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

Перекладач: Hanna Leliv Утверджено: Khrystyna Romashko

The year is 1800.

1800 рік.

A curious little invention is being talked about.

Всі говорять про дивний невеличкий винахід.

It's called a microscope.

Він зветься мікроскоп.

What it allows you to do

Він дає вам змогу

is see tiny little lifeforms

бачити крихітні форми життя,

that are invisible to the naked eye.

що їх не видно неозброєним оком.

Soon comes the medical discovery

Незабаром зробили медичне відкриття -

that many of these lifeforms are actually causes

чимало з тих живих організмів спричиняють

of terrible human diseases.

жахливі людські хвороби.

Imagine what happened to the society

Уявіть собі, що трапилося з людьми,

when they realized

коли вони збагнули,

that an English mom in her teacup

що англійська матінка пила зі свого горнятка

actually was drinking a monster soup,

не чай, а суп зі страховиськ.

not very far from here. This is from London.

То було недалеко звідси. В Лондоні.

Fast forward 200 years.

Минуло 200 років.

We still have this monster soup around,

Ми так і не позбулися цього супу з потвор,

and it's taken hold in the developing countries

він міцно засів у розвиткових країнах

around the tropical belt.

уздовж тропічного поясу.

Just for malaria itself,

Сама лише малярія

there are a million deaths a year,

забирає мільйон життів щороку,

and more than a billion people

а понад мільярд людей

that need to be tested because they are at risk

мають пройти обстеження, бо вони ризикують

for different species of malarial infections.

заразитися різними видами малярійних інфекцій.

Now it's actually very simple to put a face

Багатьом із цих страховиськ

to many of these monsters.

можна дуже легко підібрати обличчя.

You take a stain, like acridine orange

Візьміть барвник - оранжевий акридин,

or a fluorescent stain or Giemsa,

флюоресцентний барвник або барвник Ґімза -

and a microscope, and you look at them.

та мікроскоп, і погляньте на цих почвар.

They all have faces.

Всі вони мають обличчя.

Why is that so, that Alex in Kenya,

Тоді чому Алекс із Кенії,

Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,

Фатіма з Бангладешу, Навджут із Мумбаї,

and Julie and Mary in Uganda still wait months

і Джулі та Мері з Уганди місяцями чекають,

to be able to diagnose why they are sick?

поки в них діагностують хворобу?

And that's primarily because scalability

Насамперед тому, що діагностики

of the diagnostics is completely out of reach.

потребує стільки людей, що їх неможливо всіх охопити.

And remember that number: one billion.

Запам'ятайте цю цифру: один мільярд.

The problem lies with the microscope itself.

Проблема - в самому мікроскопі.

Even though the pinnacle of modern science,

Так, дослідницькі мікроскопи - це вінець сучасної науки,

research microscopes are not designed for field testing.

але вони не підходять для практичної діагностики.

Neither were they first designed

Та й їх із самого початку не створювали

for diagnostics at all.

для діагностики.

They are heavy, bulky, really hard to maintain,

Ці мікроскопи важкі, громіздкі, потребують догляду

and cost a lot of money.

і чимало коштують.

This picture is Mahatma Gandhi in the '40s

На цьому фото Магатма Ґанді в 40-х роках

using the exact same setup that we actually use today

використовує точнісінько такий самий прилад, як ми сьогодні,

for diagnosing T.B. in his ashram

щоб діагностувати туберкульоз. Це відбувається в його ашрамі

in Sevagram in India.

у Севаґрамі, що в Індії.

Two of my students, Jim and James,

Двоє моїх студентів, Джим і Джеймс,

traveled around India and Thailand,

мандрували Індією і Таїландом,

starting to think about this problem a lot.

міркуючи над цією проблемою.

We saw all kinds of donated equipment.

Ми бачили купу різних подарованих приладів.

We saw fungus growing on microscope lenses.

Бачили, як на лінзах для мікроскопа росте грибок.

And we saw people who had a functional microscope

І бачили людей, які мали справний мікроскоп,

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

але й гадки не мали, як його ввімкнути.

What grew out of that work and that trip

З тієї нашої праці та мандрівки

was actually the idea of what we call Foldscopes.

виникла ідея так званого складоскопа (Foldscope).

So what is a Foldscope?

Що таке складоскоп?

A Foldscope is a completely functional microscope,

Складоскоп - це цілком справний мікроскоп,

a platform for fluorescence, bright-field,

платформа для флюоресценції, світлого поля,

polarization, projection,

поляризації, проекції

all kinds of advanced microscopy

та всіх інших видів сучасної мікроскопії,

built purely by folding paper.

зроблена зі складеного паперу.

So, now you think, how is that possible?

Ви мабуть дивуєтесь, як таке може бути?

I'm going to show you some examples here,

Я покажу вам кілька зразків,

and we will run through some of them.

подивимось на них.

It starts with a single sheet of paper.

Все починається з одного аркуша паперу.

What you see here is all the possible components

Тут є всі можливі компоненти,

to build a functional bright-field and fluorescence microscope.

щоб збудувати діючий мікроскоп з флюоресценцією та світлим полем.

So, there are three stages:

Є три частини:

There is the optical stage, the illumination stage

оптична, освітлювальна

and the mask-holding stage.

і предметна.

And there are micro optics at the bottom

А внизу є мікрооптика,

that's actually embedded in the paper itself.

вбудована в сам папір.

What you do is, you take it on,

Що ви робите? Берете цей аркуш,

and just like you are playing like a toy,

так ніби бавитеся з іграшкою,

which it is,

а це так і є,

I tab it off,

я відриваю частини по контурах

and I break it off.

і витискаю їх.

This paper has no instructions and no languages.

На аркуші немає ніяких інструкцій і пояснень.

There is a code, a color code embedded,

Натомість він розмальований у кодові кольори,

that tells you exactly how to fold that specific microscope.

які вказують, як скласти кожен конкретний мікроскоп.

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

Коли все готово, наш пристрій виглядає ось так

has all the functionalities of a standard microscope,

і має всі можливості звичайного мікроскопа,

just like an XY stage,

наприклад, предметний столик, який рухається вздовж осі X та осі Y,

a place where a sample slide could go,

і місце, куди можна покласти предметне скло,

for example right here.

наприклад, ось тут.

We didn't want to change this,

Ми не хотіли нічого міняти,

because this is the standard

бо це стандарт,

that's been optimized for over the years,

який удосконалювали не один рік,

and many health workers are actually used to this.

і до якого звикли чимало медичних працівників.

So this is what changes,

Змінюється ось це,

but the standard stains all remain the same

але стандартні барвники залишаються такими самими

for many different diseases.

для багатьох різних хвороб.

You pop this in.

Ви вставляєте це сюди.

There is an XY stage,

Тут є предметний столик, який рухається вздовж осі X та осі Y,

and then there is a focusing stage,

і частина, що відповідає за фокусування -

which is a flexure mechanism

механізм заломлень,

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

вбудований в сам папір, який дає змогу

and focus the lenses by micron steps.

переміщати та фокусувати лінзи з точністю до мікрона.

So what's really interesting about this object,

Цей пристрій має одну дуже цікаву властивість -

and my students hate when I do this,

мої студенти терпіти не можуть, коли я це роблю,

but I'm going to do this anyway,

але я всеодно це покажу -

is these are rugged devices.

ці штуки дуже міцні.

I can turn it on and throw it on the floor

Я можу ввімкнути її, кинути на підлогу

and really try to stomp on it.

і потупцювати на ній.

And they last, even though they're designed

Мікроскопу нічого не буде, хоча він і зроблений

from a very flexible material, like paper.

з дуже гнучкого матеріалу - паперу.

Another fun fact is, this is what we actually

І ще одна чудасія - ось що ми

send out there as a standard diagnostic tool,

посилаємо людям як стандартний прилад для діагностики,

but here in this envelope

тоді як у цьому конверті

I have 30 different foldscopes

я маю 30 різних складоскопів

of different configurations all in a single folder.

різноманітних конфігурацій - в одній лише папці.

And I'm going to pick one randomly.

Виберу один навмання.

This one, it turns out, is actually designed

Ось цей, наприклад, створено

specifically for malaria,

спеціально для малярії,

because it has the fluorescent filters built

бо в ньому вбудовано флюоресцентні фільтри,

specifically for diagnosing malaria.

призначені для діагностики малярії.

So the idea of very specific diagnostic microscopes

Звідси походить ідея створення

comes out of this.

мікроскопів, здатних діагностувати конкретні хвороби.

So up till now, you didn't actually see

Ви ще не бачили на власні очі,

what I would see from one of these setups.

що бачу я крізь ці пристрої.

So what I would like to do is,

Тому я хочу попросити,

if we could dim the lights, please,

погасіть, будь ласка, світло,

it turns out foldscopes are also projection microscopes.

бо складоскопи є ще й проекційними мікроскопами.

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

Я візьму ці два мікроскопи, поверну їх -

go to the back of the wall --

відступлю назад до стіни -

and just project, and this way you will see

і просто спроектую зображення, щоб ви побачили

exactly what I would see.

точно те саме, що і я.

What you're looking at --

Те, на що ви дивитеся -

(Applause) —

(Оплески) -

This is a cross-section of a compound eye,

це поперечний переріз фасеточного ока.

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

Я збільшу зображення, ось тут,

I am going through the z-axis.

я рухаюся вздовж вертикальної осі.

You actually see how the lenses are cut together

Ви бачите, як тримаються укупі лінзи

in the cross-section pattern.

в поперечному перерізі.

Another example, one of my favorite insects,

Ще один приклад - одна з моїх улюблених комах,

I love to hate this one,

яку я всім серцем ненавиджу -

is a mosquito,

комар.

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

Це щупальце комара звичайного.

Right there.

Ось тут.

All from the simple setup that I actually described.

І все завдяки простенькому пристрою, що його я описав.

So my wife has been field testing

Моя дружина випробовує на практиці

some of our microscopes

кілька наших мікроскопів,

by washing my clothes whenever I forget them

коли пере мій одяг, який я забуваю

in the dryer.

в сушарці.

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

Виявляється, вони водостійкі та -

(Laughter) —

(Сміх)

right here is just fluorescent water,

ось тут флюоресцентна вода,

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

щоправда, я не впевнений, що ви тут щось бачите.

This also shows you how the projection scope works.

Тепер ви знаєте, як працює проектування.

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

Ви бачите, як проектується і заломлюється промінь.

Can we get the lights back on again?

Увімкніть, будь ласка, світло.

So I'm quickly going to show you,

Тепер я розповім вам швиденько,

since I'm running out of time,

бо вже маю мало часу,

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

скільки ми витрачаємо на виробництво.

the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,

Ми вирішили, що продукцію можна буде змотати в рулон,

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

то ж за 50 центів у нас вийшло ось це.

(Applause)

(Оплески)

And what this allows us to do

А це дає нам змогу

is to think about a new paradigm in microscopy,

задуматися над новою парадигмою у мікроскопії,

which we call use-and-throw microscopy.

так званою одноразовою мікроскопією.

I'm going to give you a quick snapshot

Я швиденько покажу вам кілька фото

of some of the parts that go in.

частин, які входять до складоскопа.

Here is a sheet of paper.

Ось аркуш паперу.

This is when we were thinking about the idea.

Тоді ми ще міркували над концепцією.

This is an A4 sheet of paper.

Це аркуш паперу А4 формату.

These are the three stages that you actually see.

Ось три видимі частини.

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

Щодо оптичних компонентів - ось детальніше зображення у правому верхньому куті -

we had to figure out a way to manufacture lenses

то ми мусили придумати, як швидко

in paper itself at really high throughputs,

виготовляти лінзи, вбудовані в сам аркуш.

so it uses a process of self-assembly

Отож завдяки процесу самоскупчення

and surface tension

та поверхневого натягу

to build achromatic lenses in the paper itself.

в аркуші паперу з'являються ахроматичні лінзи.

So that's where the lenses go.

Лінзи розміщені ось тут.

There are some light sources.

Є кілька джерел світла.

And essentially, in the end,

Врешті-решт

all the parts line up because of origami,

усі частини вирівнюються на одній лінії завдяки орігамі,

because of the fact that origami allows us

бо орігамі дає нам змогу

micron-scale precision of optical alignment.

відрегулювати оптику з точністю до мікрона.

So even though this looks like a simple toy,

Тому, хоч це і виглядає, як проста забавка,

the aspects of engineering that go in

техніка її виготовлення

something like this are fairly sophisticated.

доволі складна.

So here is another obvious thing that we would do,

Зазвичай ми показуємо ще одну річ.

typically, if I was going to show

Щоб довести,

that these microscopes are robust,

що ці мікроскопи міцні,

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

я піднявся на третій поверх і кинув його вниз.

There it is, and it survives.

Ось він вже тут - і все гаразд.

So for us, the next step actually

Наш наступний крок -

is really finishing our field trials.

закінчити тестувати наші пристрої.

We are starting at the end of the summer.

Це розпочнеться наприкінці літа.

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

Ми виготовлятимемо тисячі мікроскопів.

That would be the first time where we would be

Уперше ми проводитимемо

doing field trials with the highest density

тестування з найбільшою кількістю

of microscopes ever at a given place.

мікроскопів, зібраних в одному місці.

We've started collecting data for malaria,

Ми вже збираємо дані щодо малярії,

Chagas disease and giardia from patients themselves.

хвороби Чаґаса і лямблії серед пацієнтів.

And I want to leave you with this picture.

Наостанок покажу вам ось це фото.

I had not anticipated this before,

Раніше я про це не задумувався,

but a really interesting link

але маємо дуже цікавий зв'язок

between hands-on science education

між практичними лабораторними заняттями

and global health.

і всесвітньою охороною здоров'я.

What are the tools that we're actually providing

Які інструменти ми даємо дітям,

the kids who are going to fight

які завтра боротимуться

this monster soup for tomorrow?

з цим супом зі страховиськ?

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

Я б страшенно хотів, щоб вони могли просто роздрукувати

a Foldscope and carry them around in their pockets.

складоскоп і носити його з собою у кишені.

Thank you.

Дякую.

(Applause)

(Оплески)