Príde revolúcia v ukladaní dát? Microsoft ich dokáže uložiť ako DNA

Nároky na ukladanie dát rastú z roka na rok a v budúcnosti budú ešte vyššie. S príchodom autonómnych vozidiel, ktoré budú potrebovať na bezpečnú jazdu obrovský objem online dát majú dnes vedci a inžinieri husiu kožu. 5G sieť prinesie rýchlosť prenosu údajov, ale zatiaľ nie je vyriešený spôsob ich uchovávania.

Výskumníci z University of Washington (UW) v spolupráci s Microsoftom demonštrovali prvý plne automatizovaný proces prekladu digitálnych informácií na získavanie a ukladanie dát do DNA. Je to kľúčový prvok, aby sa takáto technológia dostala z laboratórií do dátových centier.

Prečo DNA?

DNA dokáže uchovávať digitálne informácie v rádovo menšom priestore, ako dnes využívajú komerčné úložiská a dátové centrá. Je to dôležitý krok, pretože dnešné konvenčné spôsoby ukladania dát onedlho nebudú stíhať našim potrebám.

Vedci z UW a Microsoftu vyvinuli algoritmy a potrebné technológie molekulárnych výpočtov na kódovanie a získavanie dát vymodelovanej DNA. Tie by dokázali uložiť informácie z dátového centra s veľkosťou hangáru do objemu niekoľkých hracích kociek.

ZDROJ | University of Washington

„Naším hlavným cieľom je zaviesť systém do výroby, ktorý pre koncového používateľa vyzerá rovnako ako akákoľvek iná služba ukladania cloudu – bity sa odosielajú a ukladajú do dátového centra a objavia len vtedy, keď ich chce zákazník,“ povedala hlavná výskumníčka Karin Strauss. „Na to sme potrebovali dokázať, že je to praktické aj z hľadiska automatizácie.“

Ako to funguje?

Automatizovaný systém využíva vlastný softvér, ktorý konvertuje jednotky a nuly na A, T, C a G, ktoré tvoria stavebné kamene DNA. Následne sa využije bežné laboratórne vybavenie na prísun potrebných kvapalín a chemikálií do syntetizátora, ktorý vytvára umelé časti DNA a ukladá do skladovacej nádoby.

https://youtu.be/60Gi5lqL-dA

Informácie sú uložené v syntetických molekulách DNA vytvorených v laboratóriu, teda nie ľudskej DNA (ani iných živých bytostí). Informácie môžu byť zašifrované skôr, ako sa odošlú do systému.

Táto technológia bude mať komerčný význam, ak sa znížia náklady na syntetizovanie DNA (čo sú v podstate na mieru vytvárané vlákna so zmysluplnými sekvenciami) a proces sekvencovania, ktorý extrahuje uložené informácie. Vedci sú optimistickí, tvrdia, že vývoj napreduje v tomto obore veľmi rýchlo.

Ďalším kľúčovým prvkom je automatizácia, len tá dokáže zabezpečiť ukladanie a čítanie dát v cenovo dostupnom pásme.

Vedci sú o úspechu presvedčení. „Určite vidíme nový druh počítačového systému, ktorý sa tu rodí. Používame molekuly na ukladanie dát a elektroniku na kontrolu a spracovanie,“ povedal profesor UW Allen School Luis Ceze.

Laboratórium v UW už dokázalo uchovávať v DNA rôzne súbory, fotografie, texty, videá a získať ich naspäť. Doteraz boli schopní uložiť v DNA 1 GB dát. Ich postup však nebol automatizovaný, robili to ručne alebo pomocou drahých robotov, no dokázali, že do DNA sa dajú ukladať dáta aj v relatívne väčšej veľkosti.

Ešte nás čaká dlhá cesta

Či pôjde o revolúciu, alebo o slepú uličku zatiaľ nevieme posúdiť. Treba si uvedomiť, že vedecký tím dokázal rozložiť a zložiť naspäť len päť bajtov dát – slovo hello. Vďaka chemickým reakciám pri vytváraní DNA trval proces 21 hodín. Ak by sa malo začať vôbec uvažovať o komerčnom využití tejto technológie, dáta by sa museli ukladať miliónkrát rýchlejšie.

Keby sa to však podarilo, malo by to obrovský význam. Okrem násobne menšej plochy je veľmi dôležitou vlastnosťou DNA jej trvácnosť. Zatiaľ čo dnešné spôsoby ukladania dát majú garantovanú spoľahlivosť prinajlepšom niekoľko desaťročí, DNA aj pri menej ideálnych podmienkach skladovania vydrží desiatky tisíc rokov.

ZdrojUniversity of Washington,Nature,MIT Technology Review

Komentáre k článku