Паперові наукові інструменти, які зберігають життя

Винахідник Ману Пракаш перетворює звичні матеріали в потужні наукові пристрої: від паперового мікроскопа до нового розумного трекера комарів. Зі сцени TED він демонструє паперофугу, центрифугу з ручним приводом, яка зроблена на прикладі іграшки та не потребує електроенергії, і, при вартості 20 центів, виконує роботу пристроїв за 1000$.

Мені подобається створювати пристрої
та ділитись ними з іншими.

Я памятаю, як в дитинстві

моїм першим пристроєм був мікроскоп,

який я зробив з лінз, поцуплених
з окулярів мого брата.

Він був не дуже вражений.

Але, можливо, завдяки цій події

30 років потому

я все ще роблю мікроскопи.

І причина, чому я роблю ці пристрої,
криється в отаких моментах.

(Відео). Дівчина: В мене у волоссі чорна
штучка.

Ману Пракаш: Це школа Бей Аріа.

(Відео). МП: Справжній світ значно
перевищує наші уявлення

про те, як речі справді працюють.

(Відео). Хлопчик: Боже мій!

МП: Так - "Боже мій!"

Я не уявляв, що це буде таким
універсальним висловом.

Впродовж останіх двох років

в моїй лабораторії

ми виготовили 50 000 Фолдоскопів

і надіслали їх в 130 країн світу,

без жодних витрат для дітей,
яким ми їх надіслали.

Лише цього року

за підтримки нашої спільноти

ми плануємо надіслати мільйон мікроскопів

дітям по всьому світу.

Що це дає?

Це створює світову спільноту,
яка буде надихати

вчитись та вчити один одного,

від Кенії до Кампали, Катманду та Канзасу.

І найбільше мені подобається в цьому

феноменальне відчуття спільноти.

Є дитина в Нікарагуа,

що навчає інших, як розпізнавати комарів,
котрі розносять лихоманку,

за виглядом личинки під мікроскопом.

Є фармацевт, який винайшов новий спосіб

визначати підроблені ліки.

Є дівчина, якій цікаво,

що насправді являють
собою блискітки,

і яка відкрила фізику кристалічних
формацій в блиску.

Є аргентинський лікар,

який пробує визначити наявність раку
шийки матки на виїздах з цим пристроєм.

І ви справді знайдете різновид блохи,

яку вийняли з глибини в один сантиметр
з моєї пятки.

Добре, ви можете сприймати це
як аномалії.

Але за цим всім стоїть методика.

Я називаю це "ощадлива наука" -

ідея розповсюджувати науковий досвід

а не тільки інформацію.

Просто нагадаю:

мільярд людей на цій планеті

живуть в умовах без жодної інфраструктури:

без доріг,

без електроенергії,

і тому без охорони здоров'я.

Також мільярд дітей на цій планеті
живуть в бідності.

Як ми можемо надихнути їх

стати наступним поколінням,
яке дасть відповіді?

Є працівники охорони здоров'я,
яких ми поставили на першу лінію

для боротьби з інфекційними
захворюваннями,

для нашого захисту з мінімально необхідним
устаткуванням та ресурсами.

Тож у лабораторії в Стендфорді

я думаю про це з погляду ощадливої науки

і будую рішення для таких спільнот.

Часто ми розглядаємо можливості проводити
діагностику під деревом, без електрики.

Я наведу вам два приклади нових пристроїв.

Один з них бере початок в Уганді.

У 2013

під час експедиції для знаходження
шистосомоз за допомогою Фолдоскопа

я дещо виявив.

В клініці,

в досить віддаленому районі,

я побачив центрифугу,
яку використовували як утримувач дверей.

В буквальному значенні - утримувач дверей.

Я запитав про це і мені відповіли:

"А, справа в тому, що у нас нема
електроенергії,

тож цей шматок непотрібу дуже добре
підходить, щоб тримати двері відчиненими.

Для тих, хто не знає,
центрифуга -

це довершений пристрій для обробки
зразків.

Ви розділюєте компоненти крові
або іншої рідини,

щоб виявити та ідентифікувати
збудників захворювання.

Але центрифуги громіздкі та дорогі.

Коштують приблизно 1000 доларів.

І їх досить важко використовувати
на виїзді.

І дійсно,

вони не працюють без живлення.

Звучить знайомо?

Тож ми задумались над вирішенням
цієї проблеми.

І я знову

думав про іграшки.

Тепер...

В мене є декілька тут.

Спочатку я почав з йо-йо...

Я не дуже вправний гравець йо-йо.

Оскільки ці об'єкти крутяться,

ми зацікавились,

чи зможемо використати
фізичні властивості об'єкту,

щоб зробити центрифугу?

Можливо, це був найгірший кидок,
який я міг би зробити.

Але, мабуть, ви збагнете,

якщо почнете досліджувати світ іграшок, -

ми спробували ці дзиги,

а потім в лабораторії

ми натрапили на це диво.

Це - млинок, зумер,
або деталь, що обертається.

Декілька мотузок та маленький диск,

і якщо я штовхну, воно обертається.

Хто з вас грався таким у дитинстві?

Це називається ґудзик-на-мотузці.

Так, можливо, 50 відсотків з вас.

Але ви не знали,

що цей маленький об'єкт -

це найстаріша іграшка в історії людства...

Їй 5000 років.

Ми знайшли рештки цього предмета
повсюди на нашій планеті.

Парадокс ситуації в тому,

що ми досі не розуміємо,
як цей маленький предмет працює.

І це мене захоплює.

Тож ми повернулись до роботи,

виписали кілька рівнянь.

Якщо взяти вхідний обертальний момент,
задіяний для того,

щоб крутити цей диск,

та покрутити ці мотузки,

можна буде описати це математично.

Це не тільки рівняння для моєї доповіді.

Через десять сторінок математики

ми можемо написати повне
аналітичне рішення

для цієї динамічної системи.

Результат цього ми назвали "паперофугою".

Це мій постдокторант Саад Бхамла,

співвинахідник паперофуги.

А зліва всі центрифуги,

які ми намагаємось замінити.

Цей невеличкий предмет,
який ви бачите зараз, -

це диск, декілька мотузок і важіль.

І коли я кручу

та штовхаю,

він починає розкручуватись.

Тепер, коли ви збагнули,

коли зробили підрахунки,

коли ми розрахували швидкість
цього об'єкта,

математично, ми можемо розігнати його до
мільйона обертів за хвилину.

Наступне, є невеличка особливість
людської анатомії,

оскільки резонансна частота цього об'єкта
приблизно 10Гц,

якщо ви колись грали на піаніно,

ви не можете отримати вище,
ніж два або три герци.

Максимальна швидкість, якої можна
досягти з цим об'єктом, -

це не 10 тисяч об/хв,

це не 50 тисяч об/хв,

120 тисяч об/хв.

Це еквівалентно силі в 30 тисяч g.

Якщо б я запросив вас сюди
і дав вам розкрутити,

можете уявити, дію яких сил
ви б відчули.

Одна з цілей таких пристроїв -

це провадити діагностику.

Я зараз зроблю швидку демонстрацію,

в цей момент я зроблю невеличкий
прокол в пальці

і вийде невеличка крапля крові.

Якщо ви боїтесь крові,
вам не треба дивитись на це.

Ось невеличкий ланцет.

Ланцети доступні повсюди,

повністю пасивні.

І якщо я сьогодні поснідав...

Це було зовсім не боляче.

Отже, я взяв маленький капіляр
з краплиною крові.

Ця краплина крові має відповіді,

тому я зацікавлений нею.

Вона, власне, може розказати,
чи є в мене малярія зараз чи ні.

Я взяв маленький капіляр,

і ви бачите, він починає всмоктувати.

Я збираюсь отримати трошки більше крові.

І цього достатньо.

Тепер я закрию цей капіляр
за допомогою глини.

І тепер зразок запечатаний.

Далі ми візьмемо зразок

і приєднаємо його до паперофуги.

Невеличкий шматочок стрічки,
щоб зробити герметичну порожнину.

Тепер зразок повністю захищений.

І ми готові до обертання.

Я штовхаю і тягну цей предмет.

Я збираюсь його запустити.

І ви бачите, предмет починає обертатись.

Не схоже на звичайну центрифугу,

це центрифуга зі зворотним обертанням.

Вона ходить вперед та назад,
вперед та назад ....

А тепер я підзаряджаю її,

і ви бачите, вона набирає динаміку.

А тепер, не знаю, чи чуєте ви це,

30 секунд отак

і я зможу відділити всі кровоносні
клітини від плазми.

І співвідношення цих кровоносних клітин
до плазми.

(Оплески)

Вже, якщо ви подивитесь сюди,

якщо ви сфокусуєтесь на цьому,

ви повинні побачити відокремлену масу

крові та плазми.

І співвідношення скаже мені,
чи є в мене анемія.

Один з аспектів цього,
ми створили багато різновидів паперофуги.

Саме цей дозволяє виявити паразитів
малярії,

обертаючи трохи довше.

І ми можемо виявити паразитів малярії,
які знаходяться в крові,

їх можна відокремити і виявити
за допомогою чогось такого як центрифуга.

Інша версія цього допомагає мені
відокремити нуклеїнові кислоти,

щоб можна було самотужки зробити тест
на нуклеїнову кислоту за межами лабораторії.

Ось ще одна версія, яка допомагає мені
відокремити масивні зразки,

і нарешті,

дещо нове з того, над чим ми працюємо,

щоб провести комплексне тестування
на подібних об'єктах

і готувати зразки та хімію
в одному предметі.

Далі...

це все добре,

але коли ви починаєте думати про це,

ви повинні поділитися цими інструментами
з людьми.

Ось, що ми зробили -
ми тільки-но повернулись з Мадагаскару;

ось так виглядають клінічні дослідження
на малярію.

(Сміх)

Ви можете робити це, поки п'єте каву.

Але що найважливіше,

це село за шість годин від будь-якої
дороги.

Ми в кімнаті з одним зі старіших членів
спільноти

та працівником охорони здоров'я.

Це дійсно та частина роботи, яка
стимулює мене більш за все - ця посмішка,

мати можливість розповсюджувати прості,

але потужні інструменти для людей
по всьому світу.

А ще, я забув вам сказати ось що,

щоб зробити все, це я витратив 20 центів.

Добре, минулий час я облишив,

Я розкажу вам про найбільш сучасний

(Сміх)

винахід нашої лабораторії.

Він називається "абузз".

Ідея в тому, що всі ми можемо допомогти
боротися з комарами,

ви всі можете допомогти відслідковувати
наших ворогів.

Це вороги, тому що спричиняють малярію,
Зіка, чікунгунью, тропічну пропасницю.

Але проблема в тому, що ми
не знаємо, де наші вороги.

Світової мапи з місцями розташування
комарів не існує.

Тож ми задумались над цим.

Існує 3500 різновидів комарів

і всі вони дуже схожі.

Деякі з них настільки схожі,

що навіть ентомологи не можуть розрізнити
їх під мікроскопом.

Але в них є Ахіллесова п'ята.

Ось так комарі фліртують.

Це самець переслідує самку.

Таким чином вони розмовляють між собою
частотою помахів крил.

(Дзижчання)

І це їх "підпис".

Ми зрозуміли, що за допомогою звичайного
телефона,

5-10$ телефона-жабки,

хто пам'ятає, що це таке?

(Сміх)

Ми можемо записувати звуковий
відбиток комарів.

Я розкажу вам, як це можна зробити.

Я спіймав декількох комарів на вулиці.

На відміну від Біла [Гейтса], я не буду
їх випускати.

(Сміх)

Але я розкажу вам, як їх записати.

Все, що вам необхідно - постукати.
І вони летять.

Ви можете це спершу перевірити.

Я це чую.

Ви підносите свій телефон,
в якому є мікрофони-

це до біса добре, що в ньому
вбудовані мікрофони,

навіть у звичайних телефонах,

і ви можете зняти відбиток зблизька.

І так, як в мене обмаль часу,

я вам програю запис,
який я записав учора.

(Дзижчання комара)

Це той чарівний звук ,
який ви чули раніше,

який вам дуже подобається.

Як наслідок,

маючи змогу зробити це
звичайним телефоном,

ми можемо нанести на мапу
різновиди комарів.

Використовуючи телефон-жабку,

ми нанесли на карту одну з найбільших
звукових баз даних

з 20-25 видами комарів, які переносять
збудники людських захворювань.

І за допомогою цього та машинного навчання

кожного, хто завантажує ці дані,

ми можемо ідентифікувати і повідомити
імовірність,

з яким видом комара ви маєте справу.

Ми назвали це Abuzz,
і якщо хтось з вас хоче підписатись,

просто зайдіть на вебсайт.

І на завершення

дещо дуже важливе та рідне моєму серцю.

Один з викликів сьогодення - це те,
що ми маємо страшні проблеми.

Існує мільярди людей, які не знають,
що таке охорона здоров'я,

зміни клімату, втрата біорізновидів,

і т.д і т.п.

І ми сподіваємось, що науковці
дадуть нам відповідь.

Але перед тим, як ви вийдете з зали
сьогодні,

я хочу пообіцяти одну річ.

Ми збираємось зробити науку доступною

не тільки людям, які можуть
це собі дозволити,

але й іншим мільярдам,
які цього не можуть.

Давайте зробимо науку та наукову
обізнаність людським правом.

У момент, коли ми передаємо радість
відкриття

іншій дитині,

ми даємо їй змогу бути тою людиною,

яка знайде рішення проблем.

Дякую

(Оплески)