TEDxBoston 2009
George Whitesides: A lab the size of a postage stamp
ג'ורג' וייטסיידס: מעבדה בגודל של בול דואר
Filmed:
Readability: 3.2
544,696 views
בדיקות מעבדה מסורתיות לאבחון מחלות עלולות להיות יקרות מדי ומסורבלות מדי לשימוש באיזורים הזקוקים להן ביותר. פתרונו המבריק של ג'ורג' וייטסיידס, שהוצג ב-TEDxBoston, הינו אמצעי חסין תקלות הניתן לייצור בעלות אפסית.
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
הבעיה שברצוני לדבר איתכם עליה
00:18
is really the problem of:
1
3000
2000
היא למעשה בעיית
00:20
How does one supply healthcare
2
5000
4000
האופן שבו ניתן לספק שירותי בריאות
00:24
in a world in which cost is everything?
3
9000
4000
בעולם בו העלות היא הדבר החשוב ביותר.
00:28
How do you do that?
4
13000
2000
כיצד תעשה זאת?
00:30
And the basic paradigm we want to suggest to you,
5
15000
2000
והפרדיגמה הבסיסית שאנחנו רוצים להציע לכם,
00:32
I want to suggest to you, is
6
17000
2000
אני רוצה להציע לכם,
00:34
one in which you say that in order to
7
19000
2000
היא כזו שאומרת
00:36
treat disease you have to first know what you're treating --
8
21000
4000
שכדי לטפל במחלה עלייך לדעת קודם כל במה אתה מטפל --
00:40
that's diagnostics -- and then you have to do something.
9
25000
2000
זהו האבחון -- ואז עליך לעשות משהו בנדון.
00:42
So, the program that we're involved in is something which we call
10
27000
3000
אם כך, התוכנית בה אנו לוקחים חלק היא מה שאנו מכנים
00:45
Diagnostics for All, or zero-cost diagnostics.
11
30000
4000
"אבחון לכל", או "אבחון בעלות אפס".
00:49
How do you provide medically relevant information
12
34000
3000
כיצד תספק מידע רפואי רלוונטי
00:52
at as close as possible to zero cost? How do you do it?
13
37000
4000
בעלות אפסית ככל האפשר? איך תעשה זאת?
00:56
Let me just give you two examples.
14
41000
2000
הרשו לי להציג בפניכם שתי דוגמאות.
00:58
The rigors of military medicine
15
43000
4000
הקשיים שהרפואה הצבאית מתמודדת עימם
01:02
are not so dissimilar from the third world --
16
47000
2000
לא כל כך שונים מאלו של העולם השלישי -
01:04
poor resources, a rigorous environment,
17
49000
3000
מחסור במשאבים, תנאי סביבה קשים,
01:07
a series of problems in lightweight, and things of this kind --
18
52000
4000
סידרה של בעיות בתאורה, במשקל, ודברים מסוג זה.
01:11
and also not so different from the home healthcare
19
56000
3000
הם גם לא מאוד שונים מהקשיים של מערכת שירותי הבריאות הביתיים
01:14
and diagnostic system world.
20
59000
3000
ומערך האבחון.
01:17
So, the technology that I want to talk about
21
62000
3000
אם כך, הטכנולוגיה עליה ברצוני לדבר
01:20
is for the third world, for the developing world,
22
65000
3000
מיועדת עבור העולם השלישי, עבור העולם המתפתח,
01:23
but it has, I think, much broader application,
23
68000
2000
אך יש לה, לדעתי, יישום הרבה יותר נרחב,
01:25
because information is so important in the healthcare system.
24
70000
5000
מפני שמידע הוא דבר חשוב כל כך במערכת הבריאות.
01:30
So, you see two examples here.
25
75000
2000
אז, אתם רואים כאן שתי דוגמאות.
01:32
One is a lab that is actually a fairly high-end laboratory in Africa.
26
77000
5000
האחת היא מעבדה, למעשה יוקרתית למדי, באפריקה.
01:37
The second is basically an entrepreneur
27
82000
2000
השנייה היא יזם
01:39
who is set up and doing who-knows-what in a table in a market.
28
84000
4000
שפתח שולחן בשוק ועושה אלוהים-יודע-מה.
01:43
I don't know what kind of healthcare is delivered there.
29
88000
3000
אני לא יודע איזה שירותי בריאות ניתנים שם.
01:46
But it's not really what is probably most efficient.
30
91000
5000
אבל כנראה שלא מהסוג היעיל ביותר.
01:51
What is our approach?
31
96000
3000
מהי הגישה שלנו?
01:54
And the way in which one typically approaches
32
99000
3000
והדרך בה ניגשים לרוב
01:57
a problem of lowering cost,
33
102000
3000
לבעיה של הורדת עלויות,
02:00
starting from the perspective of the United States,
34
105000
3000
החל מנקודת המבט של ארה"ב,
02:03
is to take our solution,
35
108000
2000
היא לקחת את הפתרון הקיים,
02:05
and then to try to cut cost out of it.
36
110000
2000
ואז לנסות להוריד ממנו עלויות.
02:07
No matter how you do that,
37
112000
2000
לא משנה כיצד תעשה זאת
02:09
you're not going to start with a 100,000-dollar instrument
38
114000
2000
לא תוכל להתחיל ממכשיר של 100,000 דולר
02:11
and bring it down to no-cost. It isn't going to work.
39
116000
3000
ולהוריד אותו לעלות אפס. זה לא יעבוד.
02:14
So, the approach that we took was the other way around.
40
119000
3000
אז, הגישה שבחרנו היא הפוכה.
02:17
To ask, "What is the cheapest possible stuff
41
122000
2000
לשאול, "מהו הציוד האפשרי הזול ביותר
02:19
that you could make a diagnostic system out of,
42
124000
3000
שניתן לבנות ממנו מערכת איבחון,
02:22
and get useful information,
43
127000
2000
ולקבל מידע שימושי,
02:24
add function?" And what we've chosen is paper.
44
129000
3000
במערכת שעובדת?" והדבר בו בחרנו הוא נייר.
02:27
What you see here is a prototypic device.
45
132000
3000
מה שאתם רואים כאן הוא אב טיפוס של מכשיר.
02:30
It's about a centimeter on the side.
46
135000
2000
אורכו כסנטימטר.
02:32
It's about the size of a fingernail.
47
137000
2000
הוא בערך בגודל של ציפורן.
02:34
The lines around the edges are
48
139000
2000
הקווים מסביב לקצוות
02:36
a polymer.
49
141000
2000
הם פולימר.
02:38
It's made of paper and paper, of course, wicks fluid,
50
143000
4000
הוא עשוי מנייר, ונייר כמובן סופח נוזלים.
02:42
as you know, paper, cloth -- drop wine on the tablecloth,
51
147000
4000
כפי שאתם יודעים, אם נשפך יין על מפת השולחן,
02:46
and the wine wicks all over everything.
52
151000
3000
היין ייספג ויכתים הכל.
02:49
Put it on your shirt, it ruins the shirt.
53
154000
2000
אם הוא נשפך על החולצה, הוא הורס את החולצה.
02:51
That's what a hydrophilic surface does.
54
156000
3000
זה מה שמשטח הידרופילי עושה.
02:54
So, in this device the idea is that you drip
55
159000
2000
אם כן, במכשיר זה הרעיון הוא לטבול
02:56
the bottom end of it in a drop of,
56
161000
2000
את חלקו התחתון בטיפה של,
02:58
in this case, urine.
57
163000
2000
במקרה זה, שתן.
03:00
The fluid wicks its way into those chambers at the top.
58
165000
4000
הנוזל מחלחל אל תוך התאים האלו למעלה.
03:04
The brown color indicates the amount of glucose in the urine,
59
169000
4000
הצבע החום מצביע על כמות הגלוקוז בשתן.
03:08
the blue color indicates the amount of protein in the urine.
60
173000
3000
הצבע הכחול מצביע על כמות החלבונים בשתן.
03:11
And the combination of those two
61
176000
2000
והצירוף של שניהם,
03:13
is a first order shot at a number of
62
178000
2000
הוא שלב ראשוני מתוך מספר
03:15
useful things that you want.
63
180000
3000
דברים שימושיים בהם אתה מעוניין.
03:18
So, this is an example of a device made from a simple piece of paper.
64
183000
3000
אם כן, זוהי דוגמה למכשיר שעשוי מחתיכת נייר פשוטה.
03:21
Now, how simple can you make the production?
65
186000
3000
כמה פשוט תוכל לעשות את תהליך הייצור?
03:24
Why do we choose paper?
66
189000
2000
למה אנו בוחרים בנייר?
03:26
There's an example of the same thing on a finger,
67
191000
3000
הנה דוגמה של מכשיר זהה, על אצבע
03:29
showing you basically what it looks like.
68
194000
2000
שמדגים בפניכם איך הוא בעצם נראה.
03:31
One reason for using paper is that it's everywhere.
69
196000
3000
סיבה אחת לשימוש בנייר היא שהוא מצוי בכל מקום.
03:34
We have made these kinds of devices using
70
199000
2000
בנינו מכשירים כאלה
03:36
napkins and toilet paper
71
201000
3000
ממפיות נייר ומנייר טואלט
03:39
and wraps, and all kinds of stuff.
72
204000
2000
ומעטיפות, ומכל מיני דברים.
03:41
So, the production capability is there.
73
206000
3000
אם כך, יכולת הייצור קיימת.
03:44
The second is, you can put lots and lots
74
209000
2000
הסיבה השנייה היא, שניתן לאחסן המוני
03:46
of tests in a very small place.
75
211000
2000
ערכות בדיקה במקום קטן מאוד.
03:48
I'll show you in a moment that the stack of paper there
76
213000
2000
תכף אראה לכם שערימת הנייר שם
03:50
would probably hold something like
77
215000
2000
יכולה לאחסן משהו כמו
03:52
100,000 tests, something of that kind.
78
217000
3000
100,000 בדיקות. משהו ברמה הזו.
03:55
And then finally, a point that you don't think of so much
79
220000
3000
ולבסוף, נקודה שלא כל כך חושבים עליה
03:58
in developed world medicine:
80
223000
3000
ברפואה בעולם המפותח,
04:01
it eliminates sharps.
81
226000
2000
היא מניעת הצורך בדברים חדים.
04:03
And what sharps means is needles, things that stick.
82
228000
3000
ודברים חדים פירושם מחטים, דברים דוקרים.
04:06
If you've taken a sample of someone's blood
83
231000
2000
אם לקחת דגימת דם ממישהו,
04:08
and the someone might have hepatitis C,
84
233000
3000
שיתכן וסובל מהפטיטיס סי,
04:11
you don't want to make a mistake and stick it in you.
85
236000
2000
לא תרצה לעשות טעות ולהדקר ממנה.
04:13
It just -- you don't want to do that.
86
238000
2000
פשוט, אתה לא רוצה שזה יקרה.
04:15
So, how do you dispose of that? It's a problem everywhere.
87
240000
2000
אז, איך נפטרים ממנה? זאת בעיה כללית.
04:17
And here you simply burn it.
88
242000
2000
וכאן אתם פשוט שורפים אותה.
04:19
So, it's a sort of a practical approach
89
244000
2000
אם כן, זוהי גישה מעשית
04:21
to starting on things.
90
246000
3000
להתחיל בה.
04:24
Now, you say, "If paper is a good idea,
91
249000
3000
כעת, תוכלו להגיד שאם נייר הוא רעיון טוב,
04:27
other people have surely thought of it."
92
252000
2000
בטח אנשים אחרים כבר חשבו על זה.
04:29
And the answer is, of course, yes.
93
254000
3000
והתשובה היא, כמובן, כן.
04:32
Those half of you, roughly,
94
257000
2000
מחצית מכם, בקירוב,
04:34
who are women,
95
259000
2000
שהן הנשים,
04:36
at some point may have had a pregnancy test.
96
261000
2000
יתכן שערכו בדיקת היריון.
04:38
And the most common of these
97
263000
3000
והבדיקות השכיחות ביותר
04:41
is in a device that looks like the thing on the left.
98
266000
3000
הן במכשיר שנראה כמו זה שמשמאל.
04:44
It's something called a lateral flow immunoassay.
99
269000
2000
הוא נקרא "תבחין חיסוני באמצעות זרימה צידית".
04:46
In that particular test,
100
271000
2000
ובבדיקה הספציפית הזאת
04:48
urine either, containing
101
273000
2000
השתן, שעשוי להכיל
04:50
a hormone called HCG, does or does not
102
275000
3000
הורמון שנקרא HCG,
04:53
flow across a piece of paper.
103
278000
2000
זורם על פני חתיכת נייר.
04:55
And there are two bars. One bar indicates that the test is working,
104
280000
4000
ויש שני קווים. אחד מציין שהבדיקה פועלת.
04:59
and if the second bar shows up, you're pregnant.
105
284000
3000
ואם הקו השני מופיע, את בהיריון.
05:02
This is a terrific kind of test in a binary world,
106
287000
3000
זוהי בדיקה נהדרת בעולם בינארי.
05:05
and the nice thing about pregnancy
107
290000
2000
והדבר הנחמד בהריון הוא
05:07
is either you are pregnant or you're not pregnant.
108
292000
2000
שאת בהיריון או שאת לא בהריון.
05:09
You're not partially pregnant or thinking about being pregnant
109
294000
2000
את לא חלקית בהריון או חושבת על להיות בהריון
05:11
or something of that sort.
110
296000
2000
או משהו מסוג זה.
05:13
So, it works very well there,
111
298000
2000
אם כך, זה עובד מצויין במקרה הזה.
05:15
but it doesn't work very well when you need more quantitative information.
112
300000
3000
אבל זה לא עובד כל כך טוב כשאתה זקוק לנתונים כמותיים יותר.
05:18
There are also dipsticks,
113
303000
2000
ישנם גם מקלוני מדידה (dipsticks).
05:20
but if you look at the dipsticks, they're for
114
305000
2000
אבל אם תסתכל על מקלוני המדידה, הם נועדו
05:22
another kind of urine analysis.
115
307000
2000
לסוג שונה של ניתוח השתן.
05:24
There are an awful lot of colors and things like that.
116
309000
3000
ישנם המוני צבעים ודברים מסוג זה.
05:27
What do you actually do about that in a difficult circumstance?
117
312000
3000
מה אתה עושה בנוגע לכך כשהתנאים לא נוחים?
05:30
So, the approach that we started with is to ask:
118
315000
5000
אם כן, הגישה איתה התחלנו, היא לשאול,
05:35
Is it really practical to make things of this sort?
119
320000
4000
האם דברים מסוג זה הם באמת מעשיים?
05:39
And that problem is now, in a purely engineering way, solved.
120
324000
4000
והבעיה הזאת באה על פתרונה כעת, בדרך הנדסית טהורה.
05:43
And the procedure that we have is simply to start with paper.
121
328000
4000
וההליך שלנו הוא פשוט להתחיל עם נייר.
05:47
You run it through a new kind of printer called a wax printer.
122
332000
3000
אתה מעביר אותו דרך סוג חדש של מדפסת שנקראת מדפסת שעווה.
05:50
The wax printer does what looks like printing.
123
335000
3000
מדפסת השעווה מבצעת משהו שנראה כמו הדפסה.
05:53
It is printing. You put that on, you warm it a little bit,
124
338000
3000
היא אכן מדפיסה. אתה שם את זה מעל, מחמם את זה קצת.
05:56
the wax prints through so it absorbs into the paper,
125
341000
3000
השעווה מודפסת דרך זה כך שהיא נספגת בנייר.
05:59
and you end up with the device that you want.
126
344000
2000
ובסופו של דבר מתקבל המכשיר שרצית בו.
06:01
The printers cost 800 bucks now.
127
346000
4000
המדפסות עולות כיום 800 דולר.
06:05
They'll make, we estimate that if you were to run them 24 hours a day
128
350000
3000
אנו מעריכים שאם תפעיל אותן במשך 24 שעות ביממה
06:08
they'd make about 10 million tests a year.
129
353000
3000
הן ייצרו כ-10 מליון בדיקות לשנה.
06:11
So, it's a solved problem, that particular problem is solved.
130
356000
3000
אם כן, זוהי בעיה פתורה. מצאנו פתרון לבעיה הספציפית הזו.
06:14
And there is an example of the kind of thing that you see.
131
359000
2000
וכאן יש דוגמה של סוג הדברים שמתקבלים.
06:16
That's on a piece of 8 by 12 paper.
132
361000
3000
זה מונח על חתיכת נייר בגודל 8 על 12.
06:19
That takes about two seconds to make.
133
364000
2000
את הדבר הזה לוקח כשתי שניות להכין.
06:21
And so I regard that as done.
134
366000
2000
אם כך אני מתייחס לנושא כגמור.
06:23
There is a very important issue here,
135
368000
2000
יש כאן נושא חשוב מאוד,
06:25
which is that because it's a printer,
136
370000
3000
והוא שמשום שמדובר במדפסת,
06:28
a color printer, it prints colors. That's what color printers do.
137
373000
3000
מדפסת צבע, היא מדפיסה צבעים. זה מה שמדפסות צבע עושות.
06:31
I'll show you in a moment, that's actually quite useful.
138
376000
4000
מיד אראה לכם, למעשה זה שימושי למדי.
06:35
Now, the next question that you would like to ask
139
380000
3000
אם כן, השאלה הבאה שתרצו לשאול
06:38
is: What would you like to measure? What would you like to analyze?
140
383000
3000
היא מה ברצונך למדוד? מה ברצונך לנתח?
06:41
And the thing which you'd most like to analyze,
141
386000
3000
והדבר שהכי תרצו לנתח,
06:44
we're a fair distance from.
142
389000
2000
נמצא במרחק הגון מאיתנו.
06:46
It's what's called "fever of undiagnosed origin."
143
391000
4000
זה מה שנקרא "חום גבוה ממקור בלתי-ידוע".
06:50
Someone comes into the clinic,
144
395000
2000
אדם מגיע לקליניקה,
06:52
they have a fever, they feel bad. What do they have?
145
397000
2000
יש לו חום, הוא מרגיש רע, מה יש לו?
06:54
Do they have T.B.? Do they have AIDS?
146
399000
2000
האם יש לו שחפת? האם יש לו איידס?
06:56
Do they have a common cold?
147
401000
2000
האם יש לו צינון פשוט?
06:58
The triage problem. That's a hard problem
148
403000
2000
בעיית המיון הראשוני. זוהי בעיה קשה
07:00
for reasons that I won't go through.
149
405000
2000
מסיבות שלא אכנס אליהן.
07:02
There are an awful lot of things that you'd like to distinguish among.
150
407000
3000
ישנם הרבה מאוד דברים שהיית רוצה להבחין בניהם.
07:05
But then there are a series of things:
151
410000
2000
אבל יש סדרה של דברים,
07:07
AIDS, hepatitis, malaria,
152
412000
2000
איידס, צהבת, מלריה,
07:09
TB, others
153
414000
2000
שחפת, ואחרים.
07:11
and simpler ones, such as guidance of treatment.
154
416000
4000
ובעיות פשוטות יותר כמו הדרכה לגבי אופן הטיפול.
07:15
Now even that's more complicated than you think.
155
420000
3000
אפילו נושא זה הוא מורכב יותר ממה שאתם חושבים.
07:18
A friend of mine works in transcultural psychiatry,
156
423000
4000
ידיד שלי עובד בפסיכיאטריה טרנס-תרבותית (trans-cultural psychiatry).
07:22
and he is interested in the question of
157
427000
2000
והוא מתעניין בשאלה של
07:24
why people do and don't take their meds.
158
429000
3000
למה אנשים לוקחים או לא לוקחים את התרופות שלהם.
07:27
So, Dapsone, or something like that,
159
432000
2000
אז, דפסון (תרופה), או משהו כזה,
07:29
you have to take it for a while.
160
434000
2000
עלייך לקחת את זה לזמן מה.
07:31
He has a wonderful story of talking to a villager in India
161
436000
3000
יש סיפור נפלא על שיחה עם בן כפר בהודו
07:34
and saying, "Have you taken your Dapsone?" "Yes."
162
439000
2000
אומרים לו, "האם לקחת את הדפסון שלך?" "כן."
07:36
"Have you taken it every day?" "Yes."
163
441000
3000
"לקחת אותו כל יום?" "כן."
07:39
"Have you taken if for a month?" "Yes."
164
444000
2000
"לקחת אותו במשך חודש?" "כן."
07:41
What the guy actually meant
165
446000
2000
למעשה מה שהבחור התכוון לומר
07:43
was that he'd fed a 30-day dose of Dapsone
166
448000
2000
זה שהוא האכיל במנה של 30 יום דפסון
07:45
to his dog, that morning.
167
450000
2000
את הכלב שלו, היום בבוקר.
07:47
(Laughter)
168
452000
1000
(צחוק)
07:48
He was telling the truth. Because
169
453000
2000
הוא דיבר אמת. משום
07:50
in a different culture,
170
455000
2000
שבתרבות אחרת,
07:52
the dog is a surrogate for you,
171
457000
2000
הכלב מהווה ממלא מקום שלך,
07:54
you know, "today," "this month," "since the rainy season" --
172
459000
3000
אתם יודעים, "היום", "החודש", "מאז עונת הגשמים",
07:57
there are lots of opportunities for misunderstanding,
173
462000
3000
יש המון הזדמנויות לאי-הבנות.
08:00
and so an issue here is to,
174
465000
2000
אם כן הנושא כאן הוא
08:02
in some cases, to figure out
175
467000
2000
במקרים מסוימים להבין
08:04
how to deal with matters that seem uninteresting,
176
469000
3000
כיצד להתמודד עם נושאים שנדמה שהם לא-מעניינים,
08:07
like compliance.
177
472000
3000
כמו היענות המטופל.
08:10
Now, take a look at what a typical test looks like.
178
475000
4000
ובכן, הסתכלו כיצד נראית בדיקה טיפוסית.
08:14
Prick a finger, you get some blood,
179
479000
2000
דקירה של האצבע, תקבל קצת דם,
08:16
about 50 microliters.
180
481000
2000
בערך 50 מיקרוליטר.
08:18
That's about all you're going to get,
181
483000
2000
זה כל מה שאתה הולך לקבל.
08:20
because you can't use the usual sort of systems.
182
485000
4000
מפני שאתה לא יכול להשתמש בסוג הרגיל של מערכות.
08:24
You can't manipulate it very well,
183
489000
2000
אתה לא יכול לבצע מניפולציות מוצלחות ממש על הדגימה,
08:26
although I'll show something about that in a moment.
184
491000
2000
למרות שתיכף אראה משהו בקשר לכך.
08:28
So, you take the drop of blood, no further manipulations,
185
493000
3000
אם כך, אתה לוקח טיפה של דם, ללא עיבוד נוסף.
08:31
you put it on a little device,
186
496000
2000
אתה שם אותה על מכשיר קטן.
08:33
the device filters out the blood cells, lets the serum go through,
187
498000
4000
המכשיר מסנן החוצה את תאי הדם, מאפשר לנוזל הפלזמה לעבור,
08:37
and you get a series of colors
188
502000
2000
ותקבל סדרה של צבעים
08:39
down in the bottom there.
189
504000
2000
שם בחלק התחתון.
08:41
And the colors indicate "disease" or "normal."
190
506000
4000
והצבעים מציינים מחלה או תקין.
08:45
But even that's complicated,
191
510000
2000
אבל אפילו זה תהליך מסובך.
08:47
because to you, to me, colors might indicate "normal,"
192
512000
4000
מפני שעבורך, עבורי, צבעים עשויים להצביע על תקינות.
08:51
but, after all, we're all suffering from
193
516000
2000
אבל אחרי הכל כולנו סובלים
08:53
probably an excess of education.
194
518000
3000
ממה שעשוי להיות עודף השכלה.
08:56
What you do about something which requires
195
521000
2000
מה תעשה לגבי משהו שדורש
08:58
quantitative analysis?
196
523000
2000
ניתוח כמותי?
09:00
And so the solution that we and many other people
197
525000
3000
וכך הפתרון שאנו ואנשים רבים אחרים
09:03
are thinking about there,
198
528000
2000
חושבים עליו,
09:05
and at this point there is a dramatic flourish,
199
530000
2000
ובנקודה זו יש פריחה דרמטית,
09:07
and out comes the universal solution to everything these days,
200
532000
3000
ועולה הפתרון האוניברסלי להכל בימים אלו,
09:10
which is a cell phone. In this particular case, a camera phone.
201
535000
3000
שהוא הטלפון הסלולרי. במקרה הספציפי הזה, מצלמת טלפון.
09:13
They're everywhere, six billion a month in India.
202
538000
5000
הם בכל מקום, שישה מיליון בחודש, בהודו.
09:18
And the idea is that what one does,
203
543000
3000
והרעיון הוא שמה שהאדם צריך לעשות,
09:21
is to take the device,
204
546000
2000
זה לקחת את המכשיר.
09:23
you dip it, you develop the color,
205
548000
3000
אתה טובל אותו. אתה מפתח את הצבע.
09:26
you take a picture, the picture goes to a central laboratory.
206
551000
3000
אתה מצלם. התמונה מועברת למעבדה מרכזית.
09:29
You don't have to send out a doctor,
207
554000
2000
אתה לא צריך לשלוח רופא.
09:31
you send out somebody who can just take the sample,
208
556000
3000
אתה שולח מישהו שיכול פשוט לקחת את הדגימה.
09:34
and in the clinic either a doctor, or ideally a computer
209
559000
3000
ובקליניקה הרופא, או במצב אידאלי מחשב
09:37
in this case, does the analysis.
210
562000
2000
במקרה זה, מבצע את ניתוח הדגימה.
09:39
Turns out to work actually quite well, particularly when your
211
564000
2000
מסתבר שזה עובד בכלל לא רע, במיוחד כאשר
09:41
color printer has printed the color bars
212
566000
2000
מדפסת הצבע שלך הדפיסה את קווי הצבע
09:43
that indicate how things work.
213
568000
2000
שמציינים איך הדברים עובדים.
09:45
So, my view of the health care worker of the future
214
570000
3000
אם כן, האופן בו אני רואה את עובד שירותי הבריאות של העתיד
09:48
is not a doctor,
215
573000
2000
הוא לא רופא,
09:50
but is an 18-year-old, otherwise unemployed,
216
575000
3000
אלא צעיר בן 18, אשר בנסיבות אחרות היה מובטל
09:53
who has two things: He has a backpack full of these tests,
217
578000
2000
וברשותו שני דברים. תרמיל גב מלא בבדיקות הללו,
09:55
and a lancet to occasionally take a blood sample,
218
580000
3000
ואיזמל ניתוחים שיאפשר לו מדי פעם לקחת דגימות דם,
09:58
and an AK-47.
219
583000
2000
ורובה קלשניקוב.
10:00
And these are the things that get him through his day.
220
585000
5000
ואלו הדברים שיאפשרו לו לצלוח את יומו.
10:05
There's another very interesting connection here,
221
590000
2000
יש כאן קשר נוסף מעניין מאוד.
10:07
and that is that what one wants to do
222
592000
2000
והוא שהמטרה כאן
10:09
is to pass through useful information
223
594000
3000
היא להעביר מידע שימושי
10:12
over what is generally a pretty awful telephone system.
224
597000
4000
דרך מערכת טלפון שהיא לרוב גרועה למדי.
10:16
It turns out there's an enormous amount of information
225
601000
3000
מתברר שיש בחוץ כמויות עצומות של מידע
10:19
already available on that subject, which is the Mars rover problem.
226
604000
3000
זמין בנושא זה, וזוהי למעשה בעיית Mars Rover (רובוט של נאס"א).
10:22
How do you get back an accurate view of the color on Mars
227
607000
4000
איך תקבל תצפית מדוייקת של הצבע על מאדים,
10:26
if you have a really terrible bandwidth to do it with?
228
611000
4000
אם יש לך רוחב פס ממש גרוע?
10:30
And the answer is not complicated
229
615000
2000
והתשובה לא מסובכת.
10:32
but it's one which I don't want to go through here,
230
617000
2000
אך אני לא רוצה לדון בה כאן,
10:34
other than to say that the communication systems
231
619000
3000
רק אומר שמערכות התקשורת
10:37
for doing this are really pretty well understood.
232
622000
2000
המשמשות לכך מובנות היטב.
10:39
Also, a fact which you may not know
233
624000
3000
בנוסף, עובדה שאולי לא ידעתם,
10:42
is that the compute capability of this thing
234
627000
3000
היא שיכולת החישוב של הדבר הזה
10:45
is not so different from the compute capability
235
630000
2000
אינה שונה מאוד מיכולת החישוב
10:47
of your desktop computer.
236
632000
2000
של המחשב הביתי שלך.
10:49
This is a fantastic device which is only beginning to be tapped.
237
634000
3000
זהו מכשיר פנטסטי שרק מתחיל להיות מנוצל.
10:52
I don't know whether the idea of one computer, one child
238
637000
4000
אני לא יודע האם הרעיון של מחשב אחד, ילד אחד
10:56
makes any sense. Here's the computer of the future,
239
641000
3000
הוא הגיוני. הנה המחשב של העתיד.
10:59
because this screen is already there and they're ubiquitous.
240
644000
5000
משום שהמסך כבר שם והם יכולים להימצא בכל מקום בו זמנית.
11:04
All right now let me show you just a little bit about advanced devices.
241
649000
2000
כעת הרשו לי להציג בפניכם בקצרה את המכשירים המתקדמים.
11:06
And we'll start by posing a little problem.
242
651000
3000
ונתחיל בהצגת בעיה קטנה.
11:09
What you see here is another centimeter-sized device,
243
654000
3000
מה שאתם רואים כאן הוא מכשיר נוסף בגודל ס"מ.
11:12
and the different colors are different colors of dye.
244
657000
4000
והצבעים השונים הם צבעי הדפסה שונים.
11:16
And you notice something which might strike you as
245
661000
2000
ואתם מבחינים במשהו שאולי יראה לכם
11:18
a little bit interesting,
246
663000
2000
מעט מעניין,
11:20
which is the yellow seems to disappear,
247
665000
3000
והוא שהצהוב נראה כנעלם,
11:23
get through the blue, and then get through the red.
248
668000
3000
עובר דרך הכחול, ואז דרך האדום.
11:26
How does that happen? How do you make something flow through something?
249
671000
3000
איך זה קורה? איך אתה גורם למשהו לזרום דרך משהו אחר?
11:29
And, of course the answer is, "You don't."
250
674000
2000
וכמובן שהתשובה היא, "אתה לא".
11:31
You make it flow under and over.
251
676000
2000
אתה גורם לו לזרום מתחת ומעל.
11:33
But now the question is: How do you make it flow
252
678000
2000
אבל כעת השאלה היא, איך אתה גורם לו לזרום
11:35
under and over in a piece of paper?
253
680000
3000
מתחת ומעל בתוך חתיכת נייר?
11:38
The answer is that what you do,
254
683000
3000
והתשובה היא שמה שאתה עושה,
11:41
and the details are not terribly important here,
255
686000
3000
והפרטים לא מאוד חשובים כאן,
11:44
is to make something more elaborate:
256
689000
2000
זה לקחת משהו ולשכלל אותו,
11:46
You take several different layers of paper,
257
691000
2000
אתה לוקח מספר שכבות שונות של נייר,
11:48
each one containing its own little fluid system,
258
693000
3000
כל אחת מכילה מערכת נוזלים קטנה משל עצמה,
11:51
and you separate them by pieces of,
259
696000
2000
ואתה מפריד בניהן על ידי חתיכות של,
11:53
literally, double-sided carpet tape,
260
698000
3000
פשוטו כמשמעו, דבק שטיחים דו-צדדי.
11:56
the stuff you use to stick the carpets onto the floor.
261
701000
3000
זה שמשתמשים בו כדי להדביק שטיחים לריצפה.
11:59
And the fluid will flow from one layer into the next.
262
704000
3000
והנוזל יזרום משכבה אחת לבאה אחריה.
12:02
It distributes itself, flows through further holes,
263
707000
3000
הוא מתפזר, זורם דרך חורים נוספים,
12:05
distributes itself.
264
710000
2000
מתפזר.
12:07
And what you see, at the lower right-hand side there,
265
712000
3000
ומה שאתם רואים בצד הימני התחתון שם
12:10
is a sample in which a single sample
266
715000
2000
הוא דוגמה בה דוגמית בודדת
12:12
of blood has been put on the top,
267
717000
3000
של דם הונחה על הקצה העליון,
12:15
and it has gone through and distributed itself
268
720000
3000
והיא זרמה והתפצלה
12:18
into these 16 holes on the bottom,
269
723000
3000
לתוך 16 החורים האלו בתחתית,
12:21
in a piece of paper -- basically it looks like a chip,
270
726000
2000
בפיסת נייר, למעשה זה נראה כמו שבב,
12:23
two pieces of paper thick.
271
728000
3000
שתי חתיכות של נייר עבה.
12:26
And in this particular case we were just interested in
272
731000
2000
ובמקרה הספציפי הזה היינו מעוניינים רק
12:28
the replicability of that.
273
733000
2000
ביכולת השחזור של זה.
12:30
But that is, in principle, the way you solve
274
735000
2000
אבל באופן עקרוני, זו הדרך בה ניתן לפתור
12:32
the "fever of unexplained origin" problem,
275
737000
2000
את בעיית ה"חום גבוה ממקור לא מוסבר".
12:34
because each one of those spots then becomes
276
739000
2000
משום שכל אחת מהנקודות האלו הופכת
12:36
a test for a particular set of markers
277
741000
3000
למבחן עבור קבוצה מסויימת של סממנים
12:39
of disease,
278
744000
2000
של מחלה.
12:41
and this will work in due course.
279
746000
2000
וזה יעבוד בעתיד הקרוב.
12:43
Here is an example of a slightly more complicated device.
280
748000
3000
והנה דוגמה של מכשיר מעט מורכב יותר.
12:46
There's the chip.
281
751000
2000
זהו השבב.
12:48
You dip in a corner. The fluid goes into the center.
282
753000
2000
אתה טובל את אחת הפינות. הנוזל עובר למרכז.
12:50
It distributes itself out into these various
283
755000
3000
הוא מתפזר כלפי חוץ לתוך
12:53
wells or holes, and turns color,
284
758000
2000
החורים והנקבים, והופך לצבע.
12:55
and all done with paper and carpet tape.
285
760000
3000
והכל נעשה באמצעות נייר ודבק שטיחים.
12:58
So, I think it's as low-cost
286
763000
2000
אם כך, אני חושב שניתן להוזיל עלויות
13:00
as we're likely to be able to come up and make things.
287
765000
4000
בהתאם ליכולתנו להמציא וליצור דברים.
13:04
Now, I have one last, two last little stories
288
769000
3000
כעת, יש לי סיפור אחד, שני סיפורים אחרונים
13:07
to tell you, in finishing off this business.
289
772000
3000
לספר לכם, לסיכום של העסק הזה.
13:10
This is one: One of the things that one does occasionally
290
775000
3000
זה הראשון. אחד הדברים שצריך לעשות לפעמים
13:13
need to do is to separate blood cells from serum.
291
778000
3000
זה להפריד תאי דם מנוזל הפלזמה.
13:16
And the question was,
292
781000
3000
והשאלה היתה,
13:19
here we do it by taking a sample,
293
784000
2000
כאן אנו עושים זאת על ידי לקיחת דגימה.
13:21
we put it in a centrifuge,
294
786000
3000
אנחנו שמים אותה במכשיר צנטריפוגה.
13:24
we spin it, and you get blood cells out. Terrific.
295
789000
4000
אנו מסובבים אותה, ומתקבלת הפרדה של תאי הדם. נפלא.
13:28
What happens if you don't have an electricity,
296
793000
2000
מה היה קורה אילו לא היה לך חשמל,
13:30
and a centrifuge, and whatever?
297
795000
2000
וצנטריפוגה, וכולי?
13:32
And we thought for a while of how you might do this
298
797000
3000
וחשבנו במשך זמן מה כיצד ניתן לעשות זאת.
13:35
and the way, in fact, you do it is what's shown here.
299
800000
2000
והדרך, למעשה, בה עושים זאת, היא מה שמוצג כאן.
13:37
You get an eggbeater,
300
802000
2000
אתה לוקח מטרפת ביצים,
13:39
which is everywhere, and you saw off a blade,
301
804000
3000
שניתן להשיג בכל מקום. ואתה מסיר את הלהב.
13:42
and then you take tubing,
302
807000
2000
ואז אתה לוקח צינורית,
13:44
and you stick it on that. You put the blood in, you spin it --
303
809000
2000
ומחבר אותה. אתה מכניס לתוכה את הדם. אתה מסובב את זה.
13:46
somebody sits there and spins it.
304
811000
2000
מישהו יושב שם ומסובב את זה.
13:48
It works really, really well.
305
813000
2000
זה עובד ממש ממש טוב.
13:50
And we sat down, we did the physics of eggbeaters
306
815000
2000
ואנחנו אמרנו שבנינו את הפיזיקה של מטרפת ביצים
13:52
and self-aligning tubes and all the rest of that kind of thing,
307
817000
3000
וצינוריות שמסתדרות מעצמן וכל יתר הדבר מסוג זה,
13:55
sent it off to a journal.
308
820000
2000
שלחנו את זה לכתב-עת מדעי.
13:57
We were very proud of this, particularly the title,
309
822000
2000
היינו מאוד גאים בזה, במיוחד בכותרת
13:59
which was "Eggbeater as Centrifuge."
310
824000
2000
שהייתה "מטרף ביצים כצנטריפוגה".
14:01
(Laughter)
311
826000
1000
(צחוק)
14:02
And we sent it off, and by return mail it came back.
312
827000
3000
ושלחנו את זה, וזה חזר בדואר.
14:05
I called up the editor and I said,
313
830000
2000
התקשרתי לעורך ואמרתי,
14:07
"What's going on? How is this possible?"
314
832000
2000
"מה מתרחש פה? איך זה יכול להיות?"
14:09
The editor said, with enormous disdain,
315
834000
3000
העורך אמר, בבוז עצום,
14:12
"I read this.
316
837000
2000
"קראתי את זה.
14:14
And we're not going to publish it, because we only
317
839000
2000
ואנחנו לא הולכים לפרסם את זה, מפני שאנחנו
14:16
publish science."
318
841000
2000
מפרסמים רק מדע."
14:18
And it's an important issue
319
843000
2000
וזה נושא חשוב
14:20
because it means that we have to,
320
845000
2000
משום שזה אומר שאנחנו חייבים,
14:22
as a society,
321
847000
2000
כחברה,
14:24
think about what we value.
322
849000
2000
לחשוב למה אנחנו בוחרים לתת חשיבות.
14:26
And if it's just papers and phys. rev. letters,
323
851000
2000
ואם זה רק לנייר ולכתבי עת מדעיים,
14:28
we've got a problem.
324
853000
3000
אנחנו בבעיה.
14:31
Here is another example of something which is --
325
856000
3000
וכאן יש דוגמה נוספת של משהו ש --
14:34
this is a little spectrophotometer.
326
859000
2000
זה ספקטרופוטומטר קטן.
14:36
It measures the absorption of light in a sample
327
861000
3000
הוא מודד את בליעת האור בדגימה,
14:39
The neat thing about this is, you have light source that flickers
328
864000
3000
הדבר היעיל שבו הוא, שיש לך מקור אור שמהבהב
14:42
on and off at about 1,000 hertz,
329
867000
2000
בתדירות של כ-1,000 הרץ.
14:44
another light source that detects that light at 1,000 hertz,
330
869000
4000
מקור אור נוסף שמזהה את האור ב-1,000 הרץ.
14:48
and so you can run this system in broad daylight.
331
873000
3000
וכך אתה יכול להריץ את המערכת באור יום מלא.
14:51
It performs about equivalently
332
876000
2000
הביצועים שלה כמעט זהים
14:53
to a system that's in the order of
333
878000
3000
לאלו של מערכת מסדר גודל של
14:56
100,000 dollars.
334
881000
2000
100,000 דולר.
14:58
It costs 50 dollars. We can probably make it for 50 cents,
335
883000
3000
זה עולה 50 דולר. סביר להניח שנוכל להוריד את העלות ל-50 סנט,
15:01
if we put our mind to it.
336
886000
2000
אם רק נקדיש לכך מחשבה.
15:03
Why doesn't somebody do it? And the answer is,
337
888000
2000
למה אף אחד לא עושה זאת? והתשובה היא,
15:05
"How do you make a profit in a capitalist system, doing that?"
338
890000
4000
"איך תוכל להפוך את זה לריווחי במערכת קפיטליסטית?"
15:09
Interesting problem.
339
894000
3000
בעיה מעניינת.
15:12
So, let me finish by saying
340
897000
2000
אם כן, הרשו לי לסיים בכך שאומר
15:14
that we've thought about this as a kind of engineering problem.
341
899000
4000
שהתייחסנו לזה כאל סוג של בעיה הנדסאית.
15:18
And we've asked: What is the scientific unifying idea here?
342
903000
6000
ושאלנו, מהו הרעיון המדעי הכללי כאן?
15:24
And we've decided that we should think about this
343
909000
1000
והחלטנו שעלינו לחשוב על זה
15:25
not so much in terms of cost,
344
910000
2000
לא במושגים של עלות,
15:27
but in terms of simplicity.
345
912000
2000
אלא במושגים של פשטות.
15:29
Simplicity is a neat word. And you've got to think about
346
914000
2000
פשטות היא מילה יפה. ועליכם לחשוב על
15:31
what simplicity means.
347
916000
2000
מה המשמעות של פשטות.
15:33
I know what it is but I don't actually know what it means.
348
918000
4000
אני יודע מה זה פשטות אבל למעשה אינני יודע מה המשמעות שלה.
15:37
So, I actually was interested enough in this to put together
349
922000
2000
אז, הנושא עניין אותי מספיק כדי לאגד
15:39
several groups of people.
350
924000
4000
מספר קבוצות של אנשים יחד.
15:43
And the most recent involved a couple of people at MIT,
351
928000
3000
והקבוצות האחרונות כללו מספר אנשים במכון הטכנולוגי MIT,
15:46
one of them being an exceptionally bright kid
352
931000
2000
אחד מהם הוא בחור מבריק בצורה יוצאת מן הכלל
15:48
who is one of the very few people I would think of
353
933000
2000
והוא אחד האנשים הבודדים שאני יכול לחשוב עליהם
15:50
who's an authentic genius.
354
935000
2000
שהם גאונים אמיתיים.
15:52
We all struggled for an entire day to think about simplicity.
355
937000
4000
כולנו התאמצנו במשך יום שלם כדי לחשוב על פשטות.
15:56
And I want to give you the answer of this
356
941000
2000
ואני רוצה לתת לכם את התשובה
15:58
deep scientific thought.
357
943000
3000
של המחשבה המדעית העמוקה הזו.
16:01
(Laughter)
358
946000
3000
[מה היא פשטות? "אי אפשר לדפוק את זה"] (צחוק)
16:04
So, in a sense, you get what you pay for.
359
949000
3000
אפשר להסתכל על זה כך, אתה מקבל את מה ששילמת עליו.
16:07
Thank you very much.
360
952000
2000
תודה רבה.
16:09
(Laughter)
361
954000
1000
(צחוק)
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