TEDGlobal 2012
Manu Prakash: A 50-cent microscope that folds like origami
Manu Prakash: Un microscopio de 50 centavos que se pliega como origami
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¿Has hecho alguna vez una muñeca de papel troquelado, o plegado un cisne de origami? Manu Prakash, TED Fellow, y su equipo han creado un microscopio de papel que es muy fácil de plegar y usar. Esta es una demostración brillante que muestra cómo este invento podría revolucionar la asistencia sanitaria en los países en desarrollo... y que convierte casi cualquier cosa en un experimento científico práctico y divertido.
Manu Prakash - Physicist, inventor
TED Fellow Manu Prakash is on a mission to bring radical new technology to global health. Full bio
TED Fellow Manu Prakash is on a mission to bring radical new technology to global health. Full bio
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00:12
The year is 1800.
0
747
2323
Corre el año 1800.
00:15
A curious little invention is being talked about.
1
3070
3056
Se habla de un pequeño
y curioso invento.
y curioso invento.
00:18
It's called a microscope.
2
6126
3081
Se llama microscopio.
00:21
What it allows you to do
3
9207
1779
Nos permite
00:22
is see tiny little lifeforms
4
10986
2642
ver diminutas formas de vida
00:25
that are invisible to the naked eye.
5
13628
2487
invisibles a simple vista.
00:28
Soon comes the medical discovery
6
16115
2028
Pronto llega el descubrimiento médico
00:30
that many of these lifeforms are actually causes
7
18143
3085
de que muchas de estas formas de vida
en realidad son la causa
en realidad son la causa
00:33
of terrible human diseases.
8
21228
2191
de enfermedades humanas terribles.
00:35
Imagine what happened to the society
9
23419
2785
Imagínese lo que le pasó a la sociedad
00:38
when they realized
10
26204
1988
cuando se dio cuenta
00:40
that an English mom in her teacup
11
28192
2816
de que una mamá inglesa en su taza de té
00:43
actually was drinking a monster soup,
12
31008
3136
estaba bebiendo una sopa monstruosa,
00:46
not very far from here. This is from London.
13
34144
3149
no muy lejos de aquí.
Esto es de Londres.
Esto es de Londres.
00:49
Fast forward 200 years.
14
37293
2842
Avanzamos 200 años.
00:52
We still have this monster soup around,
15
40135
2132
Todavía estamos rodeados
por esa sopa monstruosa
por esa sopa monstruosa
00:54
and it's taken hold in the developing countries
16
42267
2855
y se ha afianzado en
los países en desarrollo,
los países en desarrollo,
00:57
around the tropical belt.
17
45122
2416
en todo el cinturón tropical.
00:59
Just for malaria itself,
18
47538
2563
Solo de malaria
01:02
there are a million deaths a year,
19
50101
2445
hay un millón de muertes al año,
01:04
and more than a billion people
20
52546
1746
y más de 1000 millones de personas
01:06
that need to be tested because they are at risk
21
54292
2648
a examinar debido
a que están en riesgo
a que están en riesgo
01:08
for different species of malarial infections.
22
56940
3235
de contraer distintas especies
de infecciones de malaria.
de infecciones de malaria.
01:12
Now it's actually very simple to put a face
23
60175
2811
Pero es muy fácil ponerle un rostro
01:14
to many of these monsters.
24
62986
1795
a muchos de estos monstruos.
01:16
You take a stain, like acridine orange
25
64781
2627
Con una mancha, como
el naranja de acridina
el naranja de acridina
01:19
or a fluorescent stain or Giemsa,
26
67408
2117
o una mancha fluorescente
o de Giemsa,
o de Giemsa,
01:21
and a microscope, and you look at them.
27
69525
3113
y un microscopio, se pueden ver.
01:24
They all have faces.
28
72638
2380
Todos tienen rostros.
01:27
Why is that so, that Alex in Kenya,
29
75018
2638
Entonces ¿por qué Alex en Kenia,
01:29
Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,
30
77656
3228
Fátima en Bangladesh,
Navjoot en Mumbai,
Navjoot en Mumbai,
01:32
and Julie and Mary in Uganda still wait months
31
80884
3421
y Julie y Mary en Uganda
todavía esperan meses
todavía esperan meses
01:36
to be able to diagnose why they are sick?
32
84305
3579
un diagnóstico de
por qué están enfermos?
por qué están enfermos?
01:39
And that's primarily because scalability
33
87884
3026
Principalmente se debe a que
por una cuestión de escala
por una cuestión de escala
01:42
of the diagnostics is completely out of reach.
34
90910
3032
el diagnóstico es totalmente inaccesible.
01:45
And remember that number: one billion.
35
93942
3916
Recuerden ese número: 1000 millones.
01:49
The problem lies with the microscope itself.
36
97858
3901
El problema está en el propio microscopio.
01:53
Even though the pinnacle of modern science,
37
101759
2376
A pesar de ser el pináculo
de la ciencia moderna
de la ciencia moderna
01:56
research microscopes are
not designed for field testing.
not designed for field testing.
38
104135
3135
los microscopios de investigación no están
diseñados para pruebas de campo.
diseñados para pruebas de campo.
01:59
Neither were they first designed
39
107270
1680
Ni fueron diseñados en primer lugar
02:00
for diagnostics at all.
40
108950
2151
para el diagnóstico, en absoluto.
02:03
They are heavy, bulky, really hard to maintain,
41
111101
3388
Son pesados, voluminosos,
muy difíciles de mantener,
muy difíciles de mantener,
02:06
and cost a lot of money.
42
114489
2301
y cuestan mucho dinero.
02:08
This picture is Mahatma Gandhi in the '40s
43
116790
3405
Esta foto es de Mahatma Gandhi
en los años 40
en los años 40
02:12
using the exact same setup
that we actually use today
that we actually use today
44
120195
3294
y usa la misma configuración
que nosotros hoy
que nosotros hoy
02:15
for diagnosing T.B. in his ashram
45
123489
2684
para el diagnóstico de tuberculosis
en su ashram
en su ashram
02:18
in Sevagram in India.
46
126173
2445
en Sevagram, India.
02:20
Two of my students, Jim and James,
47
128618
3327
Dos de mis estudiantes, Jim y James,
02:23
traveled around India and Thailand,
48
131945
2320
viajaron por India y Tailandia
02:26
starting to think about this problem a lot.
49
134265
2252
y pensaron mucho en este problema.
02:28
We saw all kinds of donated equipment.
50
136517
2475
Vimos todo tipo de equipos donados.
02:30
We saw fungus growing on microscope lenses.
51
138992
2912
Vimos crecer hongos en las
lentes de los microscopios.
lentes de los microscopios.
02:33
And we saw people who had a functional microscope
52
141904
2195
Y vimos gente que tenía
microscopios en funcionamiento
microscopios en funcionamiento
02:36
but just didn't know how to even turn it on.
53
144099
2951
pero que no sabían ni cómo encenderlos.
02:39
What grew out of that work and that trip
54
147050
2640
De ese trabajo y ese viaje nació
02:41
was actually the idea of what we call Foldscopes.
55
149690
3751
la idea de lo que llamamos
pliegoscopio [foldscope].
pliegoscopio [foldscope].
02:45
So what is a Foldscope?
56
153441
1823
¿Qué es un pliegoscopio?
02:47
A Foldscope is a completely functional microscope,
57
155264
3549
Un pliegoscopio es un
microscopio completamente funcional,
microscopio completamente funcional,
02:50
a platform for fluorescence, bright-field,
58
158813
3130
una plataforma para
fluorescencia, campo claro,
fluorescencia, campo claro,
02:53
polarization, projection,
59
161943
1575
polarización, proyección,
02:55
all kinds of advanced microscopy
60
163518
2568
todo tipo de microscopía avanzada
02:58
built purely by folding paper.
61
166086
3215
que se construye meramente plegando papel.
03:01
So, now you think, how is that possible?
62
169301
2861
Pensarán, ¿cómo es posible?
03:04
I'm going to show you some examples here,
63
172162
1963
Les mostraré algunos ejemplos,
03:06
and we will run through some of them.
64
174125
1801
y veremos algunos en funcionamiento.
03:07
It starts with a single sheet of paper.
65
175926
3784
Empezamos con una hoja simple de papel.
03:11
What you see here is all the possible components
66
179710
3371
Lo que ven aquí son los
posibles componentes
posibles componentes
03:15
to build a functional bright-field
and fluorescence microscope.
and fluorescence microscope.
67
183081
4425
para construir un microscopio
de campo claro y fluorescencia.
de campo claro y fluorescencia.
03:19
So, there are three stages:
68
187506
1809
Hay 3 etapas:
03:21
There is the optical stage, the illumination stage
69
189315
2749
La etapa óptica, la etapa de iluminación
03:24
and the mask-holding stage.
70
192064
2468
y la etapa de la máscara de retención.
03:26
And there are micro optics at the bottom
71
194532
1872
Y hay micro óptica en la parte inferior
03:28
that's actually embedded in the paper itself.
72
196404
2874
incrustada en el propio papel.
03:31
What you do is, you take it on,
73
199278
2504
Entonces, tomamos el papel
03:33
and just like you are playing like a toy,
74
201782
2776
y, como si de un juguete se tratase,
03:36
which it is,
75
204558
3087
que lo es,
03:40
I tab it off,
76
208584
3030
cortamos el troquelado,
03:47
and I break it off.
77
215039
2182
y desprendemos la pieza.
03:49
This paper has no instructions and no languages.
78
217221
2724
Este papel no tiene
instrucciones ni idiomas.
instrucciones ni idiomas.
03:51
There is a code, a color code embedded,
79
219945
2319
Tiene un código, un código de color,
03:54
that tells you exactly how to
fold that specific microscope.
fold that specific microscope.
80
222264
4611
que indica exactamente cómo plegar
ese microscopio específico.
ese microscopio específico.
03:58
When it's done, it looks something like this,
81
226875
2649
Cuando está listo,
tiene este aspecto,
tiene este aspecto,
04:01
has all the functionalities of a standard microscope,
82
229524
2731
con las funcionalidades
de un microscopio estándar
de un microscopio estándar
04:04
just like an XY stage,
83
232255
1881
como una platina XY,
04:06
a place where a sample slide could go,
84
234136
4421
un lugar donde podría ir
el portaobjetos
el portaobjetos
04:10
for example right here.
85
238557
2540
por ejemplo aquí.
04:13
We didn't want to change this,
86
241097
1512
No queríamos cambiar esto,
04:14
because this is the standard
87
242609
1372
porque este es el estándar
04:15
that's been optimized for over the years,
88
243981
1853
que ha sido optimizado
en los últimos años,
en los últimos años,
04:17
and many health workers are actually used to this.
89
245834
2696
y muchos trabajadores de la salud
están acostumbrados a esto.
están acostumbrados a esto.
04:20
So this is what changes,
90
248530
1461
Esto es lo que cambia
04:21
but the standard stains all remain the same
91
249991
2167
pero las manchas estándar
siguen siendo las mismas
siguen siendo las mismas
04:24
for many different diseases.
92
252158
1775
para muchas enfermedades diferentes.
04:25
You pop this in.
93
253933
2932
Lo insertamos aquí.
04:28
There is an XY stage,
94
256865
3886
Hay una platina XY,
04:32
and then there is a focusing stage,
95
260751
1973
y, luego, hay una etapa de enfoque
04:34
which is a flexure mechanism
96
262724
1866
que es un mecanismo de flexión
04:36
that's built in paper itself that allows us to move
97
264590
2553
que se construye en el papel mismo
que nos permite movernos
que nos permite movernos
04:39
and focus the lenses by micron steps.
98
267143
2981
y enfocar las lentes
en pasos de micrones.
en pasos de micrones.
04:42
So what's really interesting about this object,
99
270124
2133
Lo realmente interesante de este objeto,
04:44
and my students hate when I do this,
100
272257
1883
y mis estudiantes
odian cuando hago esto,
odian cuando hago esto,
04:46
but I'm going to do this anyway,
101
274140
1761
pero lo haré de todos modos,
04:47
is these are rugged devices.
102
275901
1956
es que son dispositivos resistentes.
04:49
I can turn it on and throw it on the floor
103
277857
4577
Puedo encenderlo y tirarlo en el piso
04:54
and really try to stomp on it.
104
282434
2952
y tratar de pisarlo.
04:57
And they last, even though they're designed
105
285386
2375
Y duran, a pesar de estar diseñados
04:59
from a very flexible material, like paper.
106
287761
3463
de un material muy flexible,
como el papel.
como el papel.
05:03
Another fun fact is, this is what we actually
107
291224
2852
Otro dato curioso es que
esto es lo que en realidad
esto es lo que en realidad
05:06
send out there as a standard diagnostic tool,
108
294076
4055
mandamos como herramienta de diagnóstico
05:10
but here in this envelope
109
298131
1769
pero aquí, en este sobre,
05:11
I have 30 different foldscopes
110
299900
2391
tengo 30 pliegoscopios diferentes
05:14
of different configurations all in a single folder.
111
302291
5731
con distintas configuraciones,
todos en una sola carpeta.
todos en una sola carpeta.
05:20
And I'm going to pick one randomly.
112
308022
1812
Tomaré uno al azar.
05:21
This one, it turns out, is actually designed
113
309834
2082
Este resulta que está diseñado
05:23
specifically for malaria,
114
311916
1563
específicamente para la malaria,
05:25
because it has the fluorescent filters built
115
313479
2311
porque tiene los filtros fluorescentes
05:27
specifically for diagnosing malaria.
116
315790
2097
específicos para el diagnóstico de la malaria.
05:29
So the idea of very specific diagnostic microscopes
117
317887
3928
Así, la idea de los microscopios
de diagnóstico muy específicos
de diagnóstico muy específicos
05:33
comes out of this.
118
321815
1766
surgió de esto.
05:35
So up till now, you didn't actually see
119
323581
2939
Hasta ahora no han visto
05:38
what I would see from one of these setups.
120
326520
2957
lo que yo vería con una
de estas configuraciones.
de estas configuraciones.
05:41
So what I would like to do is,
121
329477
1681
Por eso me gustaría
05:43
if we could dim the lights, please,
122
331158
1626
si pudiéramos bajar
las luces, por favor,
las luces, por favor,
05:44
it turns out foldscopes are
also projection microscopes.
also projection microscopes.
123
332784
3665
resulta que los pliegoscopios
también son microscopios de proyección.
también son microscopios de proyección.
05:48
I have these two microscopes that I'm going to turn --
124
336449
2534
Tengo estos 2 microscopios
que voy a girar,
que voy a girar,
05:50
go to the back of the wall --
125
338983
1753
ir detrás de la pared,
05:52
and just project, and this way you will see
126
340736
1708
y proyectar, de ese modo verán
05:54
exactly what I would see.
127
342444
2120
exactamente lo que yo vería.
05:56
What you're looking at --
128
344564
1786
Lo que están viendo...
05:58
(Applause) —
129
346350
2383
(Aplausos)
06:00
This is a cross-section of a compound eye,
130
348733
2636
Esta es una sección transversal
de un ojo compuesto,
de un ojo compuesto,
06:03
and when I'm going to zoom in closer, right there,
131
351369
2351
y cuando me acerque más, justo ahí,
06:05
I am going through the z-axis.
132
353720
2244
me muevo en el eje Z.
06:07
You actually see how the lenses are cut together
133
355964
3024
Ven realmente cómo los lentes
están cortados juntos
están cortados juntos
06:10
in the cross-section pattern.
134
358988
1573
en el patrón de sección transversal.
06:12
Another example, one of my favorite insects,
135
360561
2556
Otro ejemplo, uno de mis
insectos preferidos,
insectos preferidos,
06:15
I love to hate this one,
136
363117
1977
me encanta odiarlo,
06:17
is a mosquito,
137
365094
1781
es un mosquito,
06:18
and you're seeing the antenna of a culex pipiens.
138
366875
3762
están viendo la antena
de un Culex pipiens.
de un Culex pipiens.
06:22
Right there.
139
370637
3363
Ahí mismo.
06:26
All from the simple setup that I actually described.
140
374000
4213
Todo a partir de la configuración
simple que describí.
simple que describí.
06:30
So my wife has been field testing
141
378213
1773
Mi esposa ha hecho pruebas de campo
06:31
some of our microscopes
142
379986
2000
con algunos de estos microscopios
06:33
by washing my clothes whenever I forget them
143
381986
2481
lavando mi ropa cuando los olvido
06:36
in the dryer.
144
384467
2029
en la secadora.
06:38
So it turns out they're waterproof, and --
145
386496
2800
Así que resulta que son
a prueba de agua y...
a prueba de agua y...
06:41
(Laughter) —
146
389296
1788
(Risas)
06:43
right here is just fluorescent water,
147
391084
2498
aquí hay agua fluorescente,
06:45
and I don't know if you can actually see this.
148
393582
1550
y no sé si en realidad
se puede ver esto.
se puede ver esto.
06:47
This also shows you how
the projection scope works.
the projection scope works.
149
395132
2389
Esto también muestra cómo funciona
el alcance de la proyección.
el alcance de la proyección.
06:49
You get to see the beam the
way it's projected and bent.
way it's projected and bent.
150
397521
3653
Pueden ver el rayo,
cómo se proyecta y se curva.
cómo se proyecta y se curva.
06:56
Can we get the lights back on again?
151
404199
2940
¿Podemos encender las luces de nuevo?
06:59
So I'm quickly going to show you,
152
407139
1787
Rápidamente les mostraré,
07:00
since I'm running out of time,
153
408926
2049
porque me estoy quedando sin tiempo,
07:02
in terms of how much it costs for us to manufacture,
154
410975
2426
lo que nos cuesta fabricarlo.
07:05
the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,
155
413401
3080
La idea principal era la
fabricación de rollo a rollo,
fabricación de rollo a rollo,
07:08
so we built this out of 50 cents of parts and costs.
156
416481
3122
así construimos este a 50 centavos
de partes y costos.
de partes y costos.
07:11
(Applause)
157
419603
2859
(Aplausos)
07:14
And what this allows us to do
158
422462
2095
Y esto nos permite
07:16
is to think about a new paradigm in microscopy,
159
424557
2336
pensar en un nuevo
paradigma en microscopía,
paradigma en microscopía,
07:18
which we call use-and-throw microscopy.
160
426893
2017
que llamamos microscopía de usar y tirar.
07:20
I'm going to give you a quick snapshot
161
428910
2089
Les daré un panorama general
07:22
of some of the parts that go in.
162
430999
1763
de algunas de las partes involucradas.
07:24
Here is a sheet of paper.
163
432762
1459
Esta es una hoja de papel.
07:26
This is when we were thinking about the idea.
164
434221
2089
Aquí estábamos pensando la idea.
07:28
This is an A4 sheet of paper.
165
436310
1355
Esta es una hoja de papel A4.
07:29
These are the three stages that you actually see.
166
437665
1981
Estas son las 3 etapas que ven.
07:31
And the optical components, if you
look at the inset up on the right,
look at the inset up on the right,
167
439646
3430
Y los componentes ópticos, si miran
el recuadro arriba a la derecha,
el recuadro arriba a la derecha,
07:35
we had to figure out a way to manufacture lenses
168
443076
2427
teníamos que encontrar
una manera de fabricar lentes
una manera de fabricar lentes
07:37
in paper itself at really high throughputs,
169
445503
2312
en papel para muy altas producciones,
07:39
so it uses a process of self-assembly
170
447815
1859
por eso usa un proceso de autoensamblado
07:41
and surface tension
171
449674
1112
y tensión superficial
07:42
to build achromatic lenses in the paper itself.
172
450786
3536
para construir lentes acromáticas
en el propio papel.
en el propio papel.
07:46
So that's where the lenses go.
173
454322
1445
Ahí van las lentes.
07:47
There are some light sources.
174
455767
1612
Hay algunas fuentes de luz.
07:49
And essentially, in the end,
175
457379
1385
Y, esencialmente, a la postre,
07:50
all the parts line up because of origami,
176
458764
3178
todas las piezas se alinean
gracias al origami,
gracias al origami,
07:53
because of the fact that origami allows us
177
461942
3271
gracias a que el
origami nos permite
origami nos permite
07:57
micron-scale precision of optical alignment.
178
465213
2980
una precisión a escala micrométrica
de la alineación óptica.
de la alineación óptica.
08:00
So even though this looks like a simple toy,
179
468193
2629
A pesar de parecer un juguete sencillo,
08:02
the aspects of engineering that go in
180
470822
1914
los aspectos de ingeniería que contiene
08:04
something like this are fairly sophisticated.
181
472736
2686
algo como esto son bastante sofisticados.
08:07
So here is another obvious thing that we would do,
182
475422
3235
Aquí vemos otra cosa obvia que hicimos
08:10
typically, if I was going to show
183
478657
1593
típicamente para demostrar
08:12
that these microscopes are robust,
184
480250
1505
que estos microscopios son robustos,
08:13
is go to the third floor and
drop it from the floor itself.
drop it from the floor itself.
185
481755
3838
fuimos al tercer piso
y lo dejamos caer al suelo.
y lo dejamos caer al suelo.
08:17
There it is, and it survives.
186
485593
3323
Ahí está, y sobrevive.
08:20
So for us, the next step actually
187
488916
2177
Para nosotros, el siguiente
paso en realidad
paso en realidad
08:23
is really finishing our field trials.
188
491093
1839
es terminar las pruebas de campo.
08:24
We are starting at the end of the summer.
189
492932
2105
Estamos empezando a finales del verano.
08:27
We are at a stage where we'll be
making thousands of microscopes.
making thousands of microscopes.
190
495037
2927
Estamos en una etapa en la que
haremos miles de microscopios.
haremos miles de microscopios.
08:29
That would be the first time where we would be
191
497964
2144
Esa sería la primera vez
que estaríamos
que estaríamos
08:32
doing field trials with the highest density
192
500108
2085
haciendo pruebas de campo
con la mayor densidad
con la mayor densidad
08:34
of microscopes ever at a given place.
193
502193
2555
de microscopios en un lugar dado.
08:36
We've started collecting data for malaria,
194
504748
2080
Hemos empezado la recolección
de datos para la malaria,
de datos para la malaria,
08:38
Chagas disease and giardia from patients themselves.
195
506828
3796
la enfermedad de Chagas y la giardia
de los propios pacientes.
de los propios pacientes.
08:42
And I want to leave you with this picture.
196
510624
2094
Y quiero dejarles esta imagen.
08:44
I had not anticipated this before,
197
512718
1925
Yo no lo había previsto,
08:46
but a really interesting link
198
514643
1687
pero es un vínculo muy interesante
08:48
between hands-on science education
199
516330
1895
entre la educación práctica en ciencias
08:50
and global health.
200
518225
1258
y la salud mundial.
08:51
What are the tools that we're actually providing
201
519483
2926
¿Cuáles son las herramientas
que les estamos dando
que les estamos dando
08:54
the kids who are going to fight
202
522409
2180
a los niños que van a combatir
08:56
this monster soup for tomorrow?
203
524589
1918
esta sopa monstruosa mañana?
08:58
I would love for them to be able to just print out
204
526507
2358
Me encantaría que ellos
pudieran imprimir
pudieran imprimir
09:00
a Foldscope and carry them around in their pockets.
205
528865
2129
un pliegoscopio
y llevárselo en sus bolsillos.
y llevárselo en sus bolsillos.
09:02
Thank you.
206
530994
2906
Gracias.
09:05
(Applause)
207
533900
4443
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Manu Prakash - Physicist, inventorTED Fellow Manu Prakash is on a mission to bring radical new technology to global health.
Why you should listen
An assistant professor of bioengineering at Stanford University, Manu Prakash is a physicist working at the molecular scale to try and understand no less than how the world really works. As he told BusinessWeek in 2010, he is humbled and inspired by nature’s own solutions to the world's biggest problems. "I build and design tools to uncover how and why biological systems so often outsmart us. I believe one day we will be able to understand the physical design principles of life on Earth, leading to a new way to look at the world we live in."
Born in Meerut, India, Prakash earned a BTech in computer science and engineering from the Indian Institute of Technology in Kanpur before moving to the United States. He did his master’s and PhD in applied physics at MIT before founding the Prakash Lab at Stanford.
Prakash's ultra-low-cost, "print-and-fold" paper microscope won a $100,000 grant from the Gates Foundaton in 2012.
Manu Prakash | Speaker | TED.com