Ученым удалось успешно сохранить изображения в ДНК и считать их

в 11:23, , рубрики: Биотехнологии, будущее здесь, днк, запись информации, Накопители, Научно-популярное, хранение данных

Общий объем сохраненной информации — 151 КБ

Ученым удалось успешно сохранить изображения в ДНК и считать их - 1
В пробе ДНК в пипетке (розовый след) можно хранить около 9 ТБ данных

Сотрудники исследовательского подразделения Microsoft и команда ученых из Вашингтонского университета смогли успешно сохранить в ДНК ряд изображений, а затем считать эту информацию без ошибок. Всего в работе использовалось четыре графических файла, размер которых составлял от 5 до 24 КБ. Предварительные результаты своей работы специалисты опубликовали в ASPLOS.

Почему в качестве носителя информации выбрали ДНК? Дело в том, что запись данных здесь можно вести с очень высокой плотностью. По предварительным подсчетам, эксабайт данных может быть сохранен в объеме кубического миллиметра. Кроме того, ДНК — «долгожитель» в мире носителей информации. Срок хранения данных на таком носителе составляет 500 лет и больше. Правда, процесс считывания и записи технически сложен и дорог, но с течением времени и эти две проблемы могут быть решены.

Ученым удалось успешно сохранить изображения в ДНК и считать их - 2
Процесс записи и считывания информации с использованием ДНК

Сейчас вопрос поиска новых типов носителей информации стоит как никогда остро. Цифровая вселенная быстро расширяется, и к 2020 году ученые предсказывают увеличение общего объема хранимой человечеством информации до 44 триллионов гигабайт. Не всякую информацию, генерируемую человеком, можно назвать полезной и нужной, но место она занимает. Причем генерируется информация быстрее, чем производятся носители.

Ученым удалось успешно сохранить изображения в ДНК и считать их - 3
Ли Органик (Lee Organic), член команды исследователей, готовит смесь проб ДНК для записи информации. В каждой «пробирке» может быть котик или симфония Чайковского (источник: Tara Brown Photography/ University of Washington)

Молекулы ДНК могут хранить информацию сотни лет, как уже говорилось выше, а плотность записи данных в десятки тысяч раз выше, чем в случае обычных SSD, жестких дисков, оптических накопителей. Причем все это «железо» приходит в негодность гораздо быстрее, чем ДНК.

Команда ученых разработала способ записи последовательностей единиц и нулей при помощи блоков последовательностей ДНК — аденина, гуанина, цитозина и тимина. Единицей хранения является последовательность примерно из 200 нуклеотидов, с объемом информации в 50-100 бит. Для хранения больших массивов данных используется множество фрагментов, собранных в единый пул. Архитектура, используемая для хранения — это ключ-значение. А в качестве ключа для получения данных используются праймеры полимеразной цепной реакции. Эти праймеры указывают на те фрагменты ДНК, где хранится записанная информация.

Ученым удалось успешно сохранить изображения в ДНК и считать их - 4

Стоит отметить, что при использовании технологии записи информации на ДНК возможны ошибки, вероятность их не так и мала — около процента. Поэтому ученые работали с модифицированным кодированием Голдмэна. Такой тип записи позволяет восстанавливать третий фрагмент ДНК по любым двум другим фрагментам. Таким образом, в такую систему вводится «запас прочности», такой принцип хранения данных использует избыточность для увеличения точности считывания информации. Хранить можно любую информацию, включая текст, изображения, видео.

Всего в процессе записи/чтения было задействовано 45652 последовательности из 120 нуклеотидов.

Автор: marks

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля