TEDGlobal 2012
Manu Prakash: A 50-cent microscope that folds like origami
Manu Prakash: Un microscp de 50 de cenți care se pliază precum origami
Filmed:
Readability: 4.1
2,182,867 views
Ați asamblat o păpușă din piese de carton sau ați pliat vreodată o lebădă cu tehnica origami? Manu Prakash și echipa sa au creat un microscop care se poate plia și folosi la fel de ușor. O demonstrare strălucită că invenția sa ar putea revoluționa sistemul sanitar în țările în curs de dezvoltare...și transforma aproape orice într-un experiment distractiv de aplicare practică a științei.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
The year is 1800.
0
747
2323
Suntem în anul 1800.
00:15
A curious little invention is being talked about.
1
3070
3056
Lumea vorbește despre o invenție curioasă.
00:18
It's called a microscope.
2
6126
3081
Se numește microscop.
00:21
What it allows you to do
3
9207
1779
Îți permite
00:22
is see tiny little lifeforms
4
10986
2642
să vezi forme minuscule de viață
00:25
that are invisible to the naked eye.
5
13628
2487
care nu se văd cu ochiul liber.
00:28
Soon comes the medical discovery
6
16115
2028
Curând apare și descoperirea
00:30
that many of these lifeforms are actually causes
7
18143
3085
că multe dintre aceste forme de viață
sunt, de fapt, cauze
sunt, de fapt, cauze
00:33
of terrible human diseases.
8
21228
2191
ale unor boli umane teribile.
00:35
Imagine what happened to the society
9
23419
2785
Imaginați-vă ce s-a întâmplat cu societatea
00:38
when they realized
10
26204
1988
când au realizat
00:40
that an English mom in her teacup
11
28192
2816
că o mamă britanică avea în ceașca de ceai,
00:43
actually was drinking a monster soup,
12
31008
3136
din care bea zilnic, o supă de monștri,
00:46
not very far from here. This is from London.
13
34144
3149
nu departe de aici, în Londra.
00:49
Fast forward 200 years.
14
37293
2842
Derulăm înainte 200 de ani.
00:52
We still have this monster soup around,
15
40135
2132
Încă mai avem această supă de monștri
00:54
and it's taken hold in the developing countries
16
42267
2855
și a acaparat țările în curs de dezvoltare
00:57
around the tropical belt.
17
45122
2416
din jurul centurii tropice.
00:59
Just for malaria itself,
18
47538
2563
Numai din cauza malariei
01:02
there are a million deaths a year,
19
50101
2445
au loc un milion de decese anual
01:04
and more than a billion people
20
52546
1746
și mai mult de un miliard de oameni
01:06
that need to be tested because they are at risk
21
54292
2648
care au nevoie să fie testați
pentru că sunt predispuși
pentru că sunt predispuși
01:08
for different species of malarial infections.
22
56940
3235
la diferite specii de infecții ale malariei.
01:12
Now it's actually very simple to put a face
23
60175
2811
E ușor să atribum o înfățișare
01:14
to many of these monsters.
24
62986
1795
multora dintre acești monștri.
01:16
You take a stain, like acridine orange
25
64781
2627
Iei un colorant, ca portocaliul de acridină,
01:19
or a fluorescent stain or Giemsa,
26
67408
2117
colorant fluorescent sau colorant Giemsa
01:21
and a microscope, and you look at them.
27
69525
3113
și un microscop și observi monștrii.
01:24
They all have faces.
28
72638
2380
Toți au fețe.
01:27
Why is that so, that Alex in Kenya,
29
75018
2638
Cum se face că Alex din Kenya,
01:29
Fatima in Bangladesh, Navjoot in Mumbai,
30
77656
3228
Fatima din Bangladesh, Navjoot din Mumbai
01:32
and Julie and Mary in Uganda still wait months
31
80884
3421
și Julie și Maria din Uganda încă așteaptă luni de zile
01:36
to be able to diagnose why they are sick?
32
84305
3579
pentru a diagnostica motivul pentru care sunt bolnavi?
01:39
And that's primarily because scalability
33
87884
3026
În primul rând, pentru că scara
01:42
of the diagnostics is completely out of reach.
34
90910
3032
la care se fac diagnosticările e inaccesibilă.
01:45
And remember that number: one billion.
35
93942
3916
Și amintiți-vă acel număr: un miliard.
01:49
The problem lies with the microscope itself.
36
97858
3901
Problema este însuși microscopul.
01:53
Even though the pinnacle of modern science,
37
101759
2376
Chiar dacă sunt culmea științei moderne,
01:56
research microscopes are
not designed for field testing.
not designed for field testing.
38
104135
3135
microscoapele de cercetare nu sunt
proiectate pentru testare pe teren.
proiectate pentru testare pe teren.
01:59
Neither were they first designed
39
107270
1680
Și nici măcar nu au fost proiectate
02:00
for diagnostics at all.
40
108950
2151
pentru diagnosticare.
02:03
They are heavy, bulky, really hard to maintain,
41
111101
3388
Sunt grele, masive, greu de înterținut
02:06
and cost a lot of money.
42
114489
2301
și scumpe.
02:08
This picture is Mahatma Gandhi in the '40s
43
116790
3405
În poză e Mahatma Ghandi în anii ’40
02:12
using the exact same setup
that we actually use today
that we actually use today
44
120195
3294
folosind exact aceeași configurare
pe care o utilizăm astăzi
pe care o utilizăm astăzi
02:15
for diagnosing T.B. in his ashram
45
123489
2684
pentru diagnosticarea tuberculozei
02:18
in Sevagram in India.
46
126173
2445
în ashramul său din Sevagram, în India.
02:20
Two of my students, Jim and James,
47
128618
3327
Doi dintre studenții mei, Jim și James,
02:23
traveled around India and Thailand,
48
131945
2320
au călătorit prin India și Tailanda
02:26
starting to think about this problem a lot.
49
134265
2252
și s-au gândit intens la această problemă.
02:28
We saw all kinds of donated equipment.
50
136517
2475
Am văzut echipament donat de toate genurile.
02:30
We saw fungus growing on microscope lenses.
51
138992
2912
Am văzut ciuperci crescând pe lentilele microscoapelor.
02:33
And we saw people who had a functional microscope
52
141904
2195
Și am văzut oameni care aveau un microscop funcțional
02:36
but just didn't know how to even turn it on.
53
144099
2951
dar nu știau nici cum să-l pornească.
02:39
What grew out of that work and that trip
54
147050
2640
Ce a rezultat din acea muncă și călătorie
02:41
was actually the idea of what we call Foldscopes.
55
149690
3751
a fost ideea de a crea ceea ce noi numim
Foldscopes (microscoape pliabile).
Foldscopes (microscoape pliabile).
02:45
So what is a Foldscope?
56
153441
1823
Așadar, ce este un Foldscope?
02:47
A Foldscope is a completely functional microscope,
57
155264
3549
Un Foldscope e un microscop complet funcțional,
02:50
a platform for fluorescence, bright-field,
58
158813
3130
o platformă pentru fluorescență, câmp luminos,
02:53
polarization, projection,
59
161943
1575
ploarizare, proiectare
02:55
all kinds of advanced microscopy
60
163518
2568
și orice formă de microscopie avansată
02:58
built purely by folding paper.
61
166086
3215
construită pur și simplu din plierea hârtiei.
03:01
So, now you think, how is that possible?
62
169301
2861
Acum vă întrebați: cum este posibil?
03:04
I'm going to show you some examples here,
63
172162
1963
Vă voi arăta unele exemple aici
03:06
and we will run through some of them.
64
174125
1801
și vom parcurge unele dintre ele.
03:07
It starts with a single sheet of paper.
65
175926
3784
Pornește de la o coală de hârtie.
03:11
What you see here is all the possible components
66
179710
3371
Ce vedeți aici sunt toate componentele posibile
03:15
to build a functional bright-field
and fluorescence microscope.
and fluorescence microscope.
67
183081
4425
pentru a construi un microscop funcțional
de fluorescență și de câmp luminos.
de fluorescență și de câmp luminos.
03:19
So, there are three stages:
68
187506
1809
Există trei stadii:
03:21
There is the optical stage, the illumination stage
69
189315
2749
Avem etapa optică, cea de iluminare
03:24
and the mask-holding stage.
70
192064
2468
și etapa de pliere a măștii.
03:26
And there are micro optics at the bottom
71
194532
1872
Există lentile micro optice la bază
03:28
that's actually embedded in the paper itself.
72
196404
2874
care sunt încorporate în hârtie.
03:31
What you do is, you take it on,
73
199278
2504
Trebuie s-o luați
03:33
and just like you are playing like a toy,
74
201782
2776
și exact ca și cum ați proceda cu o jucărie,
03:36
which it is,
75
204558
3087
ceea ce și este,
03:40
I tab it off,
76
208584
3030
desprindeți piesele
03:47
and I break it off.
77
215039
2182
și le separați.
03:49
This paper has no instructions and no languages.
78
217221
2724
Această coală nu are instrucțiuni în nici o limbă.
03:51
There is a code, a color code embedded,
79
219945
2319
Există un cod, un cod schematic încorporat,
03:54
that tells you exactly how to
fold that specific microscope.
fold that specific microscope.
80
222264
4611
care explică exact cum să pliați microscopul.
03:58
When it's done, it looks something like this,
81
226875
2649
Când e gata, arată cam așa,
04:01
has all the functionalities of a standard microscope,
82
229524
2731
are toate funcțiile unui microscop standard
04:04
just like an XY stage,
83
232255
1881
și ca și la componenta etapei XY a microscopului,
04:06
a place where a sample slide could go,
84
234136
4421
un lăcaș în care se glisează un diapozitiv mostră,
04:10
for example right here.
85
238557
2540
de exemplu, aici.
04:13
We didn't want to change this,
86
241097
1512
Nu am vrut să schimbăm diapozitivul acesta,
04:14
because this is the standard
87
242609
1372
deoarece e standardul
04:15
that's been optimized for over the years,
88
243981
1853
optimizat de-a lungul a peste patruzeci de ani
04:17
and many health workers are actually used to this.
89
245834
2696
și mulți din domeniul sănătății s-au obișnuit cu el.
04:20
So this is what changes,
90
248530
1461
Iată ce se schimbă,
04:21
but the standard stains all remain the same
91
249991
2167
deși coloranții standard rămân toți aceiași
04:24
for many different diseases.
92
252158
1775
pentru numeroase boli.
04:25
You pop this in.
93
253933
2932
Introduceți diapozitivul.
04:28
There is an XY stage,
94
256865
3886
Aveți o etapă XY
04:32
and then there is a focusing stage,
95
260751
1973
și apooi o etapă de focalizare,
04:34
which is a flexure mechanism
96
262724
1866
un mecanism de flexare
04:36
that's built in paper itself that allows us to move
97
264590
2553
încorporat chiar în hârtie, care permite să mișcăm
04:39
and focus the lenses by micron steps.
98
267143
2981
și să focalizăm lentilele prin pași de microni.
04:42
So what's really interesting about this object,
99
270124
2133
Interesant la acest obiect,
04:44
and my students hate when I do this,
100
272257
1883
studenților mei le displace să mă vadă făcând asta,
04:46
but I'm going to do this anyway,
101
274140
1761
dar o voi face oricum,
04:47
is these are rugged devices.
102
275901
1956
e faptul că aceste dispozitive sunt solide.
04:49
I can turn it on and throw it on the floor
103
277857
4577
Pot să-l pornesc și să-l arunc pe podea
04:54
and really try to stomp on it.
104
282434
2952
și să-l calc în picioare.
04:57
And they last, even though they're designed
105
285386
2375
Rezistă, chiar dacă sunt proiectate
04:59
from a very flexible material, like paper.
106
287761
3463
dintr-un material foarte flexibil, cum e hârtia.
05:03
Another fun fact is, this is what we actually
107
291224
2852
Un alt lucru haios, spre deosebire de ce trimitem
05:06
send out there as a standard diagnostic tool,
108
294076
4055
ca instrument de bază de diagnosticare,
05:10
but here in this envelope
109
298131
1769
în acest plic
05:11
I have 30 different foldscopes
110
299900
2391
am 30 de microscoape pliabile
05:14
of different configurations all in a single folder.
111
302291
5731
cu configurații diferite, toate într-un singur dosar.
05:20
And I'm going to pick one randomly.
112
308022
1812
Voi alege unul la întâmplare.
05:21
This one, it turns out, is actually designed
113
309834
2082
Acesta e proiectat
05:23
specifically for malaria,
114
311916
1563
special pentru malaria,
05:25
because it has the fluorescent filters built
115
313479
2311
deoarece are filtrele fluorescente construite
05:27
specifically for diagnosing malaria.
116
315790
2097
special pentru diagnosticarea malariei.
05:29
So the idea of very specific diagnostic microscopes
117
317887
3928
Așadar ideea de microscoape de diagnosticare specifice
05:33
comes out of this.
118
321815
1766
rezultă de aici.
05:35
So up till now, you didn't actually see
119
323581
2939
Până acum, nu am văzut
05:38
what I would see from one of these setups.
120
326520
2957
ce aș putea vizualiza cu una dintre aceste configurații.
05:41
So what I would like to do is,
121
329477
1681
Aș dori
05:43
if we could dim the lights, please,
122
331158
1626
să reducem lumina, vă rog,
05:44
it turns out foldscopes are
also projection microscopes.
also projection microscopes.
123
332784
3665
pentru că microscoapele pliabile sunt deasemeni microscoape cu proiecție;
05:48
I have these two microscopes that I'm going to turn --
124
336449
2534
Am aceste două microscoape
cu care mă voi întoarce --
cu care mă voi întoarce --
05:50
go to the back of the wall --
125
338983
1753
mă voi duce la perete --
05:52
and just project, and this way you will see
126
340736
1708
voi proiecta și iată ce veți vedea:
05:54
exactly what I would see.
127
342444
2120
exact ceea ce aș vedea eu.
05:56
What you're looking at --
128
344564
1786
Ceea ce priviți acum --
05:58
(Applause) —
129
346350
2383
(Aplauze) --
06:00
This is a cross-section of a compound eye,
130
348733
2636
e o secțiune transversală a unui ochi compus,
06:03
and when I'm going to zoom in closer, right there,
131
351369
2351
iar când fac un zoom în detaliu,
06:05
I am going through the z-axis.
132
353720
2244
voi trece prin axa z.
06:07
You actually see how the lenses are cut together
133
355964
3024
vedeți cum sunt lentilele tăiate
06:10
in the cross-section pattern.
134
358988
1573
în tiparul secțiunii transversale.
06:12
Another example, one of my favorite insects,
135
360561
2556
Un alt exemplu, o insectă preferată
06:15
I love to hate this one,
136
363117
1977
pe care-mi face plăcere s-o urăsc,
06:17
is a mosquito,
137
365094
1781
este musca.
06:18
and you're seeing the antenna of a culex pipiens.
138
366875
3762
Vedeți aici antena unui exemplar
de culex pipiens (musca comună).
de culex pipiens (musca comună).
06:22
Right there.
139
370637
3363
Chiar acolo.
06:26
All from the simple setup that I actually described.
140
374000
4213
Toate acestea cu configurația simplă descrisă.
06:30
So my wife has been field testing
141
378213
1773
Soția mea a făcut studiu de teren
06:31
some of our microscopes
142
379986
2000
cu diverse microscoape de-ale noastre
06:33
by washing my clothes whenever I forget them
143
381986
2481
prin faptul că mi-a spălat hainele
de fiecare dată când le-am uitat
de fiecare dată când le-am uitat
06:36
in the dryer.
144
384467
2029
la uscător.
06:38
So it turns out they're waterproof, and --
145
386496
2800
și se pare că sunt impermeabile --
06:41
(Laughter) —
146
389296
1788
(Râsete)
06:43
right here is just fluorescent water,
147
391084
2498
Avem aici niște apă fluorescentă --
06:45
and I don't know if you can actually see this.
148
393582
1550
Nu știu dacă vedeți până aici.
06:47
This also shows you how
the projection scope works.
the projection scope works.
149
395132
2389
Acest experiment arată cum funcționează
microscopul cu proiecție.
microscopul cu proiecție.
06:49
You get to see the beam the
way it's projected and bent.
way it's projected and bent.
150
397521
3653
Vedeți raza așa cum e proiectată și îndoită.
06:56
Can we get the lights back on again?
151
404199
2940
Putem aprinde luminile, vă rog?
06:59
So I'm quickly going to show you,
152
407139
1787
Vă arăt rapid,
07:00
since I'm running out of time,
153
408926
2049
pentru că nu mai am timp,
07:02
in terms of how much it costs for us to manufacture,
154
410975
2426
că în ce privește costul de producție,
07:05
the biggest idea was roll-to-roll manufacturing,
155
413401
3080
cea mai bună idee a fost să procesăm rolă-la-rolă,
07:08
so we built this out of 50 cents of parts and costs.
156
416481
3122
așa că am făcut acest produs din piese
și costuri de 50 de cenți.
și costuri de 50 de cenți.
07:11
(Applause)
157
419603
2859
(Aplauze)
07:14
And what this allows us to do
158
422462
2095
Astfel ne este permis
07:16
is to think about a new paradigm in microscopy,
159
424557
2336
să concepem o paradigmă nouă în microscopie,
07:18
which we call use-and-throw microscopy.
160
426893
2017
microscopie de unică folosință.
07:20
I'm going to give you a quick snapshot
161
428910
2089
Vă voi arăta o imagine rapidă
07:22
of some of the parts that go in.
162
430999
1763
a pieselor din care e compus.
07:24
Here is a sheet of paper.
163
432762
1459
Iată o coală de hârtie.
07:26
This is when we were thinking about the idea.
164
434221
2089
Era perioada în care ne gândeam la această idee.
07:28
This is an A4 sheet of paper.
165
436310
1355
Iată o coală de hârtie în format A4.
07:29
These are the three stages that you actually see.
166
437665
1981
Se văd cele trei stadii
și componentele optice;
și componentele optice;
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
dacă vă uitați la inscripția din dreapta sus,
07:35
we had to figure out a way to manufacture lenses
168
443076
2427
trebuia găsită
o metodă de a produce lentilele
o metodă de a produce lentilele
07:37
in paper itself at really high throughputs,
169
445503
2312
fixate în hârtie la randamente foarte mari,
07:39
so it uses a process of self-assembly
170
447815
1859
astfel încât să folosească un proces de auto-asamblare
07:41
and surface tension
171
449674
1112
și presare la suprafață
07:42
to build achromatic lenses in the paper itself.
172
450786
3536
pentru a construi lentile acromatice chiar în hârtie.
07:46
So that's where the lenses go.
173
454322
1445
Acolo intră lentilele.
07:47
There are some light sources.
174
455767
1612
Există niște surse de lumină.
07:49
And essentially, in the end,
175
457379
1385
La final,
07:50
all the parts line up because of origami,
176
458764
3178
piesele se aliniază prin tehnica origami,
07:53
because of the fact that origami allows us
177
461942
3271
pentru că origami ne permite
07:57
micron-scale precision of optical alignment.
178
465213
2980
precizie la scară micronică a alinierii optice.
08:00
So even though this looks like a simple toy,
179
468193
2629
Chiar dacă pare a fi o simplă jucărie,
08:02
the aspects of engineering that go in
180
470822
1914
aspectele de inginerie care se aplică
08:04
something like this are fairly sophisticated.
181
472736
2686
sunt destul de complicate.
08:07
So here is another obvious thing that we would do,
182
475422
3235
Iată altceva evident pe care l-am face
08:10
typically, if I was going to show
183
478657
1593
dacă aș vrea să vă arăt
08:12
that these microscopes are robust,
184
480250
1505
că aceste microscoape sunt robuste,
08:13
is go to the third floor and
drop it from the floor itself.
drop it from the floor itself.
185
481755
3838
să merg la etajul al 3-lea și să-l arunc de acolo.
08:17
There it is, and it survives.
186
485593
3323
Iată că supraviețuiește.
08:20
So for us, the next step actually
187
488916
2177
Deci pentru noi, următorul pas
08:23
is really finishing our field trials.
188
491093
1839
e să ne finalizăm studiile de teren.
08:24
We are starting at the end of the summer.
189
492932
2105
Vom începe la sfârșitul verii.
08:27
We are at a stage where we'll be
making thousands of microscopes.
making thousands of microscopes.
190
495037
2927
Suntem în stadiul în care facem mii de microscoape.
08:29
That would be the first time where we would be
191
497964
2144
Ar fi prima oară când am face
08:32
doing field trials with the highest density
192
500108
2085
studii de teren cu microscoape
08:34
of microscopes ever at a given place.
193
502193
2555
cu cea mai mare densitate, vreodată.
08:36
We've started collecting data for malaria,
194
504748
2080
Am început să colectăm date despre malarie,
08:38
Chagas disease and giardia from patients themselves.
195
506828
3796
boala Chagas și boala Giardia chiar de la pacienți.
08:42
And I want to leave you with this picture.
196
510624
2094
Vreau să vă las cu această imagine.
08:44
I had not anticipated this before,
197
512718
1925
Nu m-aș fi așteptat la așa ceva,
08:46
but a really interesting link
198
514643
1687
dar ar fi o conexiune interesantă
08:48
between hands-on science education
199
516330
1895
între disciplina științei aplicată practic
08:50
and global health.
200
518225
1258
și sănătatea globală.
08:51
What are the tools that we're actually providing
201
519483
2926
Care sunt instrumentele pe care le oferim
08:54
the kids who are going to fight
202
522409
2180
copiilor care se vor lupta
08:56
this monster soup for tomorrow?
203
524589
1918
cu această supă de monștri în viitor?
08:58
I would love for them to be able to just print out
204
526507
2358
Mi-ar plăcea să poată scoate la imprimantă
09:00
a Foldscope and carry them around in their pockets.
205
528865
2129
un Foldscope și să-l poarte în buzunare.
09:02
Thank you.
206
530994
2906
Vă mulțumesc.
09:05
(Applause)
207
533900
4443
(Aplauze)
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