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超乎你想象的科学工具
发布日期:2018-10-26   浏览次数:25

说到科学实验,你一定认为是高大上,遥不可及的事情。但是有人就想把这种科学发现的乐趣带给每一个普通人,这就是今天的TED演讲者Manu Prakash,他可以将生活中最常用的东西,化腐朽为神奇,用到你完全想象不到的方面。


我从小的时候就喜欢捣鼓着做各种工具,我记得第一个做的工具就是偷了哥哥的眼镜片然后做了一个放大镜。三十年后的今天,我做起了显微镜。这是一种特殊的用纸做的显微镜,非常便携。


在过去的两年中,我们实验室做了五万多个这种便携式显微镜,并且免费发送到130多个国家。

孩子们透过显微镜可以看到平常看不到的世界,这个时候,他们会惊呼,我的天啊!就是句话,让我喜欢分享科学发现的过程。


运用我们的这个工具,来自尼加拉瓜的小朋友教他的同伴们如何通过在显微镜下观察幼虫来分辨这种蚊子是否带有登革热病毒。药理学家找到了新的分辨假药的方法。阿根廷的医生甚至尝试用这种工具做宫颈癌筛查。当然你也可以用它来观察你脚上的跳蚤。


有人觉得这些都没什么卵用,但是我把它称为简朴的科学。也就是说,我们不只是要分享科研的结果,还要分享这些过程。

提醒一下你,这个世界上还有十亿人生活在没有任何基本设施的环境下,没有公路,没有电,当然没有医疗机构。医疗工作者不得不在基本没有工具的条件下进行工作。还有十亿的小孩生活在贫困线以下。对这孩子们,我们怎么才能激发他们创新的潜能呢?

作为斯坦福的一个实验室,我就想为这些缺少资源的人提供最质朴的科学帮助。我今天将给大家介绍两个我们实验室的成果作为例子。


第一个是始于2013年的乌干达之旅。我们用便携式显微镜在当地检测血吸虫病。我发现在一个偏僻的小诊所中,他们把一台离心机当作门档。说白了,就是当板砖用。我就问他们,为什么放着离心机不用?他们说,我们没电啊,所以这个东西当门档正合适。

可能不做实验的人并不知道,离心机是处理样品最基本的工具,它通过高速转动产生的离心力将血液,体液中的不同组份分开,从而可以检测时候携带某些病原菌。


然而离心机大,且笨重,更重要的是,它还挺贵,要大概1000美金。当然,没电还不能用。因此,我们实验室就想解决这个问题,我们想到了一些玩具。

首先想到的是溜溜球,因为他可以转起来,还有陀螺也能转。我们一直在找这种能转的玩具,结果偶然发现了这个东西。

相信很多人小时候都玩过,中间有一个转盘,两边绳子拉动的话,中间的转盘就能转。这实际上是非常古老的一个玩具,5000年前出土的文物中都有类似的东西。然而,目前为止,我们还不知道这个东西的原理究竟是什么,这让我们非常激动。

然后我们开始研究,计算。十几页纸的计算后,我们终于可以完全解析这个动态系统了。

然后,我们就创造出了这个我们称为纸离心机的东西。这是我们实验室的博后Saad Bhamla,他是纸离心机的共同发明者只一。图中左边台上放的,就是传统离心机。

它和传统的玩具非常相似,中间一个圆盘,两边是线和扶手。当我拉扯两边的绳子的时候,中间的圆盘就会转动。经过计算,这个圆盘转动产生的离心力最高可以达到30000G(这已经相当大了)。如果把你绑在这个上面转,估计你会被转死。

(接着Manu就在现场给大家展示了如何用这个工具取血,分离血浆。。。。)


首先根据分离的血浆和血细胞的比例可以判断我是否贫血,然后我们还可以用这个工具来进行初步病原菌诊断。

我们还建立了很多规格的纸离心机,可以满足不同目的,比如检测疟疾的,分离核酸做核酸检测的等等。我们最新产品已经能同时满足多种检测的需要了。

是不是很神奇呢?我们刚刚从马达加斯加回来,这是当地一个诊所我们拍到的画面,

忘记告诉你了,这个工具只要20美分。


剩下的时间,我要跟你分享另一个例子。是我们实验室发明的一个叫Abuzz的工具。主要是用来对抗蚊子的。我们知道,蚊子是很多病毒的载体,包括寨卡,登革热,基孔肯雅等。


但是并不是所有的蚊子都会携带这所有的病毒的,蚊子的种类,有3500多种,有时候连非常有经验的昆虫学家都借助显微镜都不一定能确定它们的身份,你能分清谁是谁吗?

但是蚊子也有它致命的弱点,那就是他们需要调情。当公蚊子在像母蚊子求爱的时候,会发出独特的声音,那是他们翅膀振动的频率。这正好可以用来分辨他们的品种。


而我们需要的只是一个价值5到10美金的翻盖手机,多么古老的东西啊!

但是它就是这么好用,足以清楚的记录下蚊子发出的声音。

我从外面捉了几只蚊子,但是我不会像比尔盖茨一样,把他们放出来(比尔盖茨在09年的TED演讲上,现场放了捉到的蚊子,为了让大家体会贫穷地方人的生活,颇受人诟病)。


你要做的是,先拍一拍瓶子,让它们飞起来,然后再录下蚊子震动翅膀的声音。我们已经建立了不同蚊子震动声音的数据库。数据库中包含20到25中会懈怠病毒的蚊子各自独特的声音。你只要将你录到的声音上传到数据库进行比对,我们就能告诉你,你这蚊子是不是在这些种类之中。

在演讲结束的时候,我想跟大家说,我们今天确实面临很多挑战,包括全球气候变化,物种多样性的消失,还有十亿人口没有医疗设施等等。我们都希望科学的发展能够找到这些问题的答案。


但是,我希望你们明白,我们还需要科学变得触手可及,不仅仅是少数人能够消费,我更希望所有人都有权利去拥有。当你把科学发现的心动瞬间传递给其他的小孩,你实际上也是把解决问题的希望传递了出去。

 

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