TEDGlobal 2012
Manu Prakash: A 50-cent microscope that folds like origami
마누 프라카쉬: 종이접기처럼 접을 수 있는 50센트짜리 현미경
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종이인형을 떼어 보거나 종이학을 접어보신 적이 있으신가요? TED 멤버인 마누 프라카쉬와 그의 팀이 쉽게 접어서 쓸 수 있는 현미경을 만들었습니다. 이 발명품이 개발도상국의 보건에 어떤 혁명을 가져다 줄 지... 그리고 재미 있게 체험할 수 있는 과학실험으로 만들어 주는 놀라운 시연회를 보십시오.
Manu Prakash - Physicist, inventor
TED Fellow Manu Prakash is on a mission to bring radical new technology to global health. Full bio
TED Fellow Manu Prakash is on a mission to bring radical new technology to global health. Full bio
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1800년의 일입니다.
00:12
The year is 1800.
0
747
2323
00:15
A curious little invention is being talked about.
1
3070
3056
신기한 발명이 논의중이었습니다.
00:18
It's called a microscope.
2
6126
3081
현미경이라고 하는 것이죠.
00:21
What it allows you to do
3
9207
1779
그것으로 무엇을 하느냐면
00:22
is see tiny little lifeforms
4
10986
2642
우리 육안으로는 볼 수 없는
00:25
that are invisible to the naked eye.
5
13628
2487
아주 작은 생물체를 보는 겁니다.
00:28
Soon comes the medical discovery
6
16115
2028
그리고 곧 바로 이 작은 생물체들이 실제로
00:30
that many of these lifeforms are actually causes
7
18143
3085
끔찍한 질병의 원인이라는
00:33
of terrible human diseases.
8
21228
2191
의학적인 발견을 하게 됩니다.
00:35
Imagine what happened to the society
9
23419
2785
사회에 어떤 일이 벌어졌을 지 상상해 보세요.
00:38
when they realized
10
26204
1988
그들이
00:40
that an English mom in her teacup
11
28192
2816
영국의 한 어머니가 마시고 있는 차 한잔이
00:43
actually was drinking a monster soup,
12
31008
3136
사실은 괴물 수프라는 것을 깨달았을 때 말입니다.
00:46
not very far from here. This is from London.
13
34144
3149
여기서 멀지도 않은 런던에서 말이죠.
00:49
Fast forward 200 years.
14
37293
2842
200년을 앞으로 돌려 보면
00:52
We still have this monster soup around,
15
40135
2132
우리 주변에는 아직도 이 괴물 수프가 있고,
00:54
and it's taken hold in the developing countries
16
42267
2855
특히 개발도상국가들을 장악하고 있습니다.
00:57
around the tropical belt.
17
45122
2416
열대지방 주변에요.
00:59
Just for malaria itself,
18
47538
2563
말라리아 하나만 봐도
01:02
there are a million deaths a year,
19
50101
2445
연간 백만명이 사망합니다.
01:04
and more than a billion people
20
52546
1746
10억명 넘는 사람들이
01:06
that need to be tested because they are at risk
21
54292
2648
검사가 필요합니다.
다른 말라리아 종 감염 위험이 있기 때문이죠.
01:08
for different species of malarial infections.
22
56940
3235
01:12
Now it's actually very simple to put a face
23
60175
2811
사실 이 괴물들을 들여다 보는게
매우 간단합니다.
01:14
to many of these monsters.
24
62986
1795
01:16
You take a stain, like acridine orange
25
64781
2627
아크리딘 오렌지나
01:19
or a fluorescent stain or Giemsa,
26
67408
2117
형광얼룩 또는 염색시약인 김자액과 같은 얼룩을
01:21
and a microscope, and you look at them.
27
69525
3113
현미경으로 들여다 보십시요.
01:24
They all have faces.
28
72638
2380
모두 얼굴을 가지고 있습니다.
01:27
Why is that so, that Alex in Kenya,
29
75018
2638
어째서 케냐의 알렉스가
01:29
Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,
30
77656
3228
방글라데시의 파티마, 뭄바이의 나브주트가
01:32
and Julie and Mary in Uganda still wait months
31
80884
3421
그리고 우간다의 줄리와 메리가 몇 개월씩이나
01:36
to be able to diagnose why they are sick?
32
84305
3579
질병의 원인을 진단 받기 위해 기다려야 할까요?
01:39
And that's primarily because scalability
33
87884
3026
그것은 일차적으로 진단의 확장가능성이
01:42
of the diagnostics is completely out of reach.
34
90910
3032
그들에게 미치지 못하기 때문입니다.
01:45
And remember that number: one billion.
35
93942
3916
그리고 10억명이라는 숫자를 생각해보십시오.
01:49
The problem lies with the microscope itself.
36
97858
3901
문제는 현미경 그 자체에 있습니다.
01:53
Even though the pinnacle of modern science,
37
101759
2376
현대 과학이 첨단으로 발전했지만
01:56
research microscopes are
not designed for field testing.
not designed for field testing.
38
104135
3135
연구용 현미경들은
현장 검사용으로 제작되지 않았죠.
현장 검사용으로 제작되지 않았죠.
01:59
Neither were they first designed
39
107270
1680
애초에 질병을 진단하기 위해
02:00
for diagnostics at all.
40
108950
2151
만들어진 것도 아니었습니다.
02:03
They are heavy, bulky, really hard to maintain,
41
111101
3388
무겁고, 큰 데다가, 관리하기도 정말 힘들고
02:06
and cost a lot of money.
42
114489
2301
비용이 아주 많이 듭니다.
02:08
This picture is Mahatma Gandhi in the '40s
43
116790
3405
이 사진은 1940년대에 마하트마 간디가 수련원에서
02:12
using the exact same setup
that we actually use today
that we actually use today
44
120195
3294
현미경을 오늘날 결핵을 진단할 때 쓰는 똑같은 자세로
02:15
for diagnosing T.B. in his ashram
45
123489
2684
보는 모습입니다.
02:18
in Sevagram in India.
46
126173
2445
인도의 세바그램에서요.
02:20
Two of my students, Jim and James,
47
128618
3327
저의 제자인 짐과 제임스는
02:23
traveled around India and Thailand,
48
131945
2320
이 문제에 대해 고민하기 시작하면서
02:26
starting to think about this problem a lot.
49
134265
2252
인도와 태국을 여행했습니다.
02:28
We saw all kinds of donated equipment.
50
136517
2475
우리는 온갖 종류의 기증된 기구들을 보았습니다.
02:30
We saw fungus growing on microscope lenses.
51
138992
2912
현미경 렌즈에서 서식하는 곰팡이를 보았구요.
02:33
And we saw people who had a functional microscope
52
141904
2195
멀쩡한 현미경을 갖고도
02:36
but just didn't know how to even turn it on.
53
144099
2951
어떻게 작동 시키는지 모르는 사람들도 봤습니다.
02:39
What grew out of that work and that trip
54
147050
2640
이 일과 여행을 통해 생각해 낸 것이
02:41
was actually the idea of what we call Foldscopes.
55
149690
3751
"폴드스코프"라고 부르는 것입니다.
02:45
So what is a Foldscope?
56
153441
1823
폴드스코프가 무엇일까요?
02:47
A Foldscope is a completely functional microscope,
57
155264
3549
이것은 완벽하게 작동하는 현미경으로서
02:50
a platform for fluorescence, bright-field,
58
158813
3130
형광, 명시야,
02:53
polarization, projection,
59
161943
1575
편광, 투사,
02:55
all kinds of advanced microscopy
60
163518
2568
모든 종류의 앞선 현미경 검사기술이
02:58
built purely by folding paper.
61
166086
3215
오직 종이접기로 만들어진 것입니다.
03:01
So, now you think, how is that possible?
62
169301
2861
여러분 생각에 "그게 어떻게 가능하지?" 하시겠죠.
03:04
I'm going to show you some examples here,
63
172162
1963
여러분께 샘플을 보여드리고
03:06
and we will run through some of them.
64
174125
1801
몇 개를 시연해 드리겠습니다.
03:07
It starts with a single sheet of paper.
65
175926
3784
이것은 종이 한 장으로 시작합니다.
03:11
What you see here is all the possible components
66
179710
3371
여러분께서 여기 보시는 것이
실제로 작동하는 명시야
형광현미경을 만드는 부품들입니다.
형광현미경을 만드는 부품들입니다.
03:15
to build a functional bright-field
and fluorescence microscope.
and fluorescence microscope.
67
183081
4425
03:19
So, there are three stages:
68
187506
1809
자, 세 가지 단계로 이루어집니다.
03:21
There is the optical stage, the illumination stage
69
189315
2749
광학 단계, 조명 단계,
03:24
and the mask-holding stage.
70
192064
2468
그리고 표본 장착 단계입니다.
03:26
And there are micro optics at the bottom
71
194532
1872
아래쪽에는 현미경 렌즈가
03:28
that's actually embedded in the paper itself.
72
196404
2874
종이 자체에 끼워져 있습니다.
03:31
What you do is, you take it on,
73
199278
2504
어떻게 하시는 거냐면
03:33
and just like you are playing like a toy,
74
201782
2776
장난감을 가지고 놀 듯이,
03:36
which it is,
75
204558
3087
정말 그래요
03:40
I tab it off,
76
208584
3030
뜯어 내고
03:47
and I break it off.
77
215039
2182
분리 시킵니다.
03:49
This paper has no instructions and no languages.
78
217221
2724
여기에는 사용방법이나 글이 쓰여 있지 않습니다.
03:51
There is a code, a color code embedded,
79
219945
2319
색깔이 들어 있는 코드가 있어서
03:54
that tells you exactly how to
fold that specific microscope.
fold that specific microscope.
80
222264
4611
현미경을 어떻게 접어야 할 지 정확하게 알려줍니다.
03:58
When it's done, it looks something like this,
81
226875
2649
완성되면, 이렇게 생겼죠.
04:01
has all the functionalities of a standard microscope,
82
229524
2731
표준 현미경의 모든 기능이 들어있습니다.
04:04
just like an XY stage,
83
232255
1881
표본 슬라이드를 올려 놓는
04:06
a place where a sample slide could go,
84
234136
4421
현미경 관찰대 같은 곳도 있습니다.
04:10
for example right here.
85
238557
2540
바로 여기에요.
04:13
We didn't want to change this,
86
241097
1512
우리는 이것을 바꾸고 싶지 않았습니다.
04:14
because this is the standard
87
242609
1372
왜냐하면 이것이 수년 동안
04:15
that's been optimized for over the years,
88
243981
1853
최적화된 표준이고
04:17
and many health workers are actually used to this.
89
245834
2696
실제 보건담당자들이 이것에 익숙하기 때문입니다.
04:20
So this is what changes,
90
248530
1461
그러니까 이것이 바뀐 것이고
04:21
but the standard stains all remain the same
91
249991
2167
여러가지 다른 질병들에 대한
04:24
for many different diseases.
92
252158
1775
표준슬라이드는 그대로입니다.
04:25
You pop this in.
93
253933
2932
이것을 끼워 넣습니다.
04:28
There is an XY stage,
94
256865
3886
관찰대가 있습니다.
04:32
and then there is a focusing stage,
95
260751
1973
그리고 굴곡 기능을 가진
04:34
which is a flexure mechanism
96
262724
1866
초점을 맞추는 단계가 있습니다.
04:36
that's built in paper itself that allows us to move
97
264590
2553
그것은 종이에 장착되어 있어서
04:39
and focus the lenses by micron steps.
98
267143
2981
마이크론 단위로 움직여 초점을 맞추게 해 줍니다.
04:42
So what's really interesting about this object,
99
270124
2133
이 현미경에는 아주 재미있는 점이 있습니다.
04:44
and my students hate when I do this,
100
272257
1883
제 학생들은 제가 이럴때 아주 싫어하는데요.
04:46
but I'm going to do this anyway,
101
274140
1761
어쨌든 이걸 보여드리겠습니다.
04:47
is these are rugged devices.
102
275901
1956
이게 정말 튼튼하다는 겁니다.
04:49
I can turn it on and throw it on the floor
103
277857
4577
이걸 작동시켜서 바닥에 던져요.
04:54
and really try to stomp on it.
104
282434
2952
아주 쾅쾅 밟아 버립니다.
04:57
And they last, even though they're designed
105
285386
2375
그래도 견딥니다. 이것이 종이같은
04:59
from a very flexible material, like paper.
106
287761
3463
부드러운 재료로 만들어 졌는데도 말입니다.
05:03
Another fun fact is, this is what we actually
107
291224
2852
다른 재미있는 것은, 이것이 실제로
05:06
send out there as a standard diagnostic tool,
108
294076
4055
표준 진단 기구로 보냈던 것이라는 사실입니다.
05:10
but here in this envelope
109
298131
1769
그런데 여기 봉투 안에
05:11
I have 30 different foldscopes
110
299900
2391
30가지의 폴드스코프가 있습니다.
05:14
of different configurations all in a single folder.
111
302291
5731
모두 다른 구성을 가진 것이
이 봉투 하나 안에 말이죠.
이 봉투 하나 안에 말이죠.
05:20
And I'm going to pick one randomly.
112
308022
1812
여기서 아무거나 하나 집겠습니다.
05:21
This one, it turns out, is actually designed
113
309834
2082
이것은, 실제로 말라리아용으로
05:23
specifically for malaria,
114
311916
1563
제작된 것입니다.
05:25
because it has the fluorescent filters built
115
313479
2311
이것은 말라리아 진단용으로 된
05:27
specifically for diagnosing malaria.
116
315790
2097
형광필터를 갖고 있기 때문입니다.
05:29
So the idea of very specific diagnostic microscopes
117
317887
3928
그래서 특수 진단 현미경의 아이디어가
05:33
comes out of this.
118
321815
1766
이렇게 나오게 됩니다.
05:35
So up till now, you didn't actually see
119
323581
2939
자, 지금까지, 제가 이 장치를 가지고
05:38
what I would see from one of these setups.
120
326520
2957
보는 것을 여러분이 실제로 보지는 못하셨죠.
05:41
So what I would like to do is,
121
329477
1681
그래서 이렇게 하겠습니다.
05:43
if we could dim the lights, please,
122
331158
1626
조명을 좀 낮춰 주시겠습니까?
05:44
it turns out foldscopes are
also projection microscopes.
also projection microscopes.
123
332784
3665
폴드스코프 또한 투사현미경입니다.
05:48
I have these two microscopes that I'm going to turn --
124
336449
2534
작동시키려는 두 개의 현미경이 있습니다.
05:50
go to the back of the wall --
125
338983
1753
뒤로 가서
05:52
and just project, and this way you will see
126
340736
1708
투사하면, 이렇게 보시게 됩니다.
05:54
exactly what I would see.
127
342444
2120
정확하게 제가 보는 것을요.
05:56
What you're looking at --
128
344564
1786
지금 보시는 것이
05:58
(Applause) —
129
346350
2383
(박수)
06:00
This is a cross-section of a compound eye,
130
348733
2636
이게 겹눈의 횡단면입니다.
06:03
and when I'm going to zoom in closer, right there,
131
351369
2351
여기를 바로 확대하면
06:05
I am going through the z-axis.
132
353720
2244
Z 축을 통과합니다.
06:07
You actually see how the lenses are cut together
133
355964
3024
실제로 눈들이 횡단면의 모양으로
06:10
in the cross-section pattern.
134
358988
1573
절단되어 있는게 보이실 겁니다.
06:12
Another example, one of my favorite insects,
135
360561
2556
다른 예는 제가 제일 좋아하는 곤충들 중 하나인데요.
06:15
I love to hate this one,
136
363117
1977
정말 얄미운 녀석입니다.
06:17
is a mosquito,
137
365094
1781
바로 모기죠.
06:18
and you're seeing the antenna of a culex pipiens.
138
366875
3762
작은 빨간집 모기의 더듬이를 보고 계십니다.
06:22
Right there.
139
370637
3363
바로 여기요.
06:26
All from the simple setup that I actually described.
140
374000
4213
모두 제가 설명드린 이 간단한 기구로 보는 것입니다.
06:30
So my wife has been field testing
141
378213
1773
제 아내가 우리 현미경을 가지고
06:31
some of our microscopes
142
379986
2000
현장 테스트를 하고 있는데요.
06:33
by washing my clothes whenever I forget them
143
381986
2481
제가 건조기 빨래안에 그것을 놓고 깜빡 했을 때마다
06:36
in the dryer.
144
384467
2029
세탁기를 돌려요.
06:38
So it turns out they're waterproof, and --
145
386496
2800
방수도 되더라구요.
06:41
(Laughter) —
146
389296
1788
(웃음)
06:43
right here is just fluorescent water,
147
391084
2498
여기 형광액이 있습니다.
06:45
and I don't know if you can actually see this.
148
393582
1550
이게 보이실지 모르겠습니다만
06:47
This also shows you how
the projection scope works.
the projection scope works.
149
395132
2389
투사 현미경이 어떻게 작동하는지 보여줍니다.
06:49
You get to see the beam the
way it's projected and bent.
way it's projected and bent.
150
397521
3653
빛이 나오고 굴절하는 것을 볼 수 있어요.
06:56
Can we get the lights back on again?
151
404199
2940
조명을 다시 켜 주시겠습니까?
06:59
So I'm quickly going to show you,
152
407139
1787
제가 시간이 다 되어 가고 있어서
07:00
since I'm running out of time,
153
408926
2049
이것만 얼른 보여드리겠습니다.
07:02
in terms of how much it costs for us to manufacture,
154
410975
2426
이것을 제작하는데 드는 비용의 측면에서
07:05
the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,
155
413401
3080
최고의 아이디어는 두루마리로 제작하는 겁니다.
07:08
so we built this out of 50 cents of parts and costs.
156
416481
3122
그래서 이것을 50센트(약 500원)로 만들었습니다.
07:11
(Applause)
157
419603
2859
(박수)
07:14
And what this allows us to do
158
422462
2095
이것은 우리에게
07:16
is to think about a new paradigm in microscopy,
159
424557
2336
현미경검사의 새로운 패러다임을 생각하게 합니다.
07:18
which we call use-and-throw microscopy.
160
426893
2017
1회용 현미경검사라고 부르는 것이죠.
07:20
I'm going to give you a quick snapshot
161
428910
2089
여기에 들어가는 부품들을 보여주는
07:22
of some of the parts that go in.
162
430999
1763
빠른 화면을 보여드리겠습니다.
07:24
Here is a sheet of paper.
163
432762
1459
종이 한 장이 있구요.
07:26
This is when we were thinking about the idea.
164
434221
2089
이게 저희들이 아이디어를 짜내고 있던 것입니다.
07:28
This is an A4 sheet of paper.
165
436310
1355
이건 A4 용지입니다.
07:29
These are the three stages that you actually see.
166
437665
1981
보시는 것은 세 가지 단계입니다.
07:31
And the optical components, if you
look at the inset up on the right,
look at the inset up on the right,
167
439646
3430
오른쪽에 끼워 넣는 것을 보시면, 광학부품이구요.
07:35
we had to figure out a way to manufacture lenses
168
443076
2427
종이 자체 안에 고성능 렌즈를
07:37
in paper itself at really high throughputs,
169
445503
2312
제작하는 방법을 고안해야 했습니다.
07:39
so it uses a process of self-assembly
170
447815
1859
그래서 자가조립의 과정과
07:41
and surface tension
171
449674
1112
표면장력을 사용하여
07:42
to build achromatic lenses in the paper itself.
172
450786
3536
종이 자체에 무색렌즈를 장착할 수 있도록 말입니다.
07:46
So that's where the lenses go.
173
454322
1445
저기에 렌즈가 들어가구요.
07:47
There are some light sources.
174
455767
1612
광원도 있구요.
07:49
And essentially, in the end,
175
457379
1385
마지막으로 가장 중요한 것은
07:50
all the parts line up because of origami,
176
458764
3178
모든 부품이 한 줄로 배열되어 있습니다.
07:53
because of the fact that origami allows us
177
461942
3271
종이접기가 광학조정을 마이크론 단위로
07:57
micron-scale precision of optical alignment.
178
465213
2980
할 수 있게 해주기 때문입니다.
08:00
So even though this looks like a simple toy,
179
468193
2629
이게 단순한 장난감처럼 보일지도 모르지만
08:02
the aspects of engineering that go in
180
470822
1914
여기에 들어가는 공학기술은
08:04
something like this are fairly sophisticated.
181
472736
2686
매우 정교합니다.
08:07
So here is another obvious thing that we would do,
182
475422
3235
우리가 하려고 하는 또다른 당연한 것은
08:10
typically, if I was going to show
183
478657
1593
일반적으로 이게 견고하다는 것을
08:12
that these microscopes are robust,
184
480250
1505
보여드리는 것인데
08:13
is go to the third floor and
drop it from the floor itself.
drop it from the floor itself.
185
481755
3838
그 방법은 3층으로 가서 떨어뜨리는 겁니다.
08:17
There it is, and it survives.
186
485593
3323
그러고도 끄떡 없습니다.
08:20
So for us, the next step actually
187
488916
2177
그래서 우리가 다음 단계에서 하는 것은
08:23
is really finishing our field trials.
188
491093
1839
실제 현장 실험을 마치는 것입니다.
08:24
We are starting at the end of the summer.
189
492932
2105
여름이 끝날 즈음에 시작 했구요.
08:27
We are at a stage where we'll be
making thousands of microscopes.
making thousands of microscopes.
190
495037
2927
수 천개의 현미경을 만드는 단계에 있습니다.
08:29
That would be the first time where we would be
191
497964
2144
그것은 한 곳에서 고밀도의 현미경을 가지고
08:32
doing field trials with the highest density
192
500108
2085
현장 테스트를 진행하게 되는
08:34
of microscopes ever at a given place.
193
502193
2555
최초가 될 것입니다.
08:36
We've started collecting data for malaria,
194
504748
2080
우리는 데이타를 모으기 시작했습니다.
08:38
Chagas disease and giardia from patients themselves.
195
506828
3796
말라리아, 샤가스병, 지아디아 충에 대한 데이타이죠.
08:42
And I want to leave you with this picture.
196
510624
2094
그리고 이 사진을 보여드리면서 마치겠습니다.
08:44
I had not anticipated this before,
197
512718
1925
저는 이전에는 이런 것을 생각지도 못했습니다.
08:46
but a really interesting link
198
514643
1687
실제 체험하는 과학교육과
08:48
between hands-on science education
199
516330
1895
전세계 보건과의
08:50
and global health.
200
518225
1258
흥미로운 관련성을요.
08:51
What are the tools that we're actually providing
201
519483
2926
미래의 괴물 수프와 맞서 싸우게 될
08:54
the kids who are going to fight
202
522409
2180
어린이들에게 우리가
08:56
this monster soup for tomorrow?
203
524589
1918
줄 수 있는 도구는 무엇일까요?
08:58
I would love for them to be able to just print out
204
526507
2358
저는 아이들이 폴드스코프를 프린트해서
09:00
a Foldscope and carry them around in their pockets.
205
528865
2129
주머니속에 가지고 다닐 수 있으면 좋겠습니다.
09:02
Thank you.
206
530994
2906
감사합니다.
09:05
(Applause)
207
533900
4443
(박수)
ABOUT THE SPEAKER
Manu Prakash - Physicist, inventorTED Fellow Manu Prakash is on a mission to bring radical new technology to global health.
Why you should listen
An assistant professor of bioengineering at Stanford University, Manu Prakash is a physicist working at the molecular scale to try and understand no less than how the world really works. As he told BusinessWeek in 2010, he is humbled and inspired by nature’s own solutions to the world's biggest problems. "I build and design tools to uncover how and why biological systems so often outsmart us. I believe one day we will be able to understand the physical design principles of life on Earth, leading to a new way to look at the world we live in."
Born in Meerut, India, Prakash earned a BTech in computer science and engineering from the Indian Institute of Technology in Kanpur before moving to the United States. He did his master’s and PhD in applied physics at MIT before founding the Prakash Lab at Stanford.
Prakash's ultra-low-cost, "print-and-fold" paper microscope won a $100,000 grant from the Gates Foundaton in 2012.
Manu Prakash | Speaker | TED.com