldscopes".

So what is a Foldscope?

O que é um Foldscope?

A Foldscope is a completely functional microscope,

Um Foldscope é um microscópio totalmente funcional,

a platform for fluorescence, bright-field,

uma plataforma para fluorescência, campo claro,

polarization, projection,

polarização, projecção,

all kinds of advanced microscopy

todos os tipos de microscopia avançada

built purely by folding paper.

construído pura e simplesmente dobrando papel.

So, now you think, how is that possible?

Devem estar a pensar: "Como é que isso é possível?"

I'm going to show you some examples here,

Vou mostrar aqui alguns exemplos,

and we will run through some of them.

e vamos examinar alguns deles.

It starts with a single sheet of paper.

Começa com uma simples folha de papel.

What you see here is all the possible components

O que estão a ver aqui, são todos os componentes possíveis

to build a functional bright-field and fluorescence microscope.

para construir um microscópio de campo claro e fluorescente.

So, there are three stages:

Há três fases:

There is the optical stage, the illumination stage

Há a fase óptica, a fase de iluminação

and the mask-holding stage.

e a fase da máscara de protecção.

And there are micro optics at the bottom

E há micro-óptica em baixo

that's actually embedded in the paper itself.

que está embebida no próprio papel.

What you do is, you take it on,

O que fazemos, é agarrar nisto

and just like you are playing like a toy,

e, como se isto fosse um brinquedo,

which it is,

que o é,

I tab it off,

destaco-as

and I break it off.

e solto-as.

This paper has no instructions and no languages.

Este papel não tem instruções em nenhuma língua.

There is a code, a color code embedded,

Há um código, um código de cores, no papel,

that tells you exactly how to fold that specific microscope.

que nos diz exactamente como montar este microscópio específico.

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

Depois de montado, fica com este aspecto

has all the functionalities of a standard microscope,

e tem todas as funções de um microscópio vulgar.

just like an XY stage,

como um microscópio de medição X-Y,

a place where a sample slide could go,

um sítio onde se pode introduzir uma amostra...

for example right here.

por exemplo, aqui mesmo.

We didn't want to change this,

Não quisemos alterar isto,

because this is the standard

porque este é o padrão

that's been optimized for over the years,

que tem sido optimizado ao longo dos anos,

and many health workers are actually used to this.

e muitos trabalhadores da saúde estão habituados a isto.

So this is what changes,

Portanto, o que muda é isto,

but the standard stains all remain the same

mas os corantes-padrão mantêm-se os mesmos

for many different diseases.

para muitas doenças diferentes.

You pop this in.

Introduz-se isto aqui.

There is an XY stage,

Temos uma fase X-Y

and then there is a focusing stage,

e depois há a fase de focagem,

which is a flexure mechanism

que é um mecanismo de flexão

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

que está inserido no papel e que nos permite

and focus the lenses by micron steps.

mover e focar as lentes em "mícrons".

So what's really interesting about this object,

O que é de facto interessante neste objecto

and my students hate when I do this,

— e os meus alunos odeiam que eu faça isto,

but I'm going to do this anyway,

mas vou fazê-lo na mesma —

is these are rugged devices.

é que são dispositivos resistentes.

I can turn it on and throw it on the floor

Posso ligá-lo e atirá-lo para o chão

and really try to stomp on it.

e pisá-lo.

And they last, even though they're designed

Mas resiste, apesar de estar feito

from a very flexible material, like paper.

num material muito flexível, como o papel.

Another fun fact is, this is what we actually

Outro facto engraçado, é que

nós imaginámo-lo como um instrumento-padrão de diagnóstico,

send out there as a standard diagnostic tool,

but here in this envelope

mas aqui neste envelope

I have 30 different foldscopes

tenho 30 foldscopes diferentes

of different configurations all in a single folder.

de configurações diferentes numa única pasta.

And I'm going to pick one randomly.

E vou escolher um ao acaso.

This one, it turns out, is actually designed

Este aqui, por acaso, é o que foi concebido

specifically for malaria,

especialmente para a malária,

because it has the fluorescent filters built

porque tem incorporado os filtros fluorescentes

specifically for diagnosing malaria.

especificamente para diagnosticar a malária.

So the idea of very specific diagnostic microscopes

Assim, a ideia de microscópios de diagnóstico muito específicos

comes out of this.

provém disto.

So up till now, you didn't actually see

Até aqui, não conseguíamos ver

what I would see from one of these setups.

o que eu posso ver num destes aparelhos.

So what I would like to do is,

Portanto, o que eu queria fazer é o seguinte...

if we could dim the lights, please,

— por favor, abaixem as luzes —

it turns out foldscopes are also projection microscopes.

acontece que os foldscopes também são microscópios de projecção.

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

Tenho aqui estes dois microscópios que vou virar

go to the back of the wall --

para a parede

and just project, and this way you will see

e projectar, e desse modo

exactly what I would see.

vão ver exactamente o que eu vejo

What you're looking at --

Vocês estão a olhar...

(Applause) —

(Aplausos)

This is a cross-section of a compound eye,

Isto é um corte transversal de um olho composto.

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

Quando me aproximo mais, aqui mesmo,

I am going through the z-axis.

estou a percorrer o eixo Z.

You actually see how the lenses are cut together

Vocês estão a ver como as lentes estão cortadas

in the cross-section pattern.

no padrão de corte transversal.

Another example, one of my favorite insects,

Outro exemplo, um dos meus insectos preferidos,

I love to hate this one,

— adoro odiar este aqui —

is a mosquito,

é um mosquito.

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

Estão a ver as antenas de um culex pipiens.

Right there.

Aqui mesmo.

All from the simple setup that I actually described.

Tudo isto no simples aparelho que descrevi.

So my wife has been field testing

A minha mulher tem andado a testar no terreno

some of our microscopes

alguns dos nossos microscópios

by washing my clothes whenever I forget them

lavando a minha roupa, quando me esqueço dela

in the dryer.

no secador. (Risos)

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

Acontece que eles são à prova de água e,

(Laughter) —

(Risos)

right here is just fluorescent water,

isto aqui é água fluorescente,

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

e não sei se conseguem ver isto.

This also shows you how the projection scope works.

Isto também vos mostra como funciona a projecção.

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

Conseguimos ver o brilho, a forma como se projecta e se inclina.

Can we get the lights back on again?

Podem acender as luzes outra vez?

So I'm quickly going to show you,

Vou mostrar-vos rapidamente

since I'm running out of time,

— porque o tempo está a esgotar-se —

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

quanto nos custa fabricar isto.

the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,

A intenção era o fabrico em série,

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

por isso construímos isto a partir de peças e custos de 50 cêntimos.

(Applause)

(Aplausos)

And what this allows us to do

E o que isto nos permite fazer

is to think about a new paradigm in microscopy,

é pensar num novo paradigma na microscopia,

which we call use-and-throw microscopy.

a que chamamos microscopia de usar-e-deitar-fora.

I'm going to give you a quick snapshot

Vou dar-vos uma rápida ideia

of some of the parts that go in.

de algumas das partes que o compõem.

Here is a sheet of paper.

Isto é uma folha de papel.

This is when we were thinking about the idea.

— isto é quando estávamos a pensar na ideia —

This is an A4 sheet of paper.

Isto é uma folha de papel A-4.

These are the three stages that you actually see.

Isto estão as três fases que acabaram de ver.

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

E os componentes ópticos, se repararem aqui à direita,

we had to figure out a way to manufacture lenses

tivemos que imaginar uma forma de fabricar lentes em papel,

in paper itself at really high throughputs,

com uma produtividade muito alta,

so it uses a process of self-assembly

por isso, usamos um processo de auto-montagem

and surface tension

e de tensão superficial

to build achromatic lenses in the paper itself.

para construir lentes acromáticas no próprio papel.

So that's where the lenses go.

É aqui que entram as lentes.

There are some light sources.

Há umas fontes de luz.

And essentially, in the end,

E, essencialmente, no fim de tudo,

all the parts line up because of origami,

todas as partes se encaixam, por causa do "origami".

because of the fact that origami allows us

porque o "origami" permite-nos

micron-scale precision of optical alignment.

uma precisão, à escala do "mícron", do alinhamento óptico.

So even though this looks like a simple toy,

Embora isto pareça um simples brinquedo,

the aspects of engineering that go in

os aspectos de engenharia que constituem

something like this are fairly sophisticated.

uma coisa como esta, são bastante sofisticados.

So here is another obvious thing that we would do,

Eis outra coisa óbvia que tínhamos que fazer

typically, if I was going to show

se queríamos demonstrar

that these microscopes are robust,

que estes microscópios eram robustos,

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

era subir ao terceiro andar e atirá-lo da janela abaixo.

There it is, and it survives.

Cá está... e sobreviveu!

So for us, the next step actually

Para nós, o passo seguinte

is really finishing our field trials.

é acabar os nossos testes de campo.

We are starting at the end of the summer.

Vamos começar no fim do verão.

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

Estamos numa fase prestes a construir milhares de microscópios.

That would be the first time where we would be

Será a primeira vez em que estaremos

doing field trials with the highest density

a fazer testes de campo com a maior densidade jamais existente,

of microscopes ever at a given place.

de microscópios num determinado local.

We've started collecting data for malaria,

Começámos a recolher dados para a malária,

Chagas disease and giardia from patients themselves.

para a doença de Chagas e para a giárdia, a partir dos doentes.

And I want to leave you with this picture.

E eu quero deixar-vos com esta imagem.

I had not anticipated this before,

Não tinha previsto isto

but a really interesting link

mas existe uma ligação muito interessante

between hands-on science education

entre o ensino da ciência

and global health.

e a saúde global.

What are the tools that we're actually providing

Quais são as ferramentas que estamos a proporcionar

the kids who are going to fight

às crianças que amanhã vão combater

this monster soup for tomorrow?

este caldo de monstros?

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

Eu adorava que elas pudessem imprimir

a Foldscope and carry them around in their pockets.

um Foldscope e andar com ele no bolso.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)