Lifesaving scientific tools made of paper | Manu Prakash

Перекладач: Oleksiy Pazyuk Утверджено: Khrystyna Romashko

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

Мені подобається створювати пристрої та ділитись ними з іншими.

I remember as a child,

Я памятаю, як в дитинстві

my first tool I built was actually a microscope

моїм першим пристроєм був мікроскоп,

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

який я зробив з лінз, поцуплених з окулярів мого брата.

He wasn't that thrilled.

Він був не дуже вражений.

But, you know, maybe because of that moment,

Але, можливо, завдяки цій події

30 years later,

30 років потому

I'm still making microscopes.

я все ще роблю мікроскопи.

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

І причина, чому я роблю ці пристрої, криється в отаких моментах.

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

(Відео). Дівчина: В мене у волоссі чорна штучка.

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

Ману Пракаш: Це школа Бей Аріа.

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

(Відео). МП: Справжній світ значно перевищує наші уявлення

of how things actually work.

про те, як речі справді працюють.

(Video) Boy: Oh my God!

(Відео). Хлопчик: Боже мій!

MP: Right -- oh my God!

МП: Так - "Боже мій!"

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

Я не уявляв, що це буде таким універсальним висловом.

Over the last two years,

Впродовж останіх двох років

in my lab,

в моїй лабораторії

we built 50,000 Foldscopes

ми виготовили 50 000 Фолдоскопів

and shipped them to 130 countries in the world,

і надіслали їх в 130 країн світу,

at no cost to the kids we sent them to.

без жодних витрат для дітей, яким ми їх надіслали.

This year alone,

Лише цього року

with the support of our community,

за підтримки нашої спільноти

we are planning to ship a million microscopes

ми плануємо надіслати мільйон мікроскопів

to kids around the world.

дітям по всьому світу.

What does that do?

Що це дає?

It creates an inspiring community of people around the world,

Це створює світову спільноту, яка буде надихати

learning and teaching each other,

вчитись та вчити один одного,

from Kenya to Kampala to Kathmandu to Kansas.

від Кенії до Кампали, Катманду та Канзасу.

І найбільше мені подобається в цьому

And one of the phenomenal things that I love about this

is the sense of community.

феноменальне відчуття спільноти.

There's a kid in Nicaragua

Є дитина в Нікарагуа,

teaching others how to identify mosquito species that carry dengue

що навчає інших, як розпізнавати комарів, котрі розносять лихоманку,

by looking at the larva under a microscope.

за виглядом личинки під мікроскопом.

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

Є фармацевт, який винайшов новий спосіб

to detect fake drugs anywhere.

визначати підроблені ліки.

There is a girl who wondered:

Є дівчина, якій цікаво,

"How does glitter actually work?"

що насправді являють собою блискітки,

and discovered the physics of crystalline formation in glitter.

і яка відкрила фізику кристалічних формацій в блиску.

There is an Argentinian doctor

Є аргентинський лікар,

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

який пробує визначити наявність раку шийки матки на виїздах з цим пристроєм.

And yours very truly found a species of flea

І ви справді знайдете різновид блохи,

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

яку вийняли з глибини в один сантиметр з моєї пятки.

Now, you might think of these as anomalies.

Добре, ви можете сприймати це як аномалії.

But there is a method to this madness.

Але за цим всім стоїть методика.

I call this "frugal science" --

Я називаю це "ощадлива наука" -

the idea of sharing the experience of science,

ідея розповсюджувати науковий досвід

and not just the information.

а не тільки інформацію.

To remind you:

Просто нагадаю:

there are a billion people on this planet

мільярд людей на цій планеті

who live with absolutely no infrastructure:

живуть в умовах без жодної інфраструктури:

no roads,

без доріг,

no electricity

без електроенергії,

and thus, no health care.

і тому без охорони здоров'я.

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

Також мільярд дітей на цій планеті живуть в бідності.

How are we supposed to inspire them

Як ми можемо надихнути їх

for the next generation of solution makers?

стати наступним поколінням, яке дасть відповіді?

Є працівники охорони здоров'я, яких ми поставили на першу лінію

There are health care workers that we put on the line

to fight infectious diseases,

для боротьби з інфекційними захворюваннями,

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

для нашого захисту з мінімально необхідним устаткуванням та ресурсами.

So as a lab at Stanford,

Тож у лабораторії в Стендфорді

I think of this from a context of frugal science

я думаю про це з погляду ощадливої науки

and building solutions for these communities.

і будую рішення для таких спільнот.

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

Часто ми розглядаємо можливості проводити діагностику під деревом, без електрики.

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

Я наведу вам два приклади нових пристроїв.

One of them starts in Uganda.

Один з них бере початок в Уганді.

In 2013,

У 2013

on a field trip to detect schistosomiasis with Foldscopes,

під час експедиції для знаходження шистосомоз за допомогою Фолдоскопа

I made a minor observation.

я дещо виявив.

In a clinic,

В клініці,

in a far, remote area,

в досить віддаленому районі,

I saw a centrifuge being used as a doorstop.

я побачив центрифугу, яку використовували як утримувач дверей.

I mean -- quite literally, the doorstop.

В буквальному значенні - утримувач дверей.

And I asked them and they said,

Я запитав про це і мені відповіли:

"Oh, we don't actually have electricity,

"А, справа в тому, що у нас нема електроенергії,

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

тож цей шматок непотрібу дуже добре підходить, щоб тримати двері відчиненими.

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

Для тих, хто не знає, центрифуга -

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

це довершений пристрій для обробки зразків.

You separate components of blood or body fluids

Ви розділюєте компоненти крові або іншої рідини,

to be able to detect and identify pathogens.

щоб виявити та ідентифікувати збудників захворювання.

But centrifuges are bulky, expensive --

Але центрифуги громіздкі та дорогі.

cost around 1,000 dollars --

Коштують приблизно 1000 доларів.

and really hard to carry out in the field.

І їх досить важко використовувати на виїзді.

And of course,

І дійсно,

they don't work without power.

вони не працюють без живлення.

Sound familiar?

Звучить знайомо?

So we started thinking about solving this problem,

Тож ми задумались над вирішенням цієї проблеми.

and I came back --

І я знову

kept thinking about toys.

думав про іграшки.

Now ...

Тепер...

I have a few with me here.

В мене є декілька тут.

I first started with yo-yos ...

Спочатку я почав з йо-йо...

and I'm a terrible yo-yo thrower.

Я не дуже вправний гравець йо-йо.

Because these objects spin,

Оскільки ці об'єкти крутяться,

we wondered,

ми зацікавились,

could we actually use the physics of these objects

чи зможемо використати фізичні властивості об'єкту,

to be able to build centrifuges?

щоб зробити центрифугу?

This was possibly the worst throw I could make.

Можливо, це був найгірший кидок, який я міг би зробити.

But you might start realizing,

Але, мабуть, ви збагнете,

if you start exploring the space of toys --

якщо почнете досліджувати світ іграшок, -

we tried these spinning tops,

ми спробували ці дзиги,

and then in the lab,

а потім в лабораторії

we stumbled upon this wonder.

ми натрапили на це диво.

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

Це - млинок, зумер, або деталь, що обертається.

A couple of strings and a little disk,

Декілька мотузок та маленький диск,

and if I push, it spins.

і якщо я штовхну, воно обертається.

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

Хто з вас грався таким у дитинстві?

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

Це називається ґудзик-на-мотузці.

OK, maybe 50 percent of you.

Так, можливо, 50 відсотків з вас.

What you didn't realize --

Але ви не знали,

that this little object

що цей маленький об'єкт -

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

це найстаріша іграшка в історії людства...

5,000 years ago.

Їй 5000 років.

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

Ми знайшли рештки цього предмета повсюди на нашій планеті.

Now the irony is,

Парадокс ситуації в тому,

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

що ми досі не розуміємо, як цей маленький предмет працює.

That's when I get excited.

І це мене захоплює.

So we got back to work,

Тож ми повернулись до роботи,

wrote down a couple of equations.

виписали кілька рівнянь.

If you take the input torque that you put in,

Якщо взяти вхідний обертальний момент, задіяний для того,

you take the drag on this disc,

щоб крутити цей диск,

and the twist drag on these strings,

та покрутити ці мотузки,

you should be able to mathematically solve this.

можна буде описати це математично.

This is not the only equation in my talk.

Це не тільки рівняння для моєї доповіді.

Ten pages of math later,

Через десять сторінок математики

we could actually write down the complete analytical solution

ми можемо написати повне аналітичне рішення

for this dynamic system.

для цієї динамічної системи.

And out comes what we call "Paperfuge."

Результат цього ми назвали "паперофугою".

That's my postdoc Saad Bhamla,

Це мій постдокторант Саад Бхамла,

who's the co-inventor of Paperfuge.

співвинахідник паперофуги.

And to the left, you see all the centrifuges

А зліва всі центрифуги,

that we're trying to replace.

які ми намагаємось замінити.

This little object that you see right here

Цей невеличкий предмет, який ви бачите зараз, -

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

це диск, декілька мотузок і важіль.

And when I spin

І коли я кручу

and I push,

та штовхаю,

it starts to spin.

він починає розкручуватись.

Now, when you realize,

Тепер, коли ви збагнули,

when you do the math,

коли зробили підрахунки,

when we calculate the rpm for this object,

коли ми розрахували швидкість цього об'єкта,

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

математично, ми можемо розігнати його до мільйона обертів за хвилину.

Now, there is a little twist in human anatomy,

Наступне, є невеличка особливість людської анатомії,

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

оскільки резонансна частота цього об'єкта приблизно 10Гц,

and if you've ever played the piano,

якщо ви колись грали на піаніно,

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

ви не можете отримати вище, ніж два або три герци.

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

Максимальна швидкість, якої можна досягти з цим об'єктом, -

is not 10,000 rpm,

це не 10 тисяч об/хв,

not 50,000 rpm --

це не 50 тисяч об/хв,

120,000 rpm.

120 тисяч об/хв.

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

Це еквівалентно силі в 30 тисяч g.

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

Якщо б я запросив вас сюди і дав вам розкрутити,

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

можете уявити, дію яких сил ви б відчули.

One of the factors of a tool like this

Одна з цілей таких пристроїв -

is to be able to do diagnosis with this.

це провадити діагностику.

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

Я зараз зроблю швидку демонстрацію,

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

в цей момент я зроблю невеличкий прокол в пальці

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

і вийде невеличка крапля крові.

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

Якщо ви боїтесь крові, вам не треба дивитись на це.

Here is a little lancet.

Ось невеличкий ланцет.

These lancets are available everywhere,

Ланцети доступні повсюди,

completely passive.

повністю пасивні.

And if I've had breakfast today ...

І якщо я сьогодні поснідав...

That didn't hurt at all.

Це було зовсім не боляче.

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

Отже, я взяв маленький капіляр з краплиною крові.

now this drop of blood has answers,

Ця краплина крові має відповіді,

that's why I'm interested in it.

тому я зацікавлений нею.

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

Вона, власне, може розказати, чи є в мене малярія зараз чи ні.

I take a little capillary,

Я взяв маленький капіляр,

and you see it starts wicking in.

і ви бачите, він починає всмоктувати.

I'm going to draw a little more blood.

Я збираюсь отримати трошки більше крові.

And that's good enough for right now.

І цього достатньо.

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

Тепер я закрию цей капіляр за допомогою глини.

And now that's sealed the sample.

І тепер зразок запечатаний.

We're going to take the sample,

Далі ми візьмемо зразок

mount it on Paperfuge.

і приєднаємо його до паперофуги.

A little piece of tape to make a sealed cavity.

Невеличкий шматочок стрічки, щоб зробити герметичну порожнину.

So now the sample is completely enclosed.

Тепер зразок повністю захищений.

And we are ready for a spin.

І ми готові до обертання.

I'm pushing and pulling with this object.

Я штовхаю і тягну цей предмет.

I'm going to load this up ...

Я збираюсь його запустити.

And you see the object starts spinning.

І ви бачите, предмет починає обертатись.

Unlike a regular centrifuge,

Не схоже на звичайну центрифугу,

this is a counter-rotating centrifuge.

це центрифуга зі зворотним обертанням.

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

Вона ходить вперед та назад, вперед та назад ....

And now I'm charging it up,

А тепер я підзаряджаю її,

and you see it builds momentum.

і ви бачите, вона набирає динаміку.

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

А тепер, не знаю, чи чуєте ви це,

30 seconds of this,

30 секунд отак

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

і я зможу відділити всі кровоносні клітини від плазми.

And the ratio of those blood cells to plasma --

І співвідношення цих кровоносних клітин до плазми.

(Applause)

(Оплески)

Already, if you see right here,

Вже, якщо ви подивитесь сюди,

if you focus on this,

якщо ви сфокусуєтесь на цьому,

you should be able to see a separated volume

ви повинні побачити відокремлену масу

of blood and plasma.

крові та плазми.

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

І співвідношення скаже мені, чи є в мене анемія.

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

Один з аспектів цього, ми створили багато різновидів паперофуги.

This one allows us to identify malaria parasites

Саме цей дозволяє виявити паразитів малярії,

by running them for a little longer,

обертаючи трохи довше.

and we can identify malaria parasites that are in the blood

І ми можемо виявити паразитів малярії, які знаходяться в крові,

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

їх можна відокремити і виявити за допомогою чогось такого як центрифуга.

Another version of this allows me to separate nucleic acids

Інша версія цього допомагає мені відокремити нуклеїнові кислоти,

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

щоб можна було самотужки зробити тест на нуклеїнову кислоту за межами лабораторії.

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

Ось ще одна версія, яка допомагає мені відокремити масивні зразки,

and then, finally,

і нарешті,

something new that we've been working on

дещо нове з того, над чим ми працюємо,

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

щоб провести комплексне тестування на подібних об'єктах

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

і готувати зразки та хімію в одному предметі.

Now ...

Далі...

this is all good,

це все добре,

but when you start thinking about this,

але коли ви починаєте думати про це,

you have to share these tools with people.

ви повинні поділитися цими інструментами з людьми.

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

Ось, що ми зробили - ми тільки-но повернулись з Мадагаскару;

this is what clinical trials for malaria look like --

ось так виглядають клінічні дослідження на малярію.

(Laughter)

(Сміх)

You can do this while having coffee.

Ви можете робити це, поки п'єте каву.

But most importantly,

Але що найважливіше,

this is a village six hours from any road.

це село за шість годин від будь-якої дороги.

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

Ми в кімнаті з одним зі старіших членів спільноти

and a health care worker.

та працівником охорони здоров'я.

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

Це дійсно та частина роботи, яка стимулює мене більш за все - ця посмішка,

that smile,

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

мати можливість розповсюджувати прості,

але потужні інструменти для людей по всьому світу.

Now, I forgot to tell you this,

А ще, я забув вам сказати ось що,

that all of that cost me 20 cents to make.

щоб зробити все, це я витратив 20 центів.

OK, in the negative time I have left,

Добре, минулий час я облишив,

I'll tell you about the most recent --

Я розкажу вам про найбільш сучасний

(Laughter)

(Сміх)

invention from our lab.

винахід нашої лабораторії.

It's called Abuzz --

Він називається "абузз".

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

Ідея в тому, що всі ми можемо допомогти боротися з комарами,

ви всі можете допомогти відслідковувати наших ворогів.

you could all help us track our enemies.

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

Це вороги, тому що спричиняють малярію, Зіка, чікунгунью, тропічну пропасницю.

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

Але проблема в тому, що ми не знаємо, де наші вороги.

The world map for where mosquitoes are is missing.

Світової мапи з місцями розташування комарів не існує.

So we started thinking about this.

Тож ми задумались над цим.

There are 3,500 species of mosquitoes,

Існує 3500 різновидів комарів

and they're all very similar.

і всі вони дуже схожі.

Some of them are so identical

Деякі з них настільки схожі,

that even an entomologist cannot identify them under a microscope.

що навіть ентомологи не можуть розрізнити їх під мікроскопом.

But they have an Achilles' heel.

Але в них є Ахіллесова п'ята.

This is what mosquitoes flirting with each other looks like.

Ось так комарі фліртують.

That's a male chasing a female.

Це самець переслідує самку.

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

Таким чином вони розмовляють між собою частотою помахів крил.

(Buzzing sound)

(Дзижчання)

And thus, they have a signature.

І це їх "підпис".

We realized that using a regular phone,

Ми зрозуміли, що за допомогою звичайного телефона,

a $5-10 flip phone --

5-10$ телефона-жабки,

how many remember what this object is?

хто пам'ятає, що це таке?

(Laughter)

(Сміх)

We can record these acoustic signatures from mosquitoes.

Ми можемо записувати звуковий відбиток комарів.

I'll tell you exactly how to do this.

Я розкажу вам, як це можна зробити.

I caught some mosquitoes outside.

Я спіймав декількох комарів на вулиці.

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

На відміну від Біла [Гейтса], я не буду їх випускати.

(Laughter)

But I will tell you how to record from this.

(Сміх)

Але я розкажу вам, як їх записати.

All you do is tap them and they fly.

Все, що вам необхідно - постукати. І вони летять.

You can first test --

Ви можете це спершу перевірити.

I can actually hear that.

Я це чую.

And you bring your phone, which has microphones --

Ви підносите свій телефон, в якому є мікрофони-

it turns out the mics are so damn good already,

це до біса добре, що в ньому вбудовані мікрофони,

even on regular phones,

навіть у звичайних телефонах,

that you can pick up this near-field signature.

і ви можете зняти відбиток зблизька.

And since I'm out of time,

І так, як в мене обмаль часу,

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

я вам програю запис, який я записав учора.

(Mosquitoes buzz)

(Дзижчання комара)

This is all the charming sound that you heard before

Це той чарівний звук , який ви чули раніше,

that you all love.

який вам дуже подобається.

One of the contexts of this

Як наслідок,

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

маючи змогу зробити це звичайним телефоном,

allows us to map mosquito species.

ми можемо нанести на мапу різновиди комарів.

Using a flip phone,

Використовуючи телефон-жабку,

we mapped one of the largest acoustic databases

ми нанесли на карту одну з найбільших звукових баз даних

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

з 20-25 видами комарів, які переносять збудники людських захворювань.

And from this and machine learning,

І за допомогою цього та машинного навчання

anybody who uploads this data,

кожного, хто завантажує ці дані,

we can identify and tell the probability

ми можемо ідентифікувати і повідомити імовірність,

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

з яким видом комара ви маєте справу.

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

Ми назвали це Abuzz, і якщо хтось з вас хоче підписатись,

just go to the website.

просто зайдіть на вебсайт.

Let me close with something

І на завершення

that's very important and dear to my heart.

дещо дуже важливе та рідне моєму серцю.

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

Один з викликів сьогодення - це те, що ми маємо страшні проблеми.

We have a billion people with absolutely no health care,

Існує мільярди людей, які не знають, що таке охорона здоров'я,

climate change, biodiversity loss,

зміни клімату, втрата біорізновидів,

on and on and on.

і т.д і т.п.

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

І ми сподіваємось, що науковці дадуть нам відповідь.

But before you leave this theatre today,

Але перед тим, як ви вийдете з зали сьогодні,

I want you to promise one thing.

я хочу пообіцяти одну річ.

We're going to make science accessible --

Ми збираємось зробити науку доступною

not just to the people who can afford it,

не тільки людям, які можуть це собі дозволити,

but a billion others who can't.

але й іншим мільярдам, які цього не можуть.

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

Давайте зробимо науку та наукову обізнаність людським правом.

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

У момент, коли ми передаємо радість відкриття

to another child,

іншій дитині,

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

ми даємо їй змогу бути тою людиною,

who will actually solve these problems.

яка знайде рішення проблем.

Thank you.

Дякую

(Applause)

(Оплески)