آینده‌ی ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA

آینده‌ی ذخیره‌سازی اطلاعات در DNA

 
مجله‌ی علمی ایلیاد  - DNA دارای اطلاعاتی درباره‌ی موجودات زنده است و همه چیز را از آغاز پیدایش زندگی در خود رمزگذاری کرده است. برای همین است که شرکت‌هایی نظیر مایکروسافت، بر روی پرژوه‌ی ذخیره‌سازی اطلاعات به کمک DNA سرمایه‌گذاری می‌کنند. علی‌رغم بیشتر ذخیره‌سازهای موجود، DNA با گذشت زمان فرسوده نمی‌شود و افزون بر آن خیلی هم فشرده است. برای نمونه، تنها چهار گرم DNA می‌تواند اطلاعات یک سال همه‌ی مردم دنیا را در خود ذخیره کند.

با پیشرفت بشریت، حجم داده‌هایی هم که تولید و پردازش می‌شود افزایش می‌یابد. روزگاری که فلاپی‌های ۱.۴۴ مگابایتی نیاز ما را برطرف می‌ساخت، سپری شده‌است. این روند افزایش حجم اطلاعات لزوم دستگاه ذخیره‌ی داده‌‌ی ستبر و بادوام را نشان می‌دهد. در پژوهشی که در مجله‌ی Science منتشر شده است، «یانیو ارلیک» و «دینا زیلینسکی» دو پژوهشگر این طرح شرح می‌دهند که چگونه ممکن است DNA پاسخگوی نیاز ما به این‌چنین ذخیره‌سازهایی باشد.

ارلیک و زیلینسکی، شش فایل را درون ۷۲،۰۰۰ زنجیره‌ی DNA ذخیره کردند، که هر زنجیره‌ ۲۰۰ پله‌ طول داشت. این فایل‌ها شامل سیستم‌عامل کامل، فیلمی فرانسوی از سال ۱۸۹۵ میلادی، یک کارت پستال از آمازون، یک ویروس رایانه‌ای، لوحه‌ی پایونر و درسی از «کلاوس شاون» نظریه‌پرداز فناوری اطلاعات بودند. ارلیک در این‌باره می‌گوید: «‌ما بیت‌های اطلاعات را بر نوکلوئیدهای DNA نگاشت کردیم و سپس با سنتز این نوکلئید‌ها آن‌ها را در لوله‌ی آزمایش گذاشتیم. این اطلاعات را با استراتژی ویژه‌ای، به نام «فواره‌ی DNA» که برگرفته از مفاهیم ریاضیاتی نظریه‌ی رمزگذاری است، دسته‌بندی کردیم. با این استراتژی بر بزرگترین چالش پیش‌رویمان، یعنی دسته‌بندی بهینه‌ی داده‌ها چیره شدیم.» برای بازیابی اطلاعات پژوهشگران، شیوه‌ی ترتیب‌گذاری  DNA و نرم‌افزاری برای برگرداندن رمزنگاری‌های ژنتیکی به دو دویی را به کار بردند. به گفته‌ی ارلیک: «برای بازیابی اطلاعات، ما مولکول‌ها را مرتب کردیم. این اساسی ترین مرحله است.»
 
گفتنی است که فایل ها بدون هیچ خطایی بازخوانی شدند. ابزارهای ذخیره‌سازی امن اطلاعات در گذر سال‌ها خیلی پیشرفت داشته است. ما از کاغذ به نوارهای مغناطیسی و ریزچردازنده‌ها رسیدیم. اما اکنون DNA گزینه‌ی بهتری است. همان‌گونه که ارلیک توضیح می‌دهد: «DNA مزیت‌های بسزایی دارد. نخست این‌که خیلی کوچکتر از رسانه‌های سنتی است. در واقع ما نشان دادیم که می‌شود به چگالی ۲۱۵ پتابایت در هر گرم از DNA برسیم! دوم این که DNA برای دوره‌‌‌های طولانی ماندگاری دارد، یعنی بیشتر از ۱۰۰ سال که چندین مرتبه از رسانه‌های سنتی بیشتر است. به دیسکت‌های دهه‌ی ۹۰ گوش دهید تا ببینید که هنوز خوب هستند یا نه.»

ارلیک بر این باور است که اکنون زمان آن شده که تکنولوژی بهتری را جایگزین کنیم. او می‌افزاید: «رسانه‌های سنتی با فناوری دیجیتال از میدان به در رفتند. پدران ما کاسِت ۸ میلی‌متری داشتند که اکنون دیگر کاربرد ندارند. DNA در حدود ۳ میلیارد سال در کنار ما بوده است و بعید به نظر می‌رسد که حیات بشری توانایی خواندن این مولکول‌ها را از دست بدهد که اگر چنین بشود، ما مشکلاتی بیشتر از ذخیره‌ی اطلاعات خواهیم داشت.» ارلیک در پاسخ این که این تکنولوژی چه هنگام در دسترس خواهد بود، با گمانه‌زنی خوش‌بینانه می‌گوید: «من گمان می‌کنم بیشتر از یک دهه. ما هنوز در آغاز راه هستیم، رسانه‌های مغناطیسی سال‌ها پژوهش و پیشرفت را پشت سر نهادند تا کاربردی شوند.»

در نهایت، پژوهش‌هایی نظیر آن‌چه که ارلیک و زیلینسکی انجام دادند، راه را بر آینده‌ی زیست‌رایانه‌ها هموار می‌سازد. ارلیک خاطر نشان می‌کند: «این دستاورد امکان آن را برای ما فراهم می‌کند که بتوان زیست‌سازه‌ها را برای پردازش‌ نیز به کار ببریم. این یک راهکار جایگزین پیش روی ماست.»
 
نوشته: futurism
ترجمه: محسن سلیمان‌زاده – مجله‌ی علمی ایلیاد
منبع: futurism.com
مشاوره رایگان اخذ پذیرش و ویزای تحصیلی از دانشگاه های استرالیا،آمریکا،کانادا،انگلستان ، نیوزیلند و مالزی
در صورتی که مایلید شرایط شما جهت ادامه تحصیل در دانشگاه های خارج از کشور، توسط مشاورین باتجربه و متخصص موسسه «ایلیاد بین‌الملل» ارزشیابی گردد، فرم مشاوره زیر را تکمیل نمایید. پس از دریافت اطلاعات، حداکثر طی دو روز کاری با شما تماس خواهیم گرفت. قابل توجه است که موسسه ایلیاد بین‌الملل دارای مجوز اعزام دانشجو از وزارت علوم ایران می‌باشند.