TEDxBoston 2009
George Whitesides: A lab the size of a postage stamp
George Whitesides: Ein Labor von der Größe einer Briefmarke
Filmed:
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Traditionelle Labortests für die Diagnose von Krankheiten können zu teuer und zu umständlich sein für die Regionen, die sie am meisten benötigen. George Whitesides' raffinierte Lösung in diesem Talk von TEDxBoston ist ein todsicheres Instrument, das mit fast null Kosten hergestellt werden kann.
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
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00:15
The problem that I want to talk with you about
0
0
3000
Das Problem, über das ich heute mit Ihnen sprechen möchte,
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is really the problem of:
1
3000
2000
ist die Frage davon,
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How does one supply healthcare
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5000
4000
wie man medizinische Versorgung gewährt
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in a world in which cost is everything?
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9000
4000
in einer Welt, die von Kosten bestimmt wird.
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How do you do that?
4
13000
2000
Wie kann man das erreichen?
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And the basic paradigm we want to suggest to you,
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15000
2000
Die grundlegende Denkweise, die wir Ihnen vorschlagen möchten,
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I want to suggest to you, is
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17000
2000
die ich Ihnen vorschlagen möchte,
00:34
one in which you say that in order to
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19000
2000
besagt, dass man wissen muss
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treat disease you have to first know what you're treating --
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21000
4000
was für eine Krankheit man behandeln will –
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that's diagnostics -- and then you have to do something.
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25000
2000
das ist Diagnostik – und dann muss man handeln.
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So, the program that we're involved in is something which we call
10
27000
3000
Das Programm, an dem wir beteiligt sind, ist etwas,
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Diagnostics for All, or zero-cost diagnostics.
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30000
4000
das wir Diagnostik für alle, oder Null-Kosten-Diagnostik nennen.
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How do you provide medically relevant information
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34000
3000
Wie kann man medizinisch relevante Information bereitstellen
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at as close as possible to zero cost? How do you do it?
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4000
mit Kosten so nah wie möglich bei Null? Wie macht man das?
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Let me just give you two examples.
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41000
2000
Lassen Sie mich Ihnen zwei Beispiele zeigen.
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The rigors of military medicine
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43000
4000
Die Härten militärischer medizinischer Behandlung
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are not so dissimilar from the third world --
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47000
2000
sind nicht so verschieden von denen der Dritten Welt,
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poor resources, a rigorous environment,
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49000
3000
wenig Ressourcen, eine harsche Umgebung,
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a series of problems in lightweight, and things of this kind --
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52000
4000
eine Reihe von Problemen mit leichter Last, solche Dinge.
01:11
and also not so different from the home healthcare
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56000
3000
Und auch nicht so verschieden von medizinischer Versorgung zu Hause
01:14
and diagnostic system world.
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59000
3000
und in der Diagnostikswelt.
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So, the technology that I want to talk about
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62000
3000
Die Technologie, über die ich sprechen möchte,
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is for the third world, for the developing world,
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65000
3000
ist für die Dritte Welt, für die Entwicklungsländer,
01:23
but it has, I think, much broader application,
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68000
2000
aber ich denke, sie hat ein viel größeres Anwendungsgebiet,
01:25
because information is so important in the healthcare system.
24
70000
5000
weil Informationen so wichtig sind im Gesundheitssystem.
01:30
So, you see two examples here.
25
75000
2000
Hier sehen Sie also zwei Beispiele.
01:32
One is a lab that is actually a fairly high-end laboratory in Africa.
26
77000
5000
Eines ist ein Labor, das ein wirklich ein ziemlich gutes Labor in Afrika ist.
01:37
The second is basically an entrepreneur
27
82000
2000
Das zweite ist im Prinzip ein Unternehmer,
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who is set up and doing who-knows-what in a table in a market.
28
84000
4000
der sich auf einem Tisch auf einem Markt eingerichtet hat und dort was auch immer macht.
01:43
I don't know what kind of healthcare is delivered there.
29
88000
3000
Ich weiß nicht, welche Art von medizinscher Versorgung dort bereitgestellt wird.
01:46
But it's not really what is probably most efficient.
30
91000
5000
Aber es ist wahrscheinlich nicht die effizienteste.
01:51
What is our approach?
31
96000
3000
Was ist unser Ansatz?
01:54
And the way in which one typically approaches
32
99000
3000
Die Art, in der man sich normalerweise
01:57
a problem of lowering cost,
33
102000
3000
einem Problem der Kostensenkung annähert,
02:00
starting from the perspective of the United States,
34
105000
3000
ausgehend von der Perspektive der Vereinigten Staaten,
02:03
is to take our solution,
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108000
2000
ist, unsere Lösung zu nehmen
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and then to try to cut cost out of it.
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110000
2000
und dann zu versuchen, die Kosten soweit wie möglich zu senken.
02:07
No matter how you do that,
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112000
2000
Unabhänging davon, wie man das macht,
02:09
you're not going to start with a 100,000-dollar instrument
38
114000
2000
man wird nicht mit einen Instrument für 100.000 Dollar anfangen
02:11
and bring it down to no-cost. It isn't going to work.
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116000
3000
und es dann zu null Kosten bringen. Das funktioniert nicht.
02:14
So, the approach that we took was the other way around.
40
119000
3000
Unser Ansatz war also umgekehrt.
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To ask, "What is the cheapest possible stuff
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122000
2000
Wir fragten, "Was ist das billigste Material,
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that you could make a diagnostic system out of,
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124000
3000
aus dem man ein diagnostisches System bauen
02:22
and get useful information,
43
127000
2000
und brauchbare Information erhalten könnte,
02:24
add function?" And what we've chosen is paper.
44
129000
3000
wenn es funktionalisiert wird?" Wir haben Papier gewählt.
02:27
What you see here is a prototypic device.
45
132000
3000
Was Sie hier sehen, ist ein Prototyp.
02:30
It's about a centimeter on the side.
46
135000
2000
Es misst ungefähr einen Zentimeter an der Seite.
02:32
It's about the size of a fingernail.
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137000
2000
Es ist ungefähr die Größe eines Fingernagels.
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The lines around the edges are
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139000
2000
Die Linien an der Seite sind
02:36
a polymer.
49
141000
2000
aus Polymer.
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It's made of paper and paper, of course, wicks fluid,
50
143000
4000
Es ist aus Papier, und Papier saugt natürlich Flüssigkeit auf.
02:42
as you know, paper, cloth -- drop wine on the tablecloth,
51
147000
4000
Sie kennen das, Papier, Tischdecke, Wein kleckert auf die Tischdecke
02:46
and the wine wicks all over everything.
52
151000
3000
und der Wein wird überall aufgesaugt.
02:49
Put it on your shirt, it ruins the shirt.
53
154000
2000
Kleckern Sie auf ihr Hemd, es ruiniert das Hemd.
02:51
That's what a hydrophilic surface does.
54
156000
3000
So wirkt eine hydrophile Oberfläche.
02:54
So, in this device the idea is that you drip
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159000
2000
Die Idee für dieses Gerät ist also
02:56
the bottom end of it in a drop of,
56
161000
2000
in diesem Fall, den unteren Teil
02:58
in this case, urine.
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163000
2000
in einen Tropfen Urin einzutauchen.
03:00
The fluid wicks its way into those chambers at the top.
58
165000
4000
Die Flüssigkeit wird in diese Kammern oben aufgesaugt.
03:04
The brown color indicates the amount of glucose in the urine,
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169000
4000
The braune Farbe zeigt die Menge Glukose im Urin.
03:08
the blue color indicates the amount of protein in the urine.
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173000
3000
Die blaue Farbe zeigt die Menge Eiweiß im Urin.
03:11
And the combination of those two
61
176000
2000
Und die Kombination dieser beiden
03:13
is a first order shot at a number of
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178000
2000
ist eine erste Annährung an eine Vielzahl von
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useful things that you want.
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180000
3000
brauchbaren Dingen, die man erreichen will.
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So, this is an example of a device made from a simple piece of paper.
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183000
3000
Das ist ein Beispiel eines Systems, das aus einem einfachen Stück Papier besteht.
03:21
Now, how simple can you make the production?
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186000
3000
Nun, wie einfach können wir die Produktion machen?
03:24
Why do we choose paper?
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189000
2000
Warum wählen wir Papier?
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There's an example of the same thing on a finger,
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191000
3000
Das ist ein Beispiel des gleichen Systems, auf einem Finger,
03:29
showing you basically what it looks like.
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194000
2000
um Ihnen grundlegend zu zeigen, wie es aussieht.
03:31
One reason for using paper is that it's everywhere.
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196000
3000
Ein Grund für Papier ist, dass es überall vorhanden ist.
03:34
We have made these kinds of devices using
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199000
2000
Wir haben diese Art von System
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napkins and toilet paper
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201000
3000
aus Servietten und Toilettenpapier hergestellt
03:39
and wraps, and all kinds of stuff.
72
204000
2000
aus Verpackungen und verschiedenen anderen Materialien.
03:41
So, the production capability is there.
73
206000
3000
Die Produktionsfähigkeit ist also gegeben.
03:44
The second is, you can put lots and lots
74
209000
2000
Zweitens kann man sehr viele Tests
03:46
of tests in a very small place.
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211000
2000
auf eine kleine Fläche packen.
03:48
I'll show you in a moment that the stack of paper there
76
213000
2000
Ich werde Ihnen gleich zeigen, dass der Stapel Papier dort
03:50
would probably hold something like
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215000
2000
wahrscheinlich um die 100.000
03:52
100,000 tests, something of that kind.
78
217000
3000
Tests enthalten kann, so ungefähr.
03:55
And then finally, a point that you don't think of so much
79
220000
3000
Und schließlich, ein Punkt, über den in entwickelten Ländern
03:58
in developed world medicine:
80
223000
3000
nicht oft nachgedacht wird in der Medizin,
04:01
it eliminates sharps.
81
226000
2000
es macht spitze Dinge überflüssig.
04:03
And what sharps means is needles, things that stick.
82
228000
3000
Und scharf bedeutet Nadeln, Dinge die stechen.
04:06
If you've taken a sample of someone's blood
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231000
2000
Wenn Sie von jemandem eine Blutprobe genommen haben
04:08
and the someone might have hepatitis C,
84
233000
3000
und derjenige hat vielleicht Hepatitis C,
04:11
you don't want to make a mistake and stick it in you.
85
236000
2000
dann wollen Sie keinen Fehler machen und sich stechen.
04:13
It just -- you don't want to do that.
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238000
2000
Nun, Sie wollen das einfach nicht tun.
04:15
So, how do you dispose of that? It's a problem everywhere.
87
240000
2000
So, wie beseitigen Sie das? Es ist überall ein Problem.
04:17
And here you simply burn it.
88
242000
2000
Hier verbrennen Sie es einfach.
04:19
So, it's a sort of a practical approach
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244000
2000
Es ist also eine Art praktischer Ansatz,
04:21
to starting on things.
90
246000
3000
um gewisse Sachen anzustoßen.
04:24
Now, you say, "If paper is a good idea,
91
249000
3000
Nun können Sie sagen, wenn Papier eine gute Idee ist,
04:27
other people have surely thought of it."
92
252000
2000
haben andere Leute sicher darüber nachgedacht.
04:29
And the answer is, of course, yes.
93
254000
3000
Und die Antwort ist natürlich Ja.
04:32
Those half of you, roughly,
94
257000
2000
Ungefähr die Hälfte von Ihnen,
04:34
who are women,
95
259000
2000
die Frauen sind,
04:36
at some point may have had a pregnancy test.
96
261000
2000
haben vielleicht irgendwann einmal einen Schwangerschaftstest gemacht.
04:38
And the most common of these
97
263000
3000
Und die verbreiteste Art davon
04:41
is in a device that looks like the thing on the left.
98
266000
3000
ist ein Gerät, das wie das Ding auf der linken Seite aussieht.
04:44
It's something called a lateral flow immunoassay.
99
269000
2000
Es ist etwas, dass quer fließender Immuntest genannt wird.
04:46
In that particular test,
100
271000
2000
Und in diesem speziellen Test
04:48
urine either, containing
101
273000
2000
fließt Urin, der entweder
04:50
a hormone called HCG, does or does not
102
275000
3000
das Hormon HCG enthält oder nicht,
04:53
flow across a piece of paper.
103
278000
2000
über ein Stück Papier.
04:55
And there are two bars. One bar indicates that the test is working,
104
280000
4000
Es gibt zwei Streifen. Ein Streifen zeigt, dass der Test funktioniert.
04:59
and if the second bar shows up, you're pregnant.
105
284000
3000
Und wenn der zweite Streifen erscheint, sind Sie schwanger.
05:02
This is a terrific kind of test in a binary world,
106
287000
3000
Dies ist ein großartiger Test in einer binären Welt.
05:05
and the nice thing about pregnancy
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290000
2000
Und das Gute an einer Schwangerschaft ist,
05:07
is either you are pregnant or you're not pregnant.
108
292000
2000
dass Sie entweder schwanger sind oder nicht.
05:09
You're not partially pregnant or thinking about being pregnant
109
294000
2000
Sie sind nicht teilweise schwanger oder denken daran, schwanger zu sein
05:11
or something of that sort.
110
296000
2000
oder irgendetwas dieser Art.
05:13
So, it works very well there,
111
298000
2000
Also funktioniert das wirklich gut.
05:15
but it doesn't work very well when you need more quantitative information.
112
300000
3000
Aber es funktionert nicht sehr gut, wenn Sie mehr quantitative Informationen brauchen.
05:18
There are also dipsticks,
113
303000
2000
Es gibt auch Teststreifen, die eingetaucht werden.
05:20
but if you look at the dipsticks, they're for
114
305000
2000
Aber wenn Sie diese Teststreifen betrachen, werden diese
05:22
another kind of urine analysis.
115
307000
2000
für eine andere Art von Urinanalyse verwendet.
05:24
There are an awful lot of colors and things like that.
116
309000
3000
Es gibt eine ungeheure Anzahl von Farben und solchen Sachen.
05:27
What do you actually do about that in a difficult circumstance?
117
312000
3000
Was tun Sie damit unter schwierigen Umständen?
05:30
So, the approach that we started with is to ask:
118
315000
5000
Wir begannen mit dem Ansatz, uns zu fragen:
05:35
Is it really practical to make things of this sort?
119
320000
4000
Ist es wirklich praktisch, diese Art von Dingen zu produzieren?
05:39
And that problem is now, in a purely engineering way, solved.
120
324000
4000
Dieses Problem ist nun gelöst, rein ingenieurwissenschaftlich.
05:43
And the procedure that we have is simply to start with paper.
121
328000
4000
Unsere Methode ist einfach, mit einem Stück Papier anzufangen.
05:47
You run it through a new kind of printer called a wax printer.
122
332000
3000
Man schickt es durch eine neue Art von Drucker, Wachsdrucker genannt.
05:50
The wax printer does what looks like printing.
123
335000
3000
Der Wachsdrucker tut, was wie drucken aussieht.
05:53
It is printing. You put that on, you warm it a little bit,
124
338000
3000
Es ist Drucken. Man trägt es auf, man erwärmt es ein wenig.
05:56
the wax prints through so it absorbs into the paper,
125
341000
3000
Das Wachs druckt durch und wird im Papier aufgesaugt.
05:59
and you end up with the device that you want.
126
344000
2000
Und man bekommt das Instrument, das man möchte.
06:01
The printers cost 800 bucks now.
127
346000
4000
Die Drucker kosten jetzt 800 Dollar.
06:05
They'll make, we estimate that if you were to run them 24 hours a day
128
350000
3000
Wenn wir schätzen, dass wir sie 24 Stunden am Tag betreiben,
06:08
they'd make about 10 million tests a year.
129
353000
3000
könnten Sie etwa 10 Millionen Tests jährlich herstellen.
06:11
So, it's a solved problem, that particular problem is solved.
130
356000
3000
So, es ist ein gelöstes Probem. Diese spezielle Problem ist gelöst.
06:14
And there is an example of the kind of thing that you see.
131
359000
2000
Und hier sehen Sie ein Beispiel für diese Art von Instrument.
06:16
That's on a piece of 8 by 12 paper.
132
361000
3000
Das ist auf einem Stück DIN-A4–Papier.
06:19
That takes about two seconds to make.
133
364000
2000
Die Herstellung dauert ungefähr zwei Sekunden.
06:21
And so I regard that as done.
134
366000
2000
Und daher betrachte ich es als geschafft.
06:23
There is a very important issue here,
135
368000
2000
Es gibt hier eine sehr wichtige Angelegenheit,
06:25
which is that because it's a printer,
136
370000
3000
da es ein Drucker ist,
06:28
a color printer, it prints colors. That's what color printers do.
137
373000
3000
ein Farbdrucker, er druckt Farben. Das ist was Farbdrucker tun.
06:31
I'll show you in a moment, that's actually quite useful.
138
376000
4000
Ich werde Ihnen in einem Moment zeigen, dass es wirklich ziemlich nützlich ist.
06:35
Now, the next question that you would like to ask
139
380000
3000
Nun, die nächste Frage, die Sie fragen möchten,
06:38
is: What would you like to measure? What would you like to analyze?
140
383000
3000
ist, was möchten Sie messen? Was möchten Sie analysieren?
06:41
And the thing which you'd most like to analyze,
141
386000
3000
Und die Sache, die Sie am liebsten analysieren möchten,
06:44
we're a fair distance from.
142
389000
2000
davon sind wir eine gute Weile entfernt.
06:46
It's what's called "fever of undiagnosed origin."
143
391000
4000
Es wird "Fieber mit unbekannter Ursache" genannt.
06:50
Someone comes into the clinic,
144
395000
2000
Jemand kommt in die Klinik,
06:52
they have a fever, they feel bad. What do they have?
145
397000
2000
sie haben Fieber, sie fühlen sich schlecht, was haben sie?
06:54
Do they have T.B.? Do they have AIDS?
146
399000
2000
Haben sie T.B.? Haben sie AIDS?
06:56
Do they have a common cold?
147
401000
2000
Haben sie eine Erkältung?
06:58
The triage problem. That's a hard problem
148
403000
2000
Das Selektionsproblem. Das ist ein schwieriges Problem
07:00
for reasons that I won't go through.
149
405000
2000
aus Gründen, die ich nicht erleutern werde.
07:02
There are an awful lot of things that you'd like to distinguish among.
150
407000
3000
Es gibt eine ungemeine Zahl von Dingen, zwischen denen Sie unterscheiden möchten.
07:05
But then there are a series of things:
151
410000
2000
Aber dann gibt es eine Reihe von Sachen,
07:07
AIDS, hepatitis, malaria,
152
412000
2000
AIDS, Hepatitis, Malaria,
07:09
TB, others
153
414000
2000
TB, andere.
07:11
and simpler ones, such as guidance of treatment.
154
416000
4000
Und einfachere wie Orientierung für die Behandlung.
07:15
Now even that's more complicated than you think.
155
420000
3000
Nun sogar das ist schwieriger als Sie denken.
07:18
A friend of mine works in transcultural psychiatry,
156
423000
4000
Einer meiner Freunde arbeitet in zwischen-kultureller Psychatrie.
07:22
and he is interested in the question of
157
427000
2000
Und er interessiert sich für die Frage,
07:24
why people do and don't take their meds.
158
429000
3000
warum Menschen ihre Medikamente nehmen oder nicht.
07:27
So, Dapsone, or something like that,
159
432000
2000
So, Dapsone, oder so ähnlich,
07:29
you have to take it for a while.
160
434000
2000
muss für eine Weile eingenommen werden.
07:31
He has a wonderful story of talking to a villager in India
161
436000
3000
Es gibt eine wunderbare Geschichte über ein Gespräch mit einem Dorfbewohner in Indien.
07:34
and saying, "Have you taken your Dapsone?" "Yes."
162
439000
2000
Sagend, "Haben Sie Ihr Dapsone genommen?" "Ja."
07:36
"Have you taken it every day?" "Yes."
163
441000
3000
"Haben Sie es jeden Tag genomment?" "Ja."
07:39
"Have you taken if for a month?" "Yes."
164
444000
2000
"Haben Sie es für einen Monat genommen?" "Ja."
07:41
What the guy actually meant
165
446000
2000
Was der Mann in Wirklichkeit gemeint hat,
07:43
was that he'd fed a 30-day dose of Dapsone
166
448000
2000
war, dass er seinem Hund eine 30-Tage-Dosis of Dapsone
07:45
to his dog, that morning.
167
450000
2000
gefüttert hat, diesen Morgen.
07:47
(Laughter)
168
452000
1000
(Gelächter)
07:48
He was telling the truth. Because
169
453000
2000
Er sagte die Wahrheit. Da
07:50
in a different culture,
170
455000
2000
in anderen Kulturen
07:52
the dog is a surrogate for you,
171
457000
2000
der Hund ein Stellvertreter für Sie ist,
07:54
you know, "today," "this month," "since the rainy season" --
172
459000
3000
wissen Sie, "heute," "diesen Monat," "seit der Regenzeit,"
07:57
there are lots of opportunities for misunderstanding,
173
462000
3000
es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten für Missverständnisse.
08:00
and so an issue here is to,
174
465000
2000
Eine Frage ist daher
08:02
in some cases, to figure out
175
467000
2000
in einigen Fällen herauszufinden,
08:04
how to deal with matters that seem uninteresting,
176
469000
3000
wie man mit Sachen umgeht, die uninteressant erscheinen,
08:07
like compliance.
177
472000
3000
wie Folgsamkeit.
08:10
Now, take a look at what a typical test looks like.
178
475000
4000
Nun, sehen Sie, wie ein typischer Test aussieht.
08:14
Prick a finger, you get some blood,
179
479000
2000
Sie stechen in einen Finger, erhalten ein bisschen Blut,
08:16
about 50 microliters.
180
481000
2000
um die 50 Mikroliter.
08:18
That's about all you're going to get,
181
483000
2000
Das ist ungefähr alles, was Sie erhalten werden.
08:20
because you can't use the usual sort of systems.
182
485000
4000
Da Sie die gewöhnlichen Art von Instrumenten nicht nutzen können,
08:24
You can't manipulate it very well,
183
489000
2000
können Sie es nicht sehr gut verarbeiten,
08:26
although I'll show something about that in a moment.
184
491000
2000
obwohl ich Ihnen etwas darüber in einem Moment zeigen werde.
08:28
So, you take the drop of blood, no further manipulations,
185
493000
3000
So, Sie nehmen den Tropfen Blut, ohne weitere Verarbeitung.
08:31
you put it on a little device,
186
496000
2000
Sie bringen ihn in ein kleines Gerät.
08:33
the device filters out the blood cells, lets the serum go through,
187
498000
4000
Das Gerät filtert die Blutzellen heraus, und lässt das Serum durch,
08:37
and you get a series of colors
188
502000
2000
und Sie erhalten eine Reihe von Farben
08:39
down in the bottom there.
189
504000
2000
dort unten.
08:41
And the colors indicate "disease" or "normal."
190
506000
4000
Und die Farben zeigen Krankheit oder normal.
08:45
But even that's complicated,
191
510000
2000
Aber sogar das ist kompliziert.
08:47
because to you, to me, colors might indicate "normal,"
192
512000
4000
Da für Sie, für mich, die Farben normal bedeuten können.
08:51
but, after all, we're all suffering from
193
516000
2000
Aber im Grunde leiden wir wahrscheinlich alle
08:53
probably an excess of education.
194
518000
3000
an zu einem Übermaß an Bildung.
08:56
What you do about something which requires
195
521000
2000
Was stellen Sie mit etwas, dass
08:58
quantitative analysis?
196
523000
2000
eine quantitative Analyse erfordert, an?
09:00
And so the solution that we and many other people
197
525000
3000
Und die Lösung, über die wir und viele andere Leute
09:03
are thinking about there,
198
528000
2000
dort nachdenken,
09:05
and at this point there is a dramatic flourish,
199
530000
2000
und an diesem Punkt gibt es einen dramatischen Tusch,
09:07
and out comes the universal solution to everything these days,
200
532000
3000
und heraus kommt die universelle Lösung für alles in diesen Tagen,
09:10
which is a cell phone. In this particular case, a camera phone.
201
535000
3000
das Handy. In diesem speziellen Fall, ein Handy mit Kamera.
09:13
They're everywhere, six billion a month in India.
202
538000
5000
Sie sind überall, sechs Milliarden im Monat, in Indien.
09:18
And the idea is that what one does,
203
543000
3000
Und die Idee ist, was man macht ist,
09:21
is to take the device,
204
546000
2000
man das Handy zu nehmen.
09:23
you dip it, you develop the color,
205
548000
3000
Sie tauchen es ein. Sie entwickeln die Farbe.
09:26
you take a picture, the picture goes to a central laboratory.
206
551000
3000
Sie schießen ein Foto. Das Foto geht in ein zentrales Labor.
09:29
You don't have to send out a doctor,
207
554000
2000
Sie müssen keinen Arzt hinaus schicken.
09:31
you send out somebody who can just take the sample,
208
556000
3000
Sie schicken jemanden, der die Probe nehmen kann.
09:34
and in the clinic either a doctor, or ideally a computer
209
559000
3000
Und entweder der Doktor, oder idealerweise in diesem Fall ein Computer,
09:37
in this case, does the analysis.
210
562000
2000
macht die Analyse in der Klinik.
09:39
Turns out to work actually quite well, particularly when your
211
564000
2000
Es stellt sich heraus, dass dies wirklich ziemlich gut funktioniert, besonders wenn ihr
09:41
color printer has printed the color bars
212
566000
2000
Farbprinter die Farbbalken gedruckt hat,
09:43
that indicate how things work.
213
568000
2000
die zeigen, wie er funktioniert.
09:45
So, my view of the health care worker of the future
214
570000
3000
So, meiner Meinung nach ist die Person verantwortlich für die medizinische Versorgung in der Zukunft
09:48
is not a doctor,
215
573000
2000
nicht ein Arzt,
09:50
but is an 18-year-old, otherwise unemployed,
216
575000
3000
sondern ein 18-jähriger, ansonsten arbeitslos,
09:53
who has two things: He has a backpack full of these tests,
217
578000
2000
der zwei Sachen hat. Er hat einen Rucksack voll solcher Tests
09:55
and a lancet to occasionally take a blood sample,
218
580000
3000
und eine Lanzette um gelegentlich eine Blutprobe zu nehmen
09:58
and an AK-47.
219
583000
2000
und ein AK47.
10:00
And these are the things that get him through his day.
220
585000
5000
Und das sind die Dinge, die ihn durch den Tag bringen.
10:05
There's another very interesting connection here,
221
590000
2000
Es gibt hier eine weitere, sehr interessante Verbindung.
10:07
and that is that what one wants to do
222
592000
2000
Und diese ist, dass das, was man machen möchte,
10:09
is to pass through useful information
223
594000
3000
ist wertvolle Information weiter zu leiten
10:12
over what is generally a pretty awful telephone system.
224
597000
4000
über ein im Allgemeinen ziemlich schlechtes Telefonsystem.
10:16
It turns out there's an enormous amount of information
225
601000
3000
Es stellt sich heraus, dass schon eine enorme Menge an Informationen
10:19
already available on that subject, which is the Mars rover problem.
226
604000
3000
über dieses Gebiet erhältlich ist,das Mars-Rover Problem.
10:22
How do you get back an accurate view of the color on Mars
227
607000
4000
Wie bekommen Sie ein korrektes Bild über die Farben des Mars,
10:26
if you have a really terrible bandwidth to do it with?
228
611000
4000
wenn Sie eine wirklich schreckliche Bandweite zur Verfügung haben, um es zu tun?
10:30
And the answer is not complicated
229
615000
2000
Und die Antwort ist nicht kompliziert,
10:32
but it's one which I don't want to go through here,
230
617000
2000
aber es ist eine, in die ich hier nicht mehr eingehen möchte
10:34
other than to say that the communication systems
231
619000
3000
als zu sagen, dass die Kommunikationssysteme
10:37
for doing this are really pretty well understood.
232
622000
2000
um dies zu erreichen wirklich sehr gut bekannt sind.
10:39
Also, a fact which you may not know
233
624000
3000
Eine Tatsache, die Sie vielleicht auch nicht kennen,
10:42
is that the compute capability of this thing
234
627000
3000
ist, dass die Rechnerpower dieses Dings
10:45
is not so different from the compute capability
235
630000
2000
nicht so verschieden ist von der Rechnerpower
10:47
of your desktop computer.
236
632000
2000
Ihres Desktop Computers.
10:49
This is a fantastic device which is only beginning to be tapped.
237
634000
3000
Dies ist ein fantastisches Gerät, das nur anfangsweise aufgegriffen wird.
10:52
I don't know whether the idea of one computer, one child
238
637000
4000
Ich weiß nicht, ob die Idee "ein Computer, ein Kind"
10:56
makes any sense. Here's the computer of the future,
239
641000
3000
klar ist. Hier ist der Computer der Zukunft.
10:59
because this screen is already there and they're ubiquitous.
240
644000
5000
Da der Bildschirm schon das ist und sie universell sind.
11:04
All right now let me show you just a little bit about advanced devices.
241
649000
2000
Nun, lassen Sie mich Ihnen nur ein bisschen über fortgeschrittene Systeme zeigen.
11:06
And we'll start by posing a little problem.
242
651000
3000
Und wir starten mit dem Aufwerfen eines kleinen Problems.
11:09
What you see here is another centimeter-sized device,
243
654000
3000
Was Sie hier sehen, ist ein weiteres Zentimeter großes Gerät.
11:12
and the different colors are different colors of dye.
244
657000
4000
Und die verschiedenen Farben sind verschiedene Farben des Farbstoffes.
11:16
And you notice something which might strike you as
245
661000
2000
Und Sie stellen etwas fest, das Ihnen ein bisschen
11:18
a little bit interesting,
246
663000
2000
interessant erscheinen mag,
11:20
which is the yellow seems to disappear,
247
665000
3000
das ist, dass Gelb zu verschwinden scheint,
11:23
get through the blue, and then get through the red.
248
668000
3000
durch das Blaue geht, und dann durch Rot geht.
11:26
How does that happen? How do you make something flow through something?
249
671000
3000
Wie funktioniert das? Wie lassen Sie etwas durch etwas anderes fließen?
11:29
And, of course the answer is, "You don't."
250
674000
2000
Und die Antwort ist natürlich, "Sie tun es nicht".
11:31
You make it flow under and over.
251
676000
2000
Sie lassen es darunter und darüber fließen.
11:33
But now the question is: How do you make it flow
252
678000
2000
Aber nun ist die Frage, wie lassen Sie es unter
11:35
under and over in a piece of paper?
253
680000
3000
und über einem Stück Papier fließen?
11:38
The answer is that what you do,
254
683000
3000
Und die Antwort ist, dass Sie,
11:41
and the details are not terribly important here,
255
686000
3000
und die Details sind hier nicht besonders wichtig,
11:44
is to make something more elaborate:
256
689000
2000
etwas ein bisschen raffinierter gestalten,
11:46
You take several different layers of paper,
257
691000
2000
Sie nehmen mehrere Lagen Papier,
11:48
each one containing its own little fluid system,
258
693000
3000
jedes mit seinem eigenen kleinen Fließsystem,
11:51
and you separate them by pieces of,
259
696000
2000
und Sie trennen sie mit Stücken von,
11:53
literally, double-sided carpet tape,
260
698000
3000
im wahrsten Sinne des Wortes, zweiseitigem Teppichklebestreifen,
11:56
the stuff you use to stick the carpets onto the floor.
261
701000
3000
das Zeug, des Sie benutzen um Teppich am Boden festzukleben.
11:59
And the fluid will flow from one layer into the next.
262
704000
3000
Und die Flüssigkeit wird von einer Lage in die nächste fließen.
12:02
It distributes itself, flows through further holes,
263
707000
3000
Es verbreitet sich von selbst, fließt durch weitere Löcher,
12:05
distributes itself.
264
710000
2000
verbreitet sich von selbst.
12:07
And what you see, at the lower right-hand side there,
265
712000
3000
Und was Sie dort unten auf der rechten Seite sehen,
12:10
is a sample in which a single sample
266
715000
2000
ist ein Beispiel, in dem eine einzelne
12:12
of blood has been put on the top,
267
717000
3000
Blutprobe oben aufgebracht wurde,
12:15
and it has gone through and distributed itself
268
720000
3000
und es ist durch gegangen und hat sich von selbst
12:18
into these 16 holes on the bottom,
269
723000
3000
in diese 16 Löcher unten verbreitet,
12:21
in a piece of paper -- basically it looks like a chip,
270
726000
2000
in einem Stück Papier, das im Grunde wie eich Chip aussieht,
12:23
two pieces of paper thick.
271
728000
3000
zwei Stück Papier dick.
12:26
And in this particular case we were just interested in
272
731000
2000
Und in diesem speziellen Fall ware wir nur interessiert
12:28
the replicability of that.
273
733000
2000
in der Reproduzierbarkeit dieser Sache.
12:30
But that is, in principle, the way you solve
274
735000
2000
Aber dies ist, im Grunde, der Weg das
12:32
the "fever of unexplained origin" problem,
275
737000
2000
"Fieber mit unbekannter Ursache"-Problem zu lösen.
12:34
because each one of those spots then becomes
276
739000
2000
Da jeder einzelne dieser Punkte dann
12:36
a test for a particular set of markers
277
741000
3000
ein Test für ein spezielles Set von
12:39
of disease,
278
744000
2000
Krankheitsmarkern wird.
12:41
and this will work in due course.
279
746000
2000
Und das wird mit der Zeit natürlich funktionieren.
12:43
Here is an example of a slightly more complicated device.
280
748000
3000
Und hier ist ein Beispiel eines etwas komplizierteren Gerätes.
12:46
There's the chip.
281
751000
2000
Dort ist der Chip.
12:48
You dip in a corner. The fluid goes into the center.
282
753000
2000
Sie tauchen eine Ecke ein. Die Flüsigkeit geht in die Mitte.
12:50
It distributes itself out into these various
283
755000
3000
Es verbreitet sich von selbst in diese verschiedenen
12:53
wells or holes, and turns color,
284
758000
2000
Schächte oder Löcher und ändert die Farbe.
12:55
and all done with paper and carpet tape.
285
760000
3000
Und alles erreicht mit Papier und Teppichklebeband.
12:58
So, I think it's as low-cost
286
763000
2000
So, ich denke, es hat die minimale Kost,
13:00
as we're likely to be able to come up and make things.
287
765000
4000
die wir wahrscheinlich erreichen können um Sachen herzustellen.
13:04
Now, I have one last, two last little stories
288
769000
3000
Nun, ich habe Ihnen eine, zwei letzte, kurze Geschichten
13:07
to tell you, in finishing off this business.
289
772000
3000
zu erzählen, um diese Sache abzuschließen.
13:10
This is one: One of the things that one does occasionally
290
775000
3000
Dies ist eine. Eines der Dinge, die man von Zeit zu Zeit machen muss,
13:13
need to do is to separate blood cells from serum.
291
778000
3000
ist Blutzellen vom Serum zu trennen.
13:16
And the question was,
292
781000
3000
Und die Frage war,
13:19
here we do it by taking a sample,
293
784000
2000
hier erreichen wir es, indem wir eine Probe nehmen.
13:21
we put it in a centrifuge,
294
786000
3000
Wir bringen es in eine Zentrifuge.
13:24
we spin it, and you get blood cells out. Terrific.
295
789000
4000
Wir schleudern es und Sie erhalten die Blutzellen. Sehr gut.
13:28
What happens if you don't have an electricity,
296
793000
2000
Was passiert, wenn Sie keine Elektrizität und
13:30
and a centrifuge, and whatever?
297
795000
2000
keine Zentrifuge und andere Sachen haben?
13:32
And we thought for a while of how you might do this
298
797000
3000
Und wir dachten eine Weile darüber nach, wie Sie das erreichen können.
13:35
and the way, in fact, you do it is what's shown here.
299
800000
2000
Und die Art, in der Tat, wie Sie es machen, wird hier gezeigt.
13:37
You get an eggbeater,
300
802000
2000
Sie nehmen einen Quirl,
13:39
which is everywhere, and you saw off a blade,
301
804000
3000
den es überall gibt. Sie sägen eine Klinge ab.
13:42
and then you take tubing,
302
807000
2000
Und dann nehmen Sie Schläuche
13:44
and you stick it on that. You put the blood in, you spin it --
303
809000
2000
und befestigen es daran. Sie lassen das Blut in. Sie schleudern es.
13:46
somebody sits there and spins it.
304
811000
2000
Jemand sitzt dort und schleudert es.
13:48
It works really, really well.
305
813000
2000
Es funktionert wirklich, wirklich gut.
13:50
And we sat down, we did the physics of eggbeaters
306
815000
2000
Und wir sagten, dass wir die Physik hinter Quirlen und
13:52
and self-aligning tubes and all the rest of that kind of thing,
307
817000
3000
sich selbst anpassenden Schläuchen und den Rest dieser Art von Dingen betrachteten,
13:55
sent it off to a journal.
308
820000
2000
vershickten es an ein Fachblatt.
13:57
We were very proud of this, particularly the title,
309
822000
2000
Wir waren sehr stolz darauf, besonders auf den Titel,
13:59
which was "Eggbeater as Centrifuge."
310
824000
2000
"Quirle als Zentrifugen".
14:01
(Laughter)
311
826000
1000
(Gelächter)
14:02
And we sent it off, and by return mail it came back.
312
827000
3000
Und wir schickten es aus und es kam postwendend zurück.
14:05
I called up the editor and I said,
313
830000
2000
Ich ruf den Redakteur and und sagte,
14:07
"What's going on? How is this possible?"
314
832000
2000
"Was geht hier vor sich? Wie ist das möglich?."
14:09
The editor said, with enormous disdain,
315
834000
3000
Der Redakteur sagte mit großer Missachtung,
14:12
"I read this.
316
837000
2000
"Ich las es.
14:14
And we're not going to publish it, because we only
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839000
2000
Und wir werden es nicht veröffentlichen, weil wir nur
14:16
publish science."
318
841000
2000
Wissenschaft veröffentlichen."
14:18
And it's an important issue
319
843000
2000
Und es ist ein wichtiges Problem,
14:20
because it means that we have to,
320
845000
2000
da es bedeutet, dass wir als
14:22
as a society,
321
847000
2000
eine Gesellschaft bedenken müssen,
14:24
think about what we value.
322
849000
2000
was wir wertschätzen.
14:26
And if it's just papers and phys. rev. letters,
323
851000
2000
Und falls das nur wissenschaftliche Beiträge und Phys Rev Letters sind,
14:28
we've got a problem.
324
853000
3000
dann haben wir ein Problem.
14:31
Here is another example of something which is --
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856000
3000
Hier ist ein weiteres Beispiel etwas, das ist --
14:34
this is a little spectrophotometer.
326
859000
2000
Das ist ein kleines Spektrophotometer.
14:36
It measures the absorption of light in a sample
327
861000
3000
Es misst die Absorption von Licht in einer Probe.
14:39
The neat thing about this is, you have light source that flickers
328
864000
3000
Die tolle Sache dabei ist, dass Sie Licht haben, dass
14:42
on and off at about 1,000 hertz,
329
867000
2000
ein und aus flimmert mit ungefähr 1.000 Hertz.
14:44
another light source that detects that light at 1,000 hertz,
330
869000
4000
Eine weitere Lichtquelle, die Licht mit 1000 Hertz erfasst.
14:48
and so you can run this system in broad daylight.
331
873000
3000
Und daher können Sie dieses System in vollem Tageslicht betreiben.
14:51
It performs about equivalently
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876000
2000
Es leistet ungefähr das selbe wie
14:53
to a system that's in the order of
333
878000
3000
ein System um die
14:56
100,000 dollars.
334
881000
2000
100.000 Dollars.
14:58
It costs 50 dollars. We can probably make it for 50 cents,
335
883000
3000
Es kostet 50 Dollars. Wir können es wahrscheinlich für 50 Cents herstellen,
15:01
if we put our mind to it.
336
886000
2000
falls wir das erreichen möchten.
15:03
Why doesn't somebody do it? And the answer is,
337
888000
2000
Warum macht das niemand? Und die Antwort ist,
15:05
"How do you make a profit in a capitalist system, doing that?"
338
890000
4000
"Wie machen Sie so Profit in einem kapitalistischen System?"
15:09
Interesting problem.
339
894000
3000
Interessantes Problem.
15:12
So, let me finish by saying
340
897000
2000
So, lassen Sie mich abschließen mit dem Gedanken,
15:14
that we've thought about this as a kind of engineering problem.
341
899000
4000
dass wir darüber als eine Art Ingenieursproblem nachgedacht haben.
15:18
And we've asked: What is the scientific unifying idea here?
342
903000
6000
Und wir haben gefragt, was ist die verbindende, wissenschaftliche Idee hier?
15:24
And we've decided that we should think about this
343
909000
1000
Und wir haben entschieden, dass wir darüber nicht so sehr im Hinblick
15:25
not so much in terms of cost,
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910000
2000
auf die Kosten nachdenken sollten,
15:27
but in terms of simplicity.
345
912000
2000
sondern im Hinblick auf Einfachheit.
15:29
Simplicity is a neat word. And you've got to think about
346
914000
2000
Einfachheit ist ein schönes Wort. Und Sie müssen darüber nachdenken,
15:31
what simplicity means.
347
916000
2000
was Einfachheit bedeutet.
15:33
I know what it is but I don't actually know what it means.
348
918000
4000
Ich weiß, was es ist, aber ich weiß eigentlich nicht, was es bedeutet.
15:37
So, I actually was interested enough in this to put together
349
922000
2000
So, ich war in der Tat genug daran interessiert um mehrere
15:39
several groups of people.
350
924000
4000
Gruppen von Leuten zusammen zu stellen.
15:43
And the most recent involved a couple of people at MIT,
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928000
3000
Und die letzte enthielt einige Leute vom MIT,
15:46
one of them being an exceptionally bright kid
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931000
2000
einer davon ein außergewöhnlich helles Kind,
15:48
who is one of the very few people I would think of
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933000
2000
einer der sehr wenigen Leute, über die ich denke,
15:50
who's an authentic genius.
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935000
2000
dass er ein echtes Genie ist.
15:52
We all struggled for an entire day to think about simplicity.
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937000
4000
Wir bemühten uns alle für einen ganzen Tag über Einfachheit nachzudenken.
15:56
And I want to give you the answer of this
356
941000
2000
Und ich möchte Ihnen die Antowrt dieses
15:58
deep scientific thought.
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943000
3000
tiefen wissenschaftlichen Gedankens geben:
16:01
(Laughter)
358
946000
3000
(Gelächter)
16:04
So, in a sense, you get what you pay for.
359
949000
3000
So, in diesem Sinne, bekommen Sie, für was Sie bezahlen.
16:07
Thank you very much.
360
952000
2000
Vielen Dank.
16:09
(Laughter)
361
954000
1000
(Gelächter)
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