Instrumentos científicos de papel que salvam vidas

O inventor Manu Prakash transforma materiais de uso diário em poderosos aparelhos científicos, desde microscópios de papel a um rastreador inteligente de mosquitos. No palco do TED Bolsistas, ele demonstra o Paperfuge, uma centrífuga manual inspirada em um brinquedo giratório que custa US$ 0,20 e pode fazer o trabalho de um aparelho de US$ 1 mil, sem necessitar de eletricidade.

Adoro fazer instrumentos
e compartilhá-los com as pessoas.

Lembro-me de que, quando criança,

o primeiro instrumento que fiz
foi um microscópio,

que construí roubando as lentes
dos óculos de meu irmão.

Ele não gostou muito.

Mas, talvez por causa desse momento,
30 anos depois, ainda faço microscópios.

Construo estes instrumentos
por causa de momentos como este.

(Vídeo) Menina: Tenho
coisas pretas em meu cabelo.

Manu Prakash: Esta é
uma escola na Bay Area.

(Vídeo) MP: O mundo dos seres vivos
supera de longe nossa imaginação

de como as coisas realmente funcionam.

(Vídeo) Menino: Ah, meu Deus!

Certo. "Ah, meu Deus!"

Nunca tinha me dado conta de que esta
era uma expressão tão universal.

Nos últimos dois anos, em meu laboratório,
construímos 50 mil "Foldscopes"

e os enviamos a 130 países do mundo,
sem custo às crianças a quem os enviamos.

Só neste ano, com o apoio
de nossa comunidade,

planejamos enviar
um milhão de microscópios

para crianças do mundo inteiro.

O que isso faz?

Cria uma comunidade inspiradora
de pessoas em todo o mundo,

que aprendem e ensinam uns aos outros,

do Quênia ao Kampala,
a Catmandu ao Kansas.

Uma das coisas extraordinárias que adoro
nisso é o sentimento de comunidade.

Há uma criança na Nicarágua

que ensina outras a identificarem espécies
de mosquitos que transmitem a dengue,

observando as larvas no microscópio.

Há um farmacologista
que descobriu uma nova forma

de detectar drogas falsas
em qualquer lugar.

Há uma menina que se perguntava:
"Como funciona realmente o 'glitter'?",

e descobriu a física
da formação cristalina no glitter.

Há um médico argentino

que está tentando observar
o câncer cervical com este instrumento.

E eu mesmo descobri uma espécie de pulga

cravada em meu calcanhar
a um centímetro de profundidade.

Vocês podem pensar que isso não é normal.

Mas há um método nesta loucura.

Chamo de "ciência frugal",

a ideia de compartilhar
a experiência da ciência

e não apenas a informação.

Para vocês lembrarem,

há um bilhão de pessoas neste planeta
que vivem sem nenhuma infraestrutura:

sem estradas,

sem eletricidade

e, portanto, sem assistência médica.

Também há um bilhão de crianças
neste planeta que vivem na pobreza.

Como devemos inspirá-las para a próxima
geração de criadores de soluções?

Há profissionais de saúde que se arriscam
para combater doenças infecciosas

e nos proteger com o mínimo
de instrumentos e recursos.

Em meu laboratório em Stanford,

penso nisso num contexto de ciência frugal

e criando soluções para estas comunidades.

Pensamos muitas vezes em diagnosticar
debaixo de uma árvore, desconectados.

Darei dois exemplos de novos instrumentos.

Um deles começa em Uganda.

Em 2013,

em uma viagem para detectar
a esquistossomose com Foldscopes,

fiz uma observação secundária.

Em uma clínica,

numa área muito afastada,

vi uma centrífuga sendo usada
como calço para porta.

É verdade, para segurar a porta.

Perguntei a eles, que me disseram:

"Ah, não temos mesmo eletricidade,
por isso esta sucata serve de calço".

As centrífugas, para quem não sabe,

são o instrumento mais importante
para processar amostras.

Os componentes do sangue
ou dos fluidos corporais

são separados para detectar
e identificar agentes patológicos.

Mas centrífugas são muito grandes,
caras, custam cerca de US$ 1 mil,

e são muito difíceis de transportar.

E, claro, não funcionam sem energia.

Parece familiar?

Começamos a pensar
em como resolver este problema,

e voltei a pensar nos brinquedos.

Agora...

Tenho alguns aqui comigo.

Comecei com ioiôs.

Sou um péssimo lançador de ioiôs.

Como estes objetos giram, queremos saber:

"Poderíamos usar a física destes objetos
para construir centrífugas?"

Este deve ter sido
o pior lançamento que já fiz.

Vocês podem começar a perceber

se começarmos a explorar
o espaço seguro dos brinquedos...

Testamos estes piões,

e depois, no laboratório,
nos deparamos com esta maravilha.

É um giroscópio ou um objeto cilíndrico.

Um par de barbantes e um pequeno disco
e, se eu esticar, ele gira.

Quantos de vocês já brincaram
com isto, quando criança?

Este brinquedo é chamado corrupio.

Talvez metade de vocês.

O que vocês não perceberam
é que este pequeno objeto

é o brinquedo mais antigo
da história da humanidade.

Há 5 mil anos, encontramos relíquias
deste objeto escondidas em todo o planeta.

A ironia é que não entendemos de verdade
como esta coisinha funciona.

Foi quando fiquei animado.

Então voltamos ao trabalho
e anotamos algumas equações.

Se considerarmos a força
de torção de entrada aplicada,

a resistência ao disco
e a resistência da torção no barbante,

podemos resolver isto de forma matemática.

Esta não é a única equação
de minha palestra.

Dez páginas de matemática depois,

poderíamos realmente anotar
a solução analítica completa

deste sistema dinâmico.

O resultado é o chamado "Paperfuge".

Este é meu pós-doutorando
Saad Bhamla, coinventor do Paperfuge.

À esquerda, vemos todas as centrífugas
que estamos tentando substituir.

Este pequeno objeto que veem aqui

é um disco, um par de barbantes e um cabo.

Quando giro e estico, ele começa a girar.

Quando percebemos,

quando fazemos os cálculos,

quando calculamos o rpm para este objeto,

matematicamente, devemos
conseguir alcançar um milhão de rpms.

A anatomia humana tem
uma pequena singularidade.

A frequência de ressonância
deste objeto é de cerca de dez hertz.

Se já tocaram piano, sabem que não podem
ultrapassar dois ou três hertz.

A velocidade máxima que conseguimos
alcançar com este objeto

não é de 10 mil rpm,

nem de 50 mil rpm.

É de 120 mil rpm.

Isso é igual a 30 mil forças-g.

Se eu prendesse vocês aqui e girasse isso,

vocês pensariam nos tipos
de forças que experimentariam.

Um dos fatores de um instrumento
como este é poder fazer diagnóstico.

Farei aqui uma rápida demonstração.

Este é o momento em que farei
uma picada no dedo

e irá sair uma gotinha de sangue.

Se não gostam de ver sangue,
não precisam olhar.

Aqui está um pequeno bisturi.

Vocês encontram estes bisturis
em todo lugar, bem tranquilo.

Se eu tivesse tomado café da manhã hoje...

Não doeu nada.

Certo, pego um tubo capilar
com uma gota de sangue.

Esta gota de sangue tem respostas.

É por isso que estou interessado nela.

Ela pode me dizer agora mesmo
se estou com malária ou não.

Pego um tubo capilar.

Vejam que começa a absorver o sangue.

Vou tirar um pouco mais de sangue.

Isto é o bastante para o momento.

Selo o tubo capilar, colocando-o no barro.

Agora a amostra está selada.

Vamos pegar a amostra
e montá-la no Paperfuge.

Um pedacinho de fita
para fazer uma cavidade selada.

Agora a amostra está totalmente encaixada

e estamos prontos para girar.

Vou esticando e puxando com este objeto.

Vou preparar isto.

Podem ver que o objeto começa a girar.

Ao contrário de uma centrífuga normal,
esta é uma centrífuga de contrarrotação.

Gira para a frente e para trás.

Agora vou aumentando,
e vemos que ele ganha velocidade.

Não sei se conseguem ouvir.

Com 30 segundos desse movimento,

consigo separar todas as células
sanguíneas do plasma.

E a proporção dessas células
sanguíneas em relação ao plasma...

(Aplausos)

Se olharem bem aqui,

se prestarem atenção nisto,
devem conseguir ver um volume separado

de sangue e plasma.

A proporção disso me diz se estou anêmico.

Um dos aspectos disto é que construímos
muitos tipos de Paperfuges.

Este permite identificar
parasitas da malária

girando-os por um pouco mais de tempo.

Podemos identificar parasitas
da malária que estão no sangue

que podemos separar e detectar
com algo parecido a uma centrífuga.

Outra versão disto permite
separar ácidos nucleicos

para poder fazer testes
com eles no próprio laboratório.

Aqui está uma outra versão que permite
separar amostras em grande quantidade.

E, finalmente, uma coisa nova
em que estamos trabalhando,

para poder implementar todo
o complexo teste num objeto como este,

no qual fazemos a preparação da amostra
e a química no mesmo objeto.

Tudo isto é bom, mas quando
começamos a pensar a respeito,

temos que compartilhar
estes instrumentos com as pessoas.

Então, voltamos de Madagascar;

as análises clínicas
para a malária são assim.

(Risos)

Podemos fazer isto
enquanto tomamos café.

Mas, o mais importante,

esta é uma aldeia a seis horas
de qualquer estrada.

Estamos em uma sala

com um dos membros mais antigos
da comunidade e um profissional de saúde.

Esta é parte do trabalho que me deixa
mais animado, aquele sorriso,

poder compartilhar instrumentos simples,
mas poderosos, com pessoas no mundo todo.

Eu me esqueci de dizer que tudo isso
tem o custo de fabricação de US$ 0,20.

No tempo negativo que ainda tenho,
vou contar a mais recente...

(Risos)

invenção de nosso laboratório.

Chama-se Abuzz,

a ideia de que todos vocês podem
nos ajudar a combater os mosquitos,

rastrear nossos inimigos.

São inimigos porque causam a malária,
a Zika, o chikungunya e a dengue.

Mas o desafio é que não sabemos
onde estão nossos inimigos.

O mapa-múndi de localização
dos mosquitos não existe.

Então começamos a pensar nisto.

Há 3,5 mil espécies de mosquitos
e são todos muito parecidos.

Alguns deles são tão idênticos

que nem mesmo um entomólogo
consegue identificá-los no microscópio.

Mas eles têm um calcanhar de Aquiles.

Um mosquito namorando outro é assim.

É o macho perseguindo a fêmea.

Estão, na verdade, conversando
pela frequência do bater de asas.

(Zumbido)

Assim, eles têm uma assinatura.

Percebemos isso usando um celular comum,
um celular com "flip", de US$ 5 a US$ 10.

Quantos se lembram do que é isto?

(Risos)

Podemos gravar estas assinaturas
acústicas de mosquitos.

Vou dizer exatamente como se faz isso.

Peguei alguns mosquitos lá fora.

Ao contrário de Bill Gates,
não vou liberá-los.

(Risos)

Mas vou dizer como gravá-los com isto.

Só precisamos dar algumas
pancadinhas e eles voam.

Podemos testar primeiro.

Estou ouvindo-os.

Pegamos nosso celular, que tem microfones.

Acontece que os microfones já são ótimos,
mesmo nos celulares comuns,

que podemos pegar esta assinatura.

Como já estou sem tempo,

vou passar a gravação que fiz ontem.

(Zumbido)

Este é o som encantador
que ouvimos antes e adoramos.

Um dos contextos é:

fazer isso com um celular comum
permite mapear espécies de mosquitos.

Usando um celular com flip,

mapeamos uma das maiores
bases de dados acústicas,

com 20 a 25 espécies de mosquitos

que transportam agentes
patológicos humanos.

A partir da aprendizagem de máquinas,

qualquer um que carregar estes dados
poderá identificar e dizer a probabilidade

das espécies de mosquitos
com as quais está trabalhando.

Chamamos de "Abuzz".

Se alguém quiser se inscrever,
basta ir ao site.

Vou terminar com algo muito importante
e pelo qual me importo bastante.

Um dos desafios de hoje
é que temos problemas terríveis.

Temos um bilhão de pessoas
sem nenhuma assistência médica,

mudança climática,
perda de biodiversidade,

e assim por diante.

Esperamos que a ciência
nos forneça a resposta.

Mas, antes de saírem daqui hoje,
quero que me prometam uma coisa.

Vamos tornar a ciência acessível

não apenas às pessoas
que podem pagar por ela,

mas aos outros bilhões que não podem.

Vamos fazer da ciência e da literatura
científica um direito humano.

No momento em que passamos
o sentimento vibrante de uma descoberta

a outra criança,

estamos permitindo a elas
serem o próximo grupo de pessoas

que resolverá realmente estes problemas.

Obrigado.

(Aplausos)