Foldscope 在一張成本不到 1 美元的紙上印出 2,000 倍顯微鏡

2000 年代中期的田野訪查，一再讓史丹佛生物工程師 Manu Prakash 看到同樣的景象：診所與教室裡沒有顯微鏡，或者有一台笨重的儀器擺著壞掉，因為沒有人會維修。傳統顯微鏡把精度集中在由熟練人手調校的精密加工金屬機架上，這使它們購置成本高昂，在沒有技術人員的地方，維護成本也高昂。2012 年，他與博士生 Jim Cybulski 反過來問：如果出貨的那張紙本身就是儀器呢？

Foldscope 是一台以摺紙為基礎的光學顯微鏡，印在一張平坦的紙上。銳利的摺痕會引入彈性位能，而摺疊紙張閉合的結構環路會形成運動學約束——因此當使用者沿著印刷摺線摺疊時，球透鏡、照明器與載物台會自行拉進對位，達到數十微米的可重複精度。組裝不需工具，十分鐘內可完成，而且對位在未受訓練的人手反覆摺疊與展開後仍能維持。

可互換的球形球透鏡決定放大倍率，倍率與透鏡直徑成反比，從不到 100 倍到超過 2,000 倍；基本單元重 8.8 公克，尺寸 70×20×2 mm，可放進口袋，其 LED 用鈕扣電池可運作 50 小時。由於平面格式可容納明場、暗場與螢光配置，同一個印刷平台可用於血液抹片篩檢與野外生態學，而不只是演示。

2014 年的 PLOS ONE 論文讓這項設計可免費研究：零件成本不到 1 美元，解析度達次微米，團隊並主張卷對卷印刷可擴展到每年十億個單位。Prakash 於 2012 年在 TED 舞台上演示了成本 50 美分的先驅版本，到了 2018 年，Foldscope Instruments 正把產能擴大到 250 萬個單位，印度生物技術部則把 Foldscope 與補助金送進 445 所政府學校與學院。

平版印刷；摺疊就是組裝線。

精度被移出了製造環節：摺痕與球形球透鏡會被動自行對位，因此精度在教室桌面上由非熟練組裝也能維持。

球透鏡是旋轉對稱的量產零件，所以整份物料清單就是紙、一顆球體、一顆 LED 與一顆鈕扣電池——不到 1 美元。

一張平坦的印刷紙張像文具一樣運送，經得起掉落與被坐壓，而且在儀器壞掉通常就一直壞掉的地方，不需要維修合約。

設計空間靠更換透鏡來擴展：同一個印刷本體可容納明場、暗場與螢光，因此一個平台涵蓋診斷與教育。

公開出版設計，把每一位科學教師變成配送管道，而不是把智慧財產權守起來。

當一項工具貴到無法配送時，重新設計它，讓最便宜的製程——印刷——也來做精度的工作。自行對位把規模變成一次印刷量，而不是一座工廠。

由 Cybulski 共同創辦的 Foldscope Instruments，在 2018 年底前把量產推向 250 萬個單位，並規劃區域製造，而不是單一出口工廠。印度生物技術部資助了 445 所政府學校與學院的 Foldscope 套件與補助金，印度研究機構也開始測試這台紙顯微鏡，與臨床桌上型儀器對照用於疾病診斷。這項設計成為簡約科學的標準參照點，與該實驗室後來的紙離心機並列。