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

Översättare: Rebecka (Johansson) Swe Granskare: Annika Bidner

The year is 1800.

Året är 1800.

A curious little invention is being talked about.

En underlig liten uppfinning är på allas läppar,

It's called a microscope.

nämligen "mikroskopet".

What it allows you to do

Mikroskopet gör att man kan se

is see tiny little lifeforms

små, små livsformer

that are invisible to the naked eye.

som är osynliga för blotta ögat.

Kort därefter görs den medicinska upptäckten

Soon comes the medical discovery

that many of these lifeforms are actually causes

att många av dessa livsformer faktiskt orsakar

of terrible human diseases.

fruktansvärda människosjukdomar.

Imagine what happened to the society

Föreställ er hur människor reagerade

when they realized

när de insåg

that an English mom in her teacup

att en mamma i England inte drack te ur sin kopp

actually was drinking a monster soup,

utan en monstersoppa

not very far from here. This is from London.

- inte långt härifrån. Bilden är från London.

Fast forward 200 years.

Vi snabbspolar 200 år framåt i tiden.

We still have this monster soup around,

Monstersoppan finns fortfarande kvar,

and it's taken hold in the developing countries

och den har fått fäste i utvecklingsländerna

around the tropical belt.

i det tropiska bältet.

Just for malaria itself,

Malaria orsakar på egen hand

there are a million deaths a year,

en miljon dödsfall per år,

and more than a billion people

och över en miljard människor

that need to be tested because they are at risk

behöver testas, eftersom de riskerar

for different species of malarial infections.

att drabbas av olika former av malaria.

Now it's actually very simple to put a face

Det är faktiskt väldigt enkelt

to many of these monsters.

att ge många av dessa monster ett ansikte.

You take a stain, like acridine orange

Man tar ett färgämne, t.ex. akridinorange

or a fluorescent stain or Giemsa,

eller en fluorescerande färg eller Geimsa,

and a microscope, and you look at them.

och ett mikroskop, och du tittar på dem.

They all have faces.

De har alla ansikten.

Why is that so, that Alex in Kenya,

Hur kommer det sig att Alex i Kenya,

Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,

Fatima i Bangladesh, Navjoot i Mumbai,

and Julie and Mary in Uganda still wait months

och Julie och Mary i Uganda fortfarande måste vänta i månader

to be able to diagnose why they are sick?

på att få en sjukdomsdiagnos?

And that's primarily because scalability

Det beror framför allt på att

of the diagnostics is completely out of reach.

diagnostiken inte är skalbar.

And remember that number: one billion.

Och kom ihåg siffran en miljard.

The problem lies with the microscope itself.

Problemet ligger hos själva mikroskopet.

Even though the pinnacle of modern science,

Fastän de utgör höjdpunkten inom modern vetenskap

research microscopes are not designed for field testing.

är laboratoriemikroskopen inte anpassade för fälttester.

Neither were they first designed

Inledningsvis var de heller inte

for diagnostics at all.

anpassade för diagnostik.

They are heavy, bulky, really hard to maintain,

De är tunga, klumpiga, svåra att underhålla

and cost a lot of money.

och kostar mycket.

This picture is Mahatma Gandhi in the '40s

Det här är Mahatma Gandhi på 40-talet.

using the exact same setup that we actually use today

Han använder exakt samma apparat som vi använder idag

for diagnosing T.B. in his ashram

för att diagnostisera TBC i sitt ashram

in Sevagram in India.

i Sevagram i Indien.

Two of my students, Jim and James,

Två av mina studenter, Jim och James,

traveled around India and Thailand,

reste runt i Indien och Thailand,

starting to think about this problem a lot.

och började fundera över detta problem.

We saw all kinds of donated equipment.

Vi såg alla möjliga former av donerad utrustning.

We saw fungus growing on microscope lenses.

Vi såg svampar på mikroskoplinserna.

And we saw people who had a functional microscope

Och vi såg de som hade ett fungerande mikroskop

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

men som inte ens kunde starta det.

What grew out of that work and that trip

Resultatet av vårt arbete och vår resa

was actually the idea of what we call Foldscopes.

är vad vi har gett namnet Foldscope.

So what is a Foldscope?

Så vad är ett Foldscope?

A Foldscope is a completely functional microscope,

Ett Foldscope är ett helt fungerande mikroskop -

a platform for fluorescence, bright-field,

en plattform för fluorescens, ljusfält,

polarization, projection,

polarisering och projektion.

all kinds of advanced microscopy

Alla dessa former av avancerad mikroskopi

built purely by folding paper.

kan byggas genom att bara vika papper.

So, now you think, how is that possible?

Hur är det möjligt?

I'm going to show you some examples here,

Här ser ni ett antal exempel,

and we will run through some of them.

och jag ska gå igenom några av dem.

It starts with a single sheet of paper.

Allt som behövs är ett ark papper.

What you see here is all the possible components

Här är alla komponenter som behövs

to build a functional bright-field and fluorescence microscope.

för att bygga ett ljusfälts- och fluorescensmikroskop.

So, there are three stages:

Det finns tre faser:

There is the optical stage, the illumination stage

Den optiska fasen, belysningsfasen

and the mask-holding stage.

och fotomaskfasen.

And there are micro optics at the bottom

Och längst ner finns mikrooptik

that's actually embedded in the paper itself.

som faktiskt är inbäddad i själva pappret.

What you do is, you take it on,

Man fattar tag i själva komponenten,

and just like you are playing like a toy,

och precis som om det vore en leksak,

which it is,

vilket det är,

I tab it off,

trycker man ut komponenten

and I break it off.

och lossar den.

This paper has no instructions and no languages.

På arket finns inga instruktioner

eller språk.

There is a code, a color code embedded,

Det finns dock en nyckel, en färgnyckel,

that tells you exactly how to fold that specific microscope.

som visar precis hur varje mikroskop ska vikas.

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

När mikroskopet är klart ser det ut så här.

has all the functionalities of a standard microscope,

Det har alla funktioner som ett vanligt mikroskop har,

just like an XY stage,

t.ex. ett XY-bord,

a place where a sample slide could go,

ett utrymme för objektglas,

for example right here.

här till exempel.

We didn't want to change this,

Vi ville inte ändra detta,

because this is the standard

eftersom detta är den standard

that's been optimized for over the years,

som har utvecklats under många år

and many health workers are actually used to this.

och som många hälsoarbetare är vana vid.

So this is what changes,

Så detta är vad som ändras,

but the standard stains all remain the same

men standardfärgerna förblir desamma

for many different diseases.

för många olika sjukdomar.

You pop this in.

Man för in objektglaset.

There is an XY stage,

Det finns en XY-funktion,

and then there is a focusing stage,

och en justeringsfunktion

which is a flexure mechanism

som är en böjningsmekanism

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

som är inbyggd i själva pappret och som gör att vi kan röra

and focus the lenses by micron steps.

och ställa in linsen med mikrometersteg.

So what's really interesting about this object,

Vad som är särskilt intressant,

and my students hate when I do this,

mina studenter avskyr när jag gör detta,

but I'm going to do this anyway,

men jag tänker göra det ändå,

is these are rugged devices.

är att dessa mikroskop är hållbara.

I can turn it on and throw it on the floor

Jag kan sätta på det och slänga det i golvet --

and really try to stomp on it.

och stampa på det ordentligt.

And they last, even though they're designed

Och de håller, trots att de är tillverkade

from a very flexible material, like paper.

i ett väldigt böjbart material som papper.

Another fun fact is, this is what we actually

En annan intressant detalj är att detta är

vad vi faktiskt skickar ut som diagnostikverktyg.

send out there as a standard diagnostic tool,

but here in this envelope

Medan jag här i kuvertet

I have 30 different foldscopes

har 30 olika Foldscopes

of different configurations all in a single folder.

med olika konfigurationer - allt i en mapp.

And I'm going to pick one randomly.

Jag kommer att välja ett slumpartat.

This one, it turns out, is actually designed

Det här är faktiskt utformat

specifically for malaria,

speciellt för malaria,

because it has the fluorescent filters built

eftersom det har inbyggda fluorescerande filter

specifically for diagnosing malaria.

för att diagnostisera just malaria.

So the idea of very specific diagnostic microscopes

Så idén med

väldigt specifika diagnostikmikroskop

comes out of this.

följer av detta.

So up till now, you didn't actually see

Ni har hittills inte fått se

what I would see from one of these setups.

vad jag ser med ett av dessa mikroskop.

So what I would like to do is,

Så jag skulle vilja

if we could dim the lights, please,

att vi släcker lyset.

it turns out foldscopes are also projection microscopes.

Det visar sig att Foldscopes också är projektionsmikroskop.

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

Jag har två mikroskop här som jag ska vända --

go to the back of the wall --

rikta er blick mot väggen --

and just project, and this way you will see

och projicera, och nu kan ni se

exactly what I would see.

exakt vad jag ser.

What you're looking at --

Vad ni ser --

(Applause) —

(Applåder)

This is a cross-section of a compound eye,

är ett tvärsnitt av ett fasettöga,

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

och när jag zoomar in, precis här,

I am going through the z-axis.

rör jag mig genom x-axeln.

You actually see how the lenses are cut together

Ni kan se hur linserna är sammankittade

in the cross-section pattern.

i tvärsnittsmönstret.

Another example, one of my favorite insects,

Ett annat exempel - en av mina favoritinsekter,

I love to hate this one,

som jag älskar att hata,

is a mosquito,

är myggan,

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

och här ser ni en antenn på en stickmygga.

Right there.

Precis här.

All from the simple setup that I actually described.

Allt tack vare denna enkla modell som jag har beskrivit.

So my wife has been field testing

Min fru har dessutom fälttestat

some of our microscopes

några av våra mikroskop

by washing my clothes whenever I forget them

genom att tvätta mina kläder när jag har glömt dem

in the dryer.

i torktumlaren.

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

Så det visade sig att de är vattentäta, och --

(Laughter) —

(Skratt) --

right here is just fluorescent water,

här har jag vanligt fluorescerande vatten.

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

Jag vet inte om ni kan se detta.

This also shows you how the projection scope works.

Det visar även hur projiceringen går till.

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

Ni kan se hur strålen projiceras och böjs.

Can we get the lights back on again?

Kan vi tända lyset igen?

So I'm quickly going to show you,

Jag vill snabbt visa er,

since I'm running out of time,

eftersom min tid håller på att ta slut,

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

våra tillverkningskostnader.

the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,

Vår främsta idé var R2R-tillverkning,

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

så det kostade 50 cent att tillverka det.

(Applause)

(Applåder)

And what this allows us to do

Och detta möjliggör

is to think about a new paradigm in microscopy,

ett paradigmskifte inom mikroskopin,

which we call use-and-throw microscopy.

som vi kallar

"använd-och-släng"-mikroskopi.

I'm going to give you a quick snapshot

Jag ska snabbt visa er

of some of the parts that go in.

några av komponenterna.

Here is a sheet of paper.

Här är ett pappersark.

This is when we were thinking about the idea.

Så här såg det ut när vi skissade på idén.

This is an A4 sheet of paper.

Detta är ett A4-papper.

These are the three stages that you actually see.

Här ser ni de tre faserna.

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

För de optiska komponenterna uppe i det högra hörnet

var vi tvungna att komma på ett sätt att tillverka linser

we had to figure out a way to manufacture lenses

in paper itself at really high throughputs,

i papper med väldigt hög genomströmning

so it uses a process of self-assembly

så vi använde oss av självmontering

and surface tension

och ytspänning

to build achromatic lenses in the paper itself.

för att bygga akromatiska linser i själva pappret.

So that's where the lenses go.

Linsen placeras här.

There are some light sources.

Här är några ljuskällor.

And essentially, in the end,

Och i slutändan

all the parts line up because of origami,

kan alla delar sättas ihop tack vare origami,

because of the fact that origami allows us

eftersom origami möjliggör

micron-scale precision of optical alignment.

optisk justering på mikrometernivå.

So even though this looks like a simple toy,

Så även om det ser ut som en vanlig leksak,

the aspects of engineering that go in

är ingenjörskonsten bakom

something like this are fairly sophisticated.

denna uppfinning ganska sofistikerad.

So here is another obvious thing that we would do,

Ett annat test som vi brukar göra

typically, if I was going to show

för att visa

that these microscopes are robust,

att mikroskopen är hållbara

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

är att gå till tredje våningen och kasta mikroskopet därifrån.

There it is, and it survives.

Där ser ni mikroskopet, och det höll.

So for us, the next step actually

Så för oss är nästa steg

is really finishing our field trials.

helt enkelt att slutföra våra fälttester.

We are starting at the end of the summer.

Vi kommer att börja i slutet av sommaren.

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

Vi ska nu tillverka tusentals mikroskop.

That would be the first time where we would be

Det kommer att bli första gången som vi

doing field trials with the highest density

gör fälttester med den högsta densiteten

of microscopes ever at a given place.

av mikroskop någonsin på ett givet ställe.

We've started collecting data for malaria,

Vi har börjat samla in data om malaria,

Chagas disease and giardia from patients themselves.

Chagas sjukdom och Giardia från patienterna själva.

And I want to leave you with this picture.

Jag vill avsluta med den här bilden.

I had not anticipated this before,

Jag hade inte föreställt mig detta,

but a really interesting link

men det finns en intressant koppling

between hands-on science education

mellan praktisk vetenskapsutbildning

and global health.

och global hälsa.

What are the tools that we're actually providing

Vilka verktyg ger vi

the kids who are going to fight

de barn som ska bekämpa

this monster soup for tomorrow?

morgondagens monstersoppa?

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

Jag önskar att de kan skriva ut

a Foldscope and carry them around in their pockets.

ett Foldscope och ha det i fickan.

Thank you.

Tack.

(Applåder)

(Applause)