TEDxBoston 2009
George Whitesides: A lab the size of a postage stamp
Джордж Уайтсайд: Лаборатория размером с почтовую марку.
Filmed:
Readability: 3.2
544,696 views
Обычные лабораторные тесты для диагностики болезней могут оказаться слишком дороги и трудноосуществимы в тех регионах, где они более всего нужны. Остроумное решение, представленное на TEDxBoston Джорджом Уайтсайдом – простейший в употреблении инструмент с практически нулевыми затратами на производство.
George Whitesides - Chemist
In his legendary career in chemistry, George Whitesides has been a pioneer in microfabrication and nanoscale self-assembly. Now, he's fabbing a diagnostic lab on a chip. Full bio
In his legendary career in chemistry, George Whitesides has been a pioneer in microfabrication and nanoscale self-assembly. Now, he's fabbing a diagnostic lab on a chip. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
The problem that I want to talk with you about
0
0
3000
Проблема, о которой я буду говорить,
00:18
is really the problem of:
1
3000
2000
состоит вот в чём. Как можно
00:20
How does one supply healthcare
2
5000
4000
предоставлять медицинскую помощь,
00:24
in a world in which cost is everything?
3
9000
4000
когда стоимость – это всё?
00:28
How do you do that?
4
13000
2000
Как работать в этих условиях?
00:30
And the basic paradigm we want to suggest to you,
5
15000
2000
Основная модель, которую я хочу
00:32
I want to suggest to you, is
6
17000
2000
предложить, состоит в том, что,
00:34
one in which you say that in order to
7
19000
2000
перед тем как лечить, надо сначала узнать,
00:36
treat disease you have to first know what you're treating --
8
21000
4000
с какой болезнью имеем дело –
00:40
that's diagnostics -- and then you have to do something.
9
25000
2000
т.е. диагностировать – а потом начинать лечение.
00:42
So, the program that we're involved in is something which we call
10
27000
3000
Проводимая нами программа называется диагностика для всех,
00:45
Diagnostics for All, or zero-cost diagnostics.
11
30000
4000
или диагностика с нулевыми затратами.
00:49
How do you provide medically relevant information
12
34000
3000
Как получить нужную медицинскую информацию при затратах
00:52
at as close as possible to zero cost? How do you do it?
13
37000
4000
как можно ближе к нулю? Как?
00:56
Let me just give you two examples.
14
41000
2000
Приведу два примера.
00:58
The rigors of military medicine
15
43000
4000
Тяжёлые условия военной медицины
01:02
are not so dissimilar from the third world --
16
47000
2000
сродни положению в третьем мире:
01:04
poor resources, a rigorous environment,
17
49000
3000
скудость ресурсов, суровое окружение,
01:07
a series of problems in lightweight, and things of this kind --
18
52000
4000
ряд проблем с потерей веса и прочее.
01:11
and also not so different from the home healthcare
19
56000
3000
И не сильно отличается от ухода за больным
01:14
and diagnostic system world.
20
59000
3000
и диагностики в домашних условиях.
01:17
So, the technology that I want to talk about
21
62000
3000
Технология, о которой я буду говорить,
01:20
is for the third world, for the developing world,
22
65000
3000
предназначена для третьего мира, для развивающихся стран,
01:23
but it has, I think, much broader application,
23
68000
2000
но я думаю, что она имеет и более широкое применение
01:25
because information is so important in the healthcare system.
24
70000
5000
ввиду важности информации в системе здравоохранения.
01:30
So, you see two examples here.
25
75000
2000
Перед вами два примера.
01:32
One is a lab that is actually a fairly high-end laboratory in Africa.
26
77000
5000
Первый: довольно продвинутая лаборатория в Африке.
01:37
The second is basically an entrepreneur
27
82000
2000
Второй: предприниматель,
01:39
who is set up and doing who-knows-what in a table in a market.
28
84000
4000
устроившийся у стола на рынке и делающий неизвестно что.
01:43
I don't know what kind of healthcare is delivered there.
29
88000
3000
Не знаю, что за медпомощь оказывается в данном случае,
01:46
But it's not really what is probably most efficient.
30
91000
5000
но она, по-видимому, не самая эффективная.
01:51
What is our approach?
31
96000
3000
Какой подход у нас?
01:54
And the way in which one typically approaches
32
99000
3000
Типичный подход к проблеме
01:57
a problem of lowering cost,
33
102000
3000
снижения затрат состоит,
02:00
starting from the perspective of the United States,
34
105000
3000
если говорить о США, в том,
02:03
is to take our solution,
35
108000
2000
чтобы взять имеющееся решение
02:05
and then to try to cut cost out of it.
36
110000
2000
и попытаться снизить его стоимость.
02:07
No matter how you do that,
37
112000
2000
Каким бы способом это ни делать,
02:09
you're not going to start with a 100,000-dollar instrument
38
114000
2000
невозможно 100-тысячный метод
02:11
and bring it down to no-cost. It isn't going to work.
39
116000
3000
довести до нуля. Не получится.
02:14
So, the approach that we took was the other way around.
40
119000
3000
Мы подошли к проблеме с противоположной стороны, задавшись вопросом:
02:17
To ask, "What is the cheapest possible stuff
41
122000
2000
«Из какого самого дешёвого материала
02:19
that you could make a diagnostic system out of,
42
124000
3000
можно создать диагностическую систему,
02:22
and get useful information,
43
127000
2000
для получения полезной информации
02:24
add function?" And what we've chosen is paper.
44
129000
3000
и полноценной работы.» Мы выбрали бумагу.
02:27
What you see here is a prototypic device.
45
132000
3000
Здесь вы видите прототип устройства.
02:30
It's about a centimeter on the side.
46
135000
2000
Размер стороны – около 1 сантиметра,
02:32
It's about the size of a fingernail.
47
137000
2000
примерно размер ногтя.
02:34
The lines around the edges are
48
139000
2000
А линии по сторонам –
02:36
a polymer.
49
141000
2000
полимер. Сделано из бумаги,
02:38
It's made of paper and paper, of course, wicks fluid,
50
143000
4000
а бумага, как вы знаете, впитывает влагу.
02:42
as you know, paper, cloth -- drop wine on the tablecloth,
51
147000
4000
Бумага, материя, … Вино, разлитое на скатерть,
02:46
and the wine wicks all over everything.
52
151000
3000
проникает повсюду.
02:49
Put it on your shirt, it ruins the shirt.
53
154000
2000
Попади оно на рубашку — рубашка испорчена.
02:51
That's what a hydrophilic surface does.
54
156000
3000
Таков эффект влагопоглощающей поверхности.
02:54
So, in this device the idea is that you drip
55
159000
2000
Идея этого устройства состоит в том,
02:56
the bottom end of it in a drop of,
56
161000
2000
что кончик обмакивается,
02:58
in this case, urine.
57
163000
2000
в данном случае, в моче,
03:00
The fluid wicks its way into those chambers at the top.
58
165000
4000
и жидкость постепенно пропитывается в верхние отделения.
03:04
The brown color indicates the amount of glucose in the urine,
59
169000
4000
Коричневый цвет указывает на количество глюкозы в моче.
03:08
the blue color indicates the amount of protein in the urine.
60
173000
3000
Синий – на количество белка в моче.
03:11
And the combination of those two
61
176000
2000
А их комбинация –
03:13
is a first order shot at a number of
62
178000
2000
это первоклассная информация
03:15
useful things that you want.
63
180000
3000
для вывода целого ряда необходимых данных.
03:18
So, this is an example of a device made from a simple piece of paper.
64
183000
3000
Это пример устройства, сделанного из простой бумаги.
03:21
Now, how simple can you make the production?
65
186000
3000
Посмотрим насколько просто его производство.
03:24
Why do we choose paper?
66
189000
2000
Почему мы выбрали бумагу?
03:26
There's an example of the same thing on a finger,
67
191000
3000
Вот та же вещь на пальце,
03:29
showing you basically what it looks like.
68
194000
2000
чтобы показать, как она выглядит.
03:31
One reason for using paper is that it's everywhere.
69
196000
3000
Один из доводов в пользу выбора бумаги в том, что она повсюду в наличии.
03:34
We have made these kinds of devices using
70
199000
2000
Мы производили наши устройства
03:36
napkins and toilet paper
71
201000
3000
из салфеток и туалетной бумаги,
03:39
and wraps, and all kinds of stuff.
72
204000
2000
из обёрточной бумаги и подобных материалов.
03:41
So, the production capability is there.
73
206000
3000
Так что, производственные возможности налицо.
03:44
The second is, you can put lots and lots
74
209000
2000
Второе. Можно поместить массу
03:46
of tests in a very small place.
75
211000
2000
тестов на очень малом пространстве.
03:48
I'll show you in a moment that the stack of paper there
76
213000
2000
Немного погодя я вам покажу, что
03:50
would probably hold something like
77
215000
2000
из одной пачки бумаги можно
03:52
100,000 tests, something of that kind.
78
217000
3000
получить порядка 100 тысяч тестов.
03:55
And then finally, a point that you don't think of so much
79
220000
3000
И наконец, аспект, который в развитых странах
03:58
in developed world medicine:
80
223000
3000
не сразу приходит в голову –
04:01
it eliminates sharps.
81
226000
2000
наш метод устраняет уколы.
04:03
And what sharps means is needles, things that stick.
82
228000
3000
Укол означает наличие игл, колющих устройств.
04:06
If you've taken a sample of someone's blood
83
231000
2000
Если у больного гепатитом С взяли
04:08
and the someone might have hepatitis C,
84
233000
3000
кровь на анализ, вам не захочется
04:11
you don't want to make a mistake and stick it in you.
85
236000
2000
той же иглой по ошибке уколоться самому.
04:13
It just -- you don't want to do that.
86
238000
2000
Этого вам совсем бы не хотелось.
04:15
So, how do you dispose of that? It's a problem everywhere.
87
240000
2000
И что делать? Эта проблема повсюду.
04:17
And here you simply burn it.
88
242000
2000
Здесь мы просто сжигаем бумагу.
04:19
So, it's a sort of a practical approach
89
244000
2000
Вот практический подход
04:21
to starting on things.
90
246000
3000
для начала.
04:24
Now, you say, "If paper is a good idea,
91
249000
3000
Вы можете сказать: если идея с бумагой хорошая,
04:27
other people have surely thought of it."
92
252000
2000
то, наверняка, до этого уже кто-то додумался.
04:29
And the answer is, of course, yes.
93
254000
3000
Ответ: правильно, так оно и есть.
04:32
Those half of you, roughly,
94
257000
2000
Те из присутствующих,
04:34
who are women,
95
259000
2000
кто относится к женской половине,
04:36
at some point may have had a pregnancy test.
96
261000
2000
возможно, когда-то проходили тест на беременность.
04:38
And the most common of these
97
263000
3000
Тут наиболее распространённым
04:41
is in a device that looks like the thing on the left.
98
266000
3000
является прибор, показанный на слайде слева.
04:44
It's something called a lateral flow immunoassay.
99
269000
2000
Называется иммунноанализ растекающейся жидкости.
04:46
In that particular test,
100
271000
2000
В данном конкретном тесте,
04:48
urine either, containing
101
273000
2000
моча, содержащая или не содержащая
04:50
a hormone called HCG, does or does not
102
275000
3000
т.н. гормон HCG,
04:53
flow across a piece of paper.
103
278000
2000
пропитывается через бумагу.
04:55
And there are two bars. One bar indicates that the test is working,
104
280000
4000
Имеется две полоски. Одна показывает, что всё функционирует.
04:59
and if the second bar shows up, you're pregnant.
105
284000
3000
А вторая указывает, что вы беременны.
05:02
This is a terrific kind of test in a binary world,
106
287000
3000
Это прекрасно в случае бинарных решений.
05:05
and the nice thing about pregnancy
107
290000
2000
По поводу беременности хорошо известно,
05:07
is either you are pregnant or you're not pregnant.
108
292000
2000
что либо вы беременны, либо - нет.
05:09
You're not partially pregnant or thinking about being pregnant
109
294000
2000
Беременность не бывает частичной или мнимой.
05:11
or something of that sort.
110
296000
2000
Ничего такого не бывает. Так что,
05:13
So, it works very well there,
111
298000
2000
для этого случая тест прекрасно работает.
05:15
but it doesn't work very well when you need more quantitative information.
112
300000
3000
Но это не так, если необходимая информация – количественного характера
05:18
There are also dipsticks,
113
303000
2000
Ещё имеются тест-полоски.
05:20
but if you look at the dipsticks, they're for
114
305000
2000
Они, вообще-то, для иного типа
05:22
another kind of urine analysis.
115
307000
2000
анализа мочи.
05:24
There are an awful lot of colors and things like that.
116
309000
3000
Они бывают самых разных цветов и т.п.
05:27
What do you actually do about that in a difficult circumstance?
117
312000
3000
Что же делать в сложных обстоятельствах?
05:30
So, the approach that we started with is to ask:
118
315000
5000
Наш подход состоит в том, что мы сначала спрашиваем,
05:35
Is it really practical to make things of this sort?
119
320000
4000
насколько практично делать такие вещи?
05:39
And that problem is now, in a purely engineering way, solved.
120
324000
4000
Эта проблема, с чисто инженерной точки зрения, уже решена.
05:43
And the procedure that we have is simply to start with paper.
121
328000
4000
Процедура состоит в том, что просто берётся бумага и прогоняется
05:47
You run it through a new kind of printer called a wax printer.
122
332000
3000
через новый вид принтера, т.н. восковый принтер.
05:50
The wax printer does what looks like printing.
123
335000
3000
Он делает нечто типа печати.
05:53
It is printing. You put that on, you warm it a little bit,
124
338000
3000
Он печатает. Включаешь, немного подогреваешь,
05:56
the wax prints through so it absorbs into the paper,
125
341000
3000
воск пропечатывается так, что бумага его абсорбирует.
05:59
and you end up with the device that you want.
126
344000
2000
Вот вы и получили желаемое устройство.
06:01
The printers cost 800 bucks now.
127
346000
4000
Такие принтеры сейчас стоят 800 долларов.
06:05
They'll make, we estimate that if you were to run them 24 hours a day
128
350000
3000
Если запустить такой круглосуточно, то за год
06:08
they'd make about 10 million tests a year.
129
353000
3000
можно произвести 10 миллионов тестов.
06:11
So, it's a solved problem, that particular problem is solved.
130
356000
3000
Эта конкретная проблема решена.
06:14
And there is an example of the kind of thing that you see.
131
359000
2000
Вот пример, как это выглядит.
06:16
That's on a piece of 8 by 12 paper.
132
361000
3000
Бумага стандартного размера A4,
06:19
That takes about two seconds to make.
133
364000
2000
печатается за 2 секунды.
06:21
And so I regard that as done.
134
366000
2000
Я считаю, что это для нас не проблема.
06:23
There is a very important issue here,
135
368000
2000
Тут есть важный момент:
06:25
which is that because it's a printer,
136
370000
3000
принтер цветной, значит можно печатать в цвете
06:28
a color printer, it prints colors. That's what color printers do.
137
373000
3000
– ведь именно это и делает цветной принтер.
06:31
I'll show you in a moment, that's actually quite useful.
138
376000
4000
Попозже я вам покажу, насколько это полезно.
06:35
Now, the next question that you would like to ask
139
380000
3000
Следующий вопрос, которым мы задаёмся:
06:38
is: What would you like to measure? What would you like to analyze?
140
383000
3000
а что измерять, что анализировать?
06:41
And the thing which you'd most like to analyze,
141
386000
3000
Больше всего необходимо анализировать то,
06:44
we're a fair distance from.
142
389000
2000
до чего нам ещё далеко: т.н.
06:46
It's what's called "fever of undiagnosed origin."
143
391000
4000
«Температура неустановленного происхождения»
06:50
Someone comes into the clinic,
144
395000
2000
Человек приходит в клинику,
06:52
they have a fever, they feel bad. What do they have?
145
397000
2000
у него температура, он чувствует себя плохо. Что с ним?
06:54
Do they have T.B.? Do they have AIDS?
146
399000
2000
Туберкулёз? СПИД?
06:56
Do they have a common cold?
147
401000
2000
Обычная простуда?
06:58
The triage problem. That's a hard problem
148
403000
2000
Установить срочность помощи и её очерёдность
07:00
for reasons that I won't go through.
149
405000
2000
очень трудно ввиду причин, о которых я здесь не говорю,
07:02
There are an awful lot of things that you'd like to distinguish among.
150
407000
3000
и тут надо определяться среди огромного разнообразия.
07:05
But then there are a series of things:
151
410000
2000
Далее, надо определиться среди целого спектра:
07:07
AIDS, hepatitis, malaria,
152
412000
2000
СПИД, гепатит, малярия,
07:09
TB, others
153
414000
2000
туберкулёз, и другое.
07:11
and simpler ones, such as guidance of treatment.
154
416000
4000
Проблема попроще: выработка правильного хода лечения.
07:15
Now even that's more complicated than you think.
155
420000
3000
Но даже это сложнее, чем вы думаете.
07:18
A friend of mine works in transcultural psychiatry,
156
423000
4000
Один мой знакомый занимается психиатрией культурных различий.
07:22
and he is interested in the question of
157
427000
2000
Он заинтересовался вопросом, почему люди
07:24
why people do and don't take their meds.
158
429000
3000
принимают или не принимают прописанные лекарства.
07:27
So, Dapsone, or something like that,
159
432000
2000
Скажем, Dapsone и другие медикаменты, которые
07:29
you have to take it for a while.
160
434000
2000
необходимо принимать регулярно.
07:31
He has a wonderful story of talking to a villager in India
161
436000
3000
Он рассказывает о разговоре с сельским жителем в Индии.
07:34
and saying, "Have you taken your Dapsone?" "Yes."
162
439000
2000
«Вы принимали Dapsone?» «Да.»
07:36
"Have you taken it every day?" "Yes."
163
441000
3000
«Каждый день?» «Да.»
07:39
"Have you taken if for a month?" "Yes."
164
444000
2000
«В течение месяца?» «Да.»
07:41
What the guy actually meant
165
446000
2000
Сельчанин на самом деле имел в виду, что
07:43
was that he'd fed a 30-day dose of Dapsone
166
448000
2000
30-дневную дозу Dapsone он сегодня утром
07:45
to his dog, that morning.
167
450000
2000
скормил своей собаке.»
07:47
(Laughter)
168
452000
1000
(Смех)
07:48
He was telling the truth. Because
169
453000
2000
Он говорил правду, потому что
07:50
in a different culture,
170
455000
2000
в другой культуре
07:52
the dog is a surrogate for you,
171
457000
2000
собака может вполне заменять хозяина
07:54
you know, "today," "this month," "since the rainy season" --
172
459000
3000
а когда он сказал «сегодня», или «месяц» или «сезон дождей»…
07:57
there are lots of opportunities for misunderstanding,
173
462000
3000
есть масса путей для ошибочного толкования.
08:00
and so an issue here is to,
174
465000
2000
И проблема в том,
08:02
in some cases, to figure out
175
467000
2000
что тут возникают вопросы,
08:04
how to deal with matters that seem uninteresting,
176
469000
3000
которые кажутся неинтересными, например,
08:07
like compliance.
177
472000
3000
строгое следование предписаниям врача.
08:10
Now, take a look at what a typical test looks like.
178
475000
4000
Посмотрим, как выглядит типичный тест.
08:14
Prick a finger, you get some blood,
179
479000
2000
После укола в палец, получаем кровь,
08:16
about 50 microliters.
180
481000
2000
примерно 50 микролитров.
08:18
That's about all you're going to get,
181
483000
2000
Это почти всё, что удастся получить,
08:20
because you can't use the usual sort of systems.
182
485000
4000
потому что обычные системы применить невозможно.
08:24
You can't manipulate it very well,
183
489000
2000
Это не так уж легко обрабатывать,
08:26
although I'll show something about that in a moment.
184
491000
2000
хотя я кое-что по этому поводу вскоре скажу.
08:28
So, you take the drop of blood, no further manipulations,
185
493000
3000
Итак, капля крови, никакой обработки.
08:31
you put it on a little device,
186
496000
2000
Помещаем её в маленькое устройство.
08:33
the device filters out the blood cells, lets the serum go through,
187
498000
4000
Устройство отфильтровывает кровяные тельца, пропуская сыворотку,
08:37
and you get a series of colors
188
502000
2000
и выдаёт ряд цветных индикаторов
08:39
down in the bottom there.
189
504000
2000
здесь, внизу.
08:41
And the colors indicate "disease" or "normal."
190
506000
4000
Цвета указывает на болезни или норму.
08:45
But even that's complicated,
191
510000
2000
Но и это слишком сложно.
08:47
because to you, to me, colors might indicate "normal,"
192
512000
4000
Потому что для вас и для меня цветные индикаторы – норма,
08:51
but, after all, we're all suffering from
193
516000
2000
но дело в том, что мы все страдаем
08:53
probably an excess of education.
194
518000
3000
избытком общего образования.
08:56
What you do about something which requires
195
521000
2000
Как же поступить в случаях, требующих
08:58
quantitative analysis?
196
523000
2000
количественного анализа?
09:00
And so the solution that we and many other people
197
525000
3000
Решение, над которым вместе с нами работают
09:03
are thinking about there,
198
528000
2000
и многие другие, в том, что
09:05
and at this point there is a dramatic flourish,
199
530000
2000
в настоящий момент идёт бурный расцвет,
09:07
and out comes the universal solution to everything these days,
200
532000
3000
и в сегодняшнем мире появляется универсальное решение для всех и вся:
09:10
which is a cell phone. In this particular case, a camera phone.
201
535000
3000
сотовые телефоны. В данном, случае это – телефоны с фотоаппаратом внутри.
09:13
They're everywhere, six billion a month in India.
202
538000
5000
Они есть всюду, в Индии их продаётся 6 миллионов в месяц
09:18
And the idea is that what one does,
203
543000
3000
Идея состоит в следующем.
09:21
is to take the device,
204
546000
2000
Берём устройство.
09:23
you dip it, you develop the color,
205
548000
3000
Макаем. Появляется окраска.
09:26
you take a picture, the picture goes to a central laboratory.
206
551000
3000
Делаем снимок. Отправляем в центральную лабораторию.
09:29
You don't have to send out a doctor,
207
554000
2000
Врач не нужен: достаточно
09:31
you send out somebody who can just take the sample,
208
556000
3000
уметь взять мочу на анализ.
09:34
and in the clinic either a doctor, or ideally a computer
209
559000
3000
А анализ в клинике делает либо врач, либо, в идеале,
09:37
in this case, does the analysis.
210
562000
2000
компьютер, как в этом случае.
09:39
Turns out to work actually quite well, particularly when your
211
564000
2000
Такая система весьма эффективна, в особенности если
09:41
color printer has printed the color bars
212
566000
2000
на принтере распечатаны цветные полоски
09:43
that indicate how things work.
213
568000
2000
с разъяснениями индикаторов.
09:45
So, my view of the health care worker of the future
214
570000
3000
Моё представление о работнике здравоохранения будущего:
09:48
is not a doctor,
215
573000
2000
это не врач, а 18-летний безработный,
09:50
but is an 18-year-old, otherwise unemployed,
216
575000
3000
носит с собой две вещи: рюкзак на спине
09:53
who has two things: He has a backpack full of these tests,
217
578000
2000
с тестами и со скальпелем,
09:55
and a lancet to occasionally take a blood sample,
218
580000
3000
чтобы, если надо, взять на анализ кровь
09:58
and an AK-47.
219
583000
2000
и автомат Калашникова.
10:00
And these are the things that get him through his day.
220
585000
5000
Этим он и перебивается со дня на день.
10:05
There's another very interesting connection here,
221
590000
2000
Тут есть одна интересная побочная проблема.
10:07
and that is that what one wants to do
222
592000
2000
Фактически, бывает необходимо
10:09
is to pass through useful information
223
594000
3000
передавать важную информацию
10:12
over what is generally a pretty awful telephone system.
224
597000
4000
посредством ненадёжной телефонной связи.
10:16
It turns out there's an enormous amount of information
225
601000
3000
Оказывается, по этому предмету имеется огромное количество материала,
10:19
already available on that subject, which is the Mars rover problem.
226
604000
3000
это – т.н. проблема вездехода на Марсе:
10:22
How do you get back an accurate view of the color on Mars
227
607000
4000
как получить точную картину расцветки Марса,
10:26
if you have a really terrible bandwidth to do it with?
228
611000
4000
если передатчик имеет ужасную полосу пропускания частот?
10:30
And the answer is not complicated
229
615000
2000
Ответ несложный,
10:32
but it's one which I don't want to go through here,
230
617000
2000
но, вместо того, чтобы пускаться в подробности,
10:34
other than to say that the communication systems
231
619000
3000
просто скажу, что имеются хорошо отработанные
10:37
for doing this are really pretty well understood.
232
622000
2000
системы связи, решающие эту задачу.
10:39
Also, a fact which you may not know
233
624000
3000
И ещё один, возможно, малоизвестный факт:
10:42
is that the compute capability of this thing
234
627000
3000
вычислительные способности этой штуки
10:45
is not so different from the compute capability
235
630000
2000
не сильно отличаются от вычислительных способностей
10:47
of your desktop computer.
236
632000
2000
персонального компьютера.
10:49
This is a fantastic device which is only beginning to be tapped.
237
634000
3000
Это – потрясающий прибор, который мы только начинаем осваивать.
10:52
I don't know whether the idea of one computer, one child
238
637000
4000
Я не знаю, насколько разумна идея «каждому ребёнку по компьютеру».
10:56
makes any sense. Here's the computer of the future,
239
641000
3000
Компьютер будущего – вот он!
10:59
because this screen is already there and they're ubiquitous.
240
644000
5000
Он оснащён экраном, он есть повсюду.
11:04
All right now let me show you just a little bit about advanced devices.
241
649000
2000
Давайте теперь я немного расскажу про более продвинутые устройства.
11:06
And we'll start by posing a little problem.
242
651000
3000
Начнём с постановки небольшого вопроса.
11:09
What you see here is another centimeter-sized device,
243
654000
3000
Перед вами – ещё одно устройство размером в 1 сантиметр.
11:12
and the different colors are different colors of dye.
244
657000
4000
Разные цвета – это красители.
11:16
And you notice something which might strike you as
245
661000
2000
И вы можете заметить
11:18
a little bit interesting,
246
663000
2000
довольно интересный момент –
11:20
which is the yellow seems to disappear,
247
665000
3000
жёлтый вроде бы исчезает,
11:23
get through the blue, and then get through the red.
248
668000
3000
проходит сквозь синий, затем сквозь зелёный.
11:26
How does that happen? How do you make something flow through something?
249
671000
3000
Как это происходит? Как можно заставить одно течь сквозь другое?
11:29
And, of course the answer is, "You don't."
250
674000
2000
Ответ, конечно же: «Никак».
11:31
You make it flow under and over.
251
676000
2000
Надо пустить поток либо снизу либо сверху.
11:33
But now the question is: How do you make it flow
252
678000
2000
Но тогда вопрос в том, как пустить потоки
11:35
under and over in a piece of paper?
253
680000
3000
под или над друг другом на бумаге?
11:38
The answer is that what you do,
254
683000
3000
Ответ состоит в том, что
11:41
and the details are not terribly important here,
255
686000
3000
– детали тут не очень-то важны –
11:44
is to make something more elaborate:
256
689000
2000
надо разработать нечто более совершенное:
11:46
You take several different layers of paper,
257
691000
2000
берётся несколько слоёв бумаги,
11:48
each one containing its own little fluid system,
258
693000
3000
на каждом своя маленькая система потоков,
11:51
and you separate them by pieces of,
259
696000
2000
они изолируются кусочками,
11:53
literally, double-sided carpet tape,
260
698000
3000
двусторонней клейкой ленты,
11:56
the stuff you use to stick the carpets onto the floor.
261
701000
3000
той самой, что используется для приклеивания ковра к полу.
11:59
And the fluid will flow from one layer into the next.
262
704000
3000
Жидкость потечёт с одного слоя на следующий,
12:02
It distributes itself, flows through further holes,
263
707000
3000
распространится, проходя сквозь отверстия
12:05
distributes itself.
264
710000
2000
и рассредоточится.
12:07
And what you see, at the lower right-hand side there,
265
712000
3000
Здесь в правом нижнем углу вы видите
12:10
is a sample in which a single sample
266
715000
2000
образец того, что происходит если
12:12
of blood has been put on the top,
267
717000
3000
взятая на анализ кровь попала наверх.
12:15
and it has gone through and distributed itself
268
720000
3000
Она проникает насквозь и перераспределяется внутри бумаги
12:18
into these 16 holes on the bottom,
269
723000
3000
по этим 16 отверстиям внизу,
12:21
in a piece of paper -- basically it looks like a chip,
270
726000
2000
и это выглядит как [компьютерный] чип
12:23
two pieces of paper thick.
271
728000
3000
толщиной в два листа бумаги.
12:26
And in this particular case we were just interested in
272
731000
2000
В данном конкретном случае нас интересовала
12:28
the replicability of that.
273
733000
2000
только возможность воспроизведения результата.
12:30
But that is, in principle, the way you solve
274
735000
2000
Но на том же принципе строится
12:32
the "fever of unexplained origin" problem,
275
737000
2000
решение проблемы «Температуры
12:34
because each one of those spots then becomes
276
739000
2000
неустановленного происхождения»,
12:36
a test for a particular set of markers
277
741000
3000
при этом каждая отметка становится тестом
12:39
of disease,
278
744000
2000
на конкретный индикатор болезни.
12:41
and this will work in due course.
279
746000
2000
Это со временем будет эффективно работать.
12:43
Here is an example of a slightly more complicated device.
280
748000
3000
Вот пример несколько более сложного устройства.
12:46
There's the chip.
281
751000
2000
Вот – чип,
12:48
You dip in a corner. The fluid goes into the center.
282
753000
2000
он обмакивается краешком, жидкость проникает в центр,
12:50
It distributes itself out into these various
283
755000
3000
распределяется по разным канальцам
12:53
wells or holes, and turns color,
284
758000
2000
и отверстиям и окрашивается в разные цвета.
12:55
and all done with paper and carpet tape.
285
760000
3000
Всё делается из бумаги и клейкой ленты.
12:58
So, I think it's as low-cost
286
763000
2000
Думаю, что тут затраты настолько низки,
13:00
as we're likely to be able to come up and make things.
287
765000
4000
насколько вообще это возможно для производства.
13:04
Now, I have one last, two last little stories
288
769000
3000
У меня напоследок одна, нет две
13:07
to tell you, in finishing off this business.
289
772000
3000
небольшие истории. Вот первая.
13:10
This is one: One of the things that one does occasionally
290
775000
3000
Время от времени бывает необходимо
13:13
need to do is to separate blood cells from serum.
291
778000
3000
отделять кровяные тельца от сыворотки.
13:16
And the question was,
292
781000
3000
Вопрос вот в чём.
13:19
here we do it by taking a sample,
293
784000
2000
Здесь мы берём анализ крови,
13:21
we put it in a centrifuge,
294
786000
3000
помещаем в центрифугу, она вращается и
13:24
we spin it, and you get blood cells out. Terrific.
295
789000
4000
кровяные тельца отделяются. Потрясающе.
13:28
What happens if you don't have an electricity,
296
793000
2000
А что делать, если нет электричества,
13:30
and a centrifuge, and whatever?
297
795000
2000
нет центрифуги и всего прочего?
13:32
And we thought for a while of how you might do this
298
797000
3000
Мы обдумывали выход их такого положения.
13:35
and the way, in fact, you do it is what's shown here.
299
800000
2000
И вот что у нас получилось.
13:37
You get an eggbeater,
300
802000
2000
Берётся миксер – миксеры есть всюду.
13:39
which is everywhere, and you saw off a blade,
301
804000
3000
Отпиливается лопасть,
13:42
and then you take tubing,
302
807000
2000
сюда втыкаются трубочки.
13:44
and you stick it on that. You put the blood in, you spin it --
303
809000
2000
А когда они наполнены кровью, вся штука вращается,
13:46
somebody sits there and spins it.
304
811000
2000
кто-то должен просто взять и вращать.
13:48
It works really, really well.
305
813000
2000
И это очень здорово работает.
13:50
And we sat down, we did the physics of eggbeaters
306
815000
2000
Мы посчитали это вкладом в разработку физических принципов
13:52
and self-aligning tubes and all the rest of that kind of thing,
307
817000
3000
работы миксеров, саморегулирующихся трубок и т.п.
13:55
sent it off to a journal.
308
820000
2000
Мы послали это в научный журнал.
13:57
We were very proud of this, particularly the title,
309
822000
2000
Мы очень гордились, особенно названием:
13:59
which was "Eggbeater as Centrifuge."
310
824000
2000
«Миксер в качестве центрифуги».
14:01
(Laughter)
311
826000
1000
(Смех)
14:02
And we sent it off, and by return mail it came back.
312
827000
3000
Отсылаем, а статья тут же возвращается.
14:05
I called up the editor and I said,
313
830000
2000
Я звоню редактору и спрашиваю:
14:07
"What's going on? How is this possible?"
314
832000
2000
«В чём дело? Что-то не то?»
14:09
The editor said, with enormous disdain,
315
834000
3000
Редактор, с неописуемым снисхождением, отвечает:
14:12
"I read this.
316
837000
2000
«Да, я прочитал вашу вещицу.
14:14
And we're not going to publish it, because we only
317
839000
2000
Это не для нас: мы публикуем
14:16
publish science."
318
841000
2000
только научные статьи.»
14:18
And it's an important issue
319
843000
2000
А это очень важная проблема,
14:20
because it means that we have to,
320
845000
2000
потому что мы, как общество,
14:22
as a society,
321
847000
2000
должны понять, что для нас ценно.
14:24
think about what we value.
322
849000
2000
Если только статьи
14:26
And if it's just papers and phys. rev. letters,
323
851000
2000
и научные обзоры по физике,
14:28
we've got a problem.
324
853000
3000
то это недобрый знак.»
14:31
Here is another example of something which is --
325
856000
3000
Вот другой пример.
14:34
this is a little spectrophotometer.
326
859000
2000
Это – спектрофотометр.
14:36
It measures the absorption of light in a sample
327
861000
3000
Он измеряет поглощение света материалом.
14:39
The neat thing about this is, you have light source that flickers
328
864000
3000
Идея в том, что один источник света
14:42
on and off at about 1,000 hertz,
329
867000
2000
мигает с частотой 1000 герц,
14:44
another light source that detects that light at 1,000 hertz,
330
869000
4000
другой регистрирует свет с частотой 1000 герц,
14:48
and so you can run this system in broad daylight.
331
873000
3000
а потому можно работать при дневном свете.
14:51
It performs about equivalently
332
876000
2000
Его производительность примерно
14:53
to a system that's in the order of
333
878000
3000
та же, что у прибора стоимостью
14:56
100,000 dollars.
334
881000
2000
порядка 100 тысяч долларов.
14:58
It costs 50 dollars. We can probably make it for 50 cents,
335
883000
3000
Этот обходится в 50 долларов. Мы можем снизить, наверное,
15:01
if we put our mind to it.
336
886000
2000
до 50 центов, если хорошенько подумаем.
15:03
Why doesn't somebody do it? And the answer is,
337
888000
2000
Почему никто этого не делает? Ответ:
15:05
"How do you make a profit in a capitalist system, doing that?"
338
890000
4000
«А как с этого можно получить прибыль в капиталистической системе?»
15:09
Interesting problem.
339
894000
3000
Интересная проблема.
15:12
So, let me finish by saying
340
897000
2000
В заключение скажу, что мы подходили
15:14
that we've thought about this as a kind of engineering problem.
341
899000
4000
к проблемам с инженерной точки зрения.
15:18
And we've asked: What is the scientific unifying idea here?
342
903000
6000
А нам захотелось понять, какая тут всеобъемлющая научная идея?
15:24
And we've decided that we should think about this
343
909000
1000
И мы решили, что должны думать о задачах
15:25
not so much in terms of cost,
344
910000
2000
не в терминах стоимости,
15:27
but in terms of simplicity.
345
912000
2000
а в терминах простоты.
15:29
Simplicity is a neat word. And you've got to think about
346
914000
2000
Простота – красивое слово. И надо понимать,
15:31
what simplicity means.
347
916000
2000
что означает простота.
15:33
I know what it is but I don't actually know what it means.
348
918000
4000
Я знаю, что это, но я не знаю, что это означает.
15:37
So, I actually was interested enough in this to put together
349
922000
2000
Я настолько заинтересовался этим, что
15:39
several groups of people.
350
924000
4000
организовал обсуждения с разным составом групп.
15:43
And the most recent involved a couple of people at MIT,
351
928000
3000
На последнем участвовали несколько специалистов из МТИ,
15:46
one of them being an exceptionally bright kid
352
931000
2000
один из которых был просто блестящий парень,
15:48
who is one of the very few people I would think of
353
933000
2000
один из тех немногих, кого
15:50
who's an authentic genius.
354
935000
2000
я бы назвал настоящим гением.
15:52
We all struggled for an entire day to think about simplicity.
355
937000
4000
Мы все целый день бились над смыслом простоты.
15:56
And I want to give you the answer of this
356
941000
2000
И я хочу показать вам ответ на этот
15:58
deep scientific thought.
357
943000
3000
глубокий научный вопрос.
16:01
(Laughter)
358
946000
3000
(Смех) [Надпись: Простоту не испоганишь]
16:04
So, in a sense, you get what you pay for.
359
949000
3000
В каком-то смысле, за что заплатил, то и получил.
16:07
Thank you very much.
360
952000
2000
Благодарю вас.
16:09
(Laughter)
361
954000
1000
(Смех)
ABOUT THE SPEAKER
George Whitesides - ChemistIn his legendary career in chemistry, George Whitesides has been a pioneer in microfabrication and nanoscale self-assembly. Now, he's fabbing a diagnostic lab on a chip.
Why you should listen
Someday Harvard chemistry professor George Whitesides will take the time to look back on the 950 scientific articles he's coauthored, the dozen companies he's co-founded or the 50-plus patents on which he's named. (He works in four main areas: biochemistry, materials science, catalysis and physical organic chemistry.) In the meantime, he's trying to invent a future where medical diagnosis can be done by anyone for little or no cost. He's co-founded a nonprofit called Diagnostics for All that aims to provide dirt-cheap diagnostic devices, to provide healthcare in a world where cost is everything.
Among his solutions is a low-cost "lab-on-a-chip," made of paper and carpet tape. The paper wicks bodily fluids -- urine, for example -- and turns color to provide diagnostic information, such as how much glucose or protein is present. His goal is to distribute these simple paper diagnostic systems to developing countries, where people with basic training can administer tests and send results to distant doctors via cameraphone.
George Whitesides | Speaker | TED.com