Papierowe instrumenty naukowe ratujące życie

Wynalazca Manu Prakash przeobraża zwyczajne przedmioty w naukowe narzędzia, od papierowych mikroskopów, po nowatorskie narzędzie do monitorowania występowania moskitów. Ze sceny członków TED prezentuje Papwirówkę, ręczną wirówkę, zainspirowaną wirującą zabawką za 20 centów, wykonującą pracę urządzenia wartego tysiąc dolarów, nie wymagającą zasilania.

Uwielbiam tworzyć narzędzia
i je dzielić się nimi.

W dzieciństwie

jako pierwsze narzędzie
zbudowałem mikroskop,

z soczewek ukradzionych z okularów brata.

Średnio się ucieszył.

Ale może to właśnie dlatego

30 lat później

wciąż buduję mikroskopy.

Motorem do budowania
narzędzi są chwile jak ta.

(Wideo) Dziewczynka: Mam
we włosach coś czarnego.

MP: To szkoła w Bay Area.

(Wideo) MP: Prawdziwy świat
przekracza nasze wyobrażenia

o tym, jak wszystko właściwie działa.

(Wideo) Chłopiec: O, Boże!

MP: Właśnie. O, Boże!

Nie spodziewałem się,
że tak często będę to słyszał.

Przez ostatnie dwa lata

w moim laboratorium

powstało 50 0000 zginoskopów

i wysłaliśmy je do 130 krajów,

bez żadnych kosztów
dla dzieci, które je dostały.

Tylko w tym roku,

przy wsparciu naszej społeczności,

planujemy wysłać milion mikroskopów

do dzieci na całym świecie.

W jakim celu?

Tworzymy w ten sposób inspirującą,
światową społeczność ludzi

uczących siebie i innych,

od Kenii do Kampali,
do Katmandu do Kansas.

Najbardziej w tym kocham

poczucie wspólnoty.

W Nikaragui jest dziecko,

które uczy innych, jak rozpoznać
moskity przenoszące dengę,

obserwując pod mikroskopem ich larwy.

Pewien farmakolog
wymyślił łatwy nowy sposób

wykrywania fałszywych leków.

Pewna dziewczynka zastanawiała się:

"Jak właściwie działa brokat?"

i odkryła w brokacie
fizykę formacji krystalicznych.

Lekarz w Argentynie próbuje

obrazować raka szyjki macicy,
używając tych narzędzi.

A niżej podpisany odkrył gatunek muchy,

która na centymetr wgryzła mi się w piętę.

Może uznacie to za anomalie.

Ale w tym szaleństwie jest metoda.

Nazywam to "oszczędną nauką",

to idea dzielenia się doświadczaniem nauki

a nie jedynie informacją.

Krótkie przypomnienie:

miliard ludzi na świecie

żyje bez jakiejkolwiek infrastruktury,

bez dróg,

bez elektryczności,

a w związku z tym bez opieki medycznej.

Ponadto, miliard dzieci żyje
w skrajnym ubóstwie.

Jak mamy ich zainspirować,

żeby stali się następnym
pokoleniem innowatorów?

Wysyłamy na inię frontu
pracowników medycznych,

żeby walczyli z chorobami zakaźnymi,

chroniąc nas mimo minimalnego
dostępu do narzędzi i zasobów.

Jako laboratorium w Stanford

myślę o tym w kontekście oszczędnej nauki

i tworzenia rozwiązań dla takich ludzi.

Rozważamy możliwości diagnozowania
pod drzewem, z dala od prądu.

Podam wam dwa przykłady nowych narzędzi.

Jedno ma swoje początki w Ugandzie.

W 2013 roku,

podczas wykrywania schistosomatozy
przy użyciu zginoskopów,

zaobserwowałem coś ciekawego.

Otóż w klinice,

w odległym miejscu,

zobaczyłem wirówkę
służącą za stoper do drzwi.

Dosłownie za stoper.

Zapytani pracownicy odparli:

"W sumie to nie mamy prądu,

więc ten śmieć może
chociaż przytrzymywać drzwi.

Jeśli ktoś nie wie,

wirówki to najważniejsze
narzędzia w analizie próbek.

Dzięki nim można oddzielać
składniki krwi lub płynów ustrojowych

w celu wykrycia i identyfikacji patogenów.

Ale wirówki są duże, drogie,

kosztują około 1000 dolarów

i trudno brać je w teren.

I oczywiście nie działają bez prądu.

Brzmi znajomo?

Zaczęliśmy myśleć nad rozwiązaniem

i cały czas

myślałem o zabawkach.

Więc...

Przyniosłem ze sobą kilka.

Zacząłem od jo-jo...

jestem w tym kiepski.

Jako że te zabawki wirują,
zaczęliśmy się zastanawiać,

czy można wykorzystać
ich właściwości fizyczne

do zbudowania wirówki.

To był chyba mój najgorszy popis.

Zdaliśmy sobie sprawę,

zagłębiając się w świat zabawek...

Próbowaliśmy tych bączków,

aż w końcu

natrafiliśmy w laboratorium na to cudo.

Jest to kręcik.

Kilka nitek i niewielki dysk,

wystarczy pociągnąć i się kręci.

Ile z was bawiło się tym w dzieciństwie?

Nazywa się to guzik na sznurku.

Może 50% z was.

Pewnie nie wiedzieliście,

że ten przedmiot

jest najstarszą znaną ludzkości zabawką...

Ma 5000 lat.

Znaleźliśmy pozostałości po nim
w różnych częściach świata.

Co zabawne,

nie mamy pojęcia, jak to maleństwo działa.

Właśnie wtedy robi się ciekawie.

Wróciliśmy do pracy,

napisaliśmy parę równań.

Jeśli wziąć moment obrotowy,

usunąć opory z dysku

oraz opory skrętne z nitek,

można rozwiązać to matematycznie.

To nie jedyne równanie w mojej prelekcji.

Dziesięć stron później

mogliśmy napisać kompletne równanie

dla tego złożonego systemu.

W efekcie otrzymaliśmy
"Papierowirówkę" ("Paperfuge").

To mój doktorant, Saad Bhamla,

współtwórca Papierowirówki.

Po lewej macie wirówki,

które chcemy zastąpić.

Ten mały obiekt przed wami

to dysk, kilka sznurków i rączka.

Kiedy zakręcę

i ciągnę,

zaczyna wirować.

Kiedy sobie to uświadomić

i wyliczyć,

obliczyliśmy ilość obrotów na minutę,

na papierze można dojść
do miliona obrotów na minutę.

Szczegół związany z ludzką anatomią,

ze względu na częstotliwość
rezonansu tego obiektu, około 10 Hz,

jeśli ktoś grał na pianinie, to wie,

że nie możemy przekroczyć 2-3 Hz.

Maksymalna prędkość,
jaką udało nam się uzyskać,

to nie 10 000 obrotów na minutę,

ani nie 50 000,

tylko 120 000 obrotów na minutę.

To odpowiednik 30 000 G.

Gdybym was tu przymocował i zaczął kręcić,

zdalibyście sobie sprawę,
z przeciążeń, jakie to wytwarza.

W takim urządzeniu liczy się

przydatność do wykonania diagnozy.

Dlatego teraz przeprowadzę
szybką demonstrację,

za chwilę ukłuję się w palec

i pocieknie mała kropla krwi.

Jak ktoś nie lubi krwi, nie musi patrzeć.

Tu mam mały nakłuwacz,

dostępne są wszędzie,

zupełnie bierne.

Jeśli jadłem dziś śniadanie...

Nie bolało.

Teraz przy pomocy kapilary
pobiorę próbkę krwi,

ta kropla zawiera odpowiedzi,

właśnie dlatego mnie interesuje.

Może wykazać, czy jestem
w tej chwili chory na malarię.

Biorę kapilarę,

jak widzicie krew wpływa do środka.

Pobiorę jeszcze trochę.

Powinno wystarczyć.

Teraz mogę zamknąć kapilarę,
wkładając ją do gliny.

Teraz jest to zamknięta próbka.

Weźmiemy ją teraz

i zamocujemy na Papierowirówce.

Kawałek taśmy, żeby zamocować dokładnie.

Próbka jest odizolowana.

Można kręcić.

Ciągnę i popuszczam urządzenie.

Nakręcę ją teraz...

Jak widzicie przedmiot wiruje.

W przeciwieństwie do zwykłej wirówki,

wiruje naprzemiennie.

W przód i w tył, w przód i w tył...

Zaczynam przyspieszać,

jak widzicie dysk buduje pęd.

Nie wiem, czy to słyszycie,

30 sekund

i komórki krwi powinny
się oddzielić od plazmy.

Stosunek komórek krwi do plazmy...

(Brawa)

Już widać,

jeśli mogę prosić o zbliżenie,

powinniście widzieć oddzielone płyny,

krew i plazmę.

Ich stosunek może mi powiedzieć,
czy mam anemię.

Tworzymy wiele rodzajów Papierowirówek.

Ta pozwala identyfikować pasożyty malarii.

Wirując trochę dłużej,

można rozpoznać we krwi pasożyty malarii,

które oddzielamy
i wykrywamy przy użyciu wirówek.

Inna wersja pozwala na oddzielenie
kwasów nukleinowych

w celu wykonania na nich badań,
bezpośrednio w terenie.

Tu inna wersja, pozwalająca
na badanie większych próbek

i wreszcie

coś, co ma nam pozwolić

na wykonywanie wielu badań jednocześnie.

Pozwoli na przygotowanie próbek

i wykonanie analizy
chemicznej jednocześnie.

Teraz...

wszystko pięknie,

ale kiedy się o czymś takim myśli,

trzeba się podzielić narzędziem z innymi.

Niedawno wróciliśmy z Madagaskaru.

To są próby kliniczne na obecność malarii.

Można to robić, pijąc kawę.

(Śmiech)

Co ważniejsze,

ta wioska jest o 6 godzin
od najbliższej drogi.

Siedzimy w sali z jednym ze starszyzny

i z pracownikiem opieki zdrowotnej.

To mnie w tej pracy najbardziej cieszy:

ten uśmiech,

możliwość podzielenia się prostymi,
lecz ważnymi narzędziami z innymi.

Zapomniałem wspomnieć,

że wykonanie urządzenia
kosztowało mnie 20 centów.

Czas mi się skończył,

ale opowiem wam o najświeższym...

(Śmiech)

...rozwiązaniu z naszego laboratorium.

Nazywa się Abuzz.

To pomysł, że każdy mógłby
pomóc w walce z moskitami;

pomóc śledzić naszych wrogów.

Są wrogami, bo przenoszą malarię,
Zikę, czikungunię, dengę.

Problem jednak w tym,
że nie wiemy, gdzie nasi wrogowie są.

Nie ma mapy występowania moskitów.

Zaczęliśmy się nad tym zastanawiać.

Na świecie jest 3500 gatunków moskitów,

są do siebie bardzo podobne.

Niektóre tak bardzo,

że nawet entomologowie
nie potrafią ich odróżnić pod mikroskopem.

Ale mają piętę Achillesa.

Tak wyglądają zaloty moskitów.

To samiec goniący samicę.

Właściwie komunikują się ze sobą
używając częstotliwości machania skrzydeł.

(Bzyczenie)

To jest ich podpis.

Zrozumieliśmy,
że używając zwykłego telefonu,

takiego z klapką, za 5 -10 dolarów,

ile z was pamięta, co to jest?

(Śmiech)

Możemy nagrywać podpis moskitów.

Wytłumaczę wam, jak.

Złapałem kilka na zewnątrz.

W przeciwieństwie do Billa [Gatesa],
nie wypuszczę ich,

(Śmiech)

ale powiem wam, jak je nagrać.

Trzeba tylko postukać, żeby zaczęły latać.

Można najpierw sprawdzić.

Słyszę, jak bzyczą.

Bierzecie telefon z wbudowanym mikrofonem,

okazuje się, że są bardzo dobre,

nawet w zwykłych telefonach,

pozwalają wyłapać ten podpis.

Jako że skończył mi się czas,

odtworzę wam wczorajsze nagranie.

(Bzyczenie moskitów)

Ten czarujący dźwięk,
który słyszeliście już,

który tak kochacie.

Jednym z założeń jest to,

że możliwość nagrania
komarów zwykłą komórką,

pozwoli stworzyć mapę gatunków moskitów.

Używając telefonu z klapką,

stworzyliśmy największą
akustyczną bazę danych,

zawierającą 20 - 25 gatunków moskitów
przenoszących patogeny groźne dla ludzi.

Używając tego i uczących się maszyn,

na podstawie otrzymanych danych,

możemy podać prawdopodobieństwo,

z którym moskitem macie do czynienia.

Nazywamy to Abuzz,
jeśli ktoś z was chce pomóc,

wejdźcie na stronę.

Pozwólcie, że zakończę

czymś, co jest dla mnie ważne.

Mamy obecnie mnóstwo strasznych problemów.

Miliard ludzi żyje bez opieki medycznej,

zmiany klimatu, zanikanie bioróżnorodności

i tak dalej.

Liczymy, że nauka poda nam rozwiązanie.

Ale nim wyjdziecie dziś z tej sali,

chcę abyście coś obiecali.

Udostępnimy naukę

nie tylko ludziom, których na to stać,

ale miliardowi tych, których nie stać.

Uczyńmy naukę i znajomość
jej podstaw prawem człowieka.

Gdy przekazujesz podniecenie odkryciem

innym dzieciom,

pozwalasz im stać się kolejną grupą,

która rozwiąże te problemy.

Dziękuję.

(Brawa)