Lumea se confruntă cu un deficit de spațiu liber pentru stocarea datelor digitale. Această problemă există de câțiva ani, dar oamenii obișnuiți nu se gândesc aproape deloc la asta. Nu cu mult timp în urmă, a existat un timp în care spațiul liber pentru înregistrarea datelor digitale era limitat de dimensiunea hard disk-ului computerului. Când s-a atins limita, fie am mers pentru un hard disk nou, fie am înregistrat totul pe suporturi optice. Când s-au încheiat, am șters doar datele vechi și am înregistrat altele noi. Există însă cei care nu șterg niciodată date.
De exemplu, multe companii nu fac acest lucru, în special cele al căror domeniu de activitate și valoare depinde de informațiile digitale pe care le dețin. Vremurile se schimbă. Tehnologia avansează. Acum informațiile nu sunt șterse, acestea sunt transferate în „cloud”. Apropo, însăși termenul „nor” este foarte efemer și nu reflectă deloc un fenomen natural real. El părea foarte confortabil și frumos și l-au părăsit. Unde sunt stocate datele? Nu contează deloc, cel puțin atâta timp cât putem apela la ele în orice moment. Este probabil că în cele din urmă vom rămâne fără spațiul de stocare în cloud? Nimeni nu se gândește la asta. Atâta timp cât plătiți pentru abonament, totul este în regulă. Puțin spațiu? Alegeți un nou plan tarifar și primiți și mai mult spațiu pentru informațiile dvs.
Această mizerie a îngreunat oamenii să-și imagineze chiar că într-o zi am putea rămâne fără spațiu liber pentru a stoca date digitale. Întrucât era dificil să ne imaginăm că mai devreme sau mai târziu apă dulce ar putea curge pe Pământ, ale cărei rezerve sunt reumplute datorită circulației sale în natură. Dar iată realitatea. În 2018, aprovizionarea cu apă din Cape Town, Africa de Sud, s-a apropiat rapid de epuizarea completă. Și noi, oamenii care nu ne gândim la asta, abordăm rapid lipsa de spațiu liber pentru stocarea datelor digitale.
Date, date, date din jur
Motivul principal pentru această epuizare a spațiului liber este, desigur, legat de viteza cu care producem noi date. În fiecare zi în întreaga lume, datorită 3,7 miliarde de utilizatori de Internet, sunt generate aproximativ 2,5 cvintile octeți de informații. Dintre toate datele digitale disponibile astăzi, 90 la sută au fost create în ultimii doi ani. Și odată cu creșterea numărului de dispozitive inteligente folosite care se conectează la World Wide Web (același „Internet of Things”), aceste numere vor crește și mai mult în viitorul apropiat.
„Când oamenii vorbesc despre stocarea în cloud, înseamnă adesea că există un fel de spațiu infinit gratuit pentru a stoca informații”, comentează Hyun Jun Park, șeful și co-fondatorul Catalog, o companie de stocare a datelor, la Digital Trends.
Video promotional:
„Cu toate acestea, norul este același computer care vă stochează datele. Oamenii pur și simplu nu își dau seama că sunt generate atât de multe date digitale în lume încât ritmul în care sunt produse este cu mult înaintea capacității noastre de a le stoca pe toate. În viitorul foarte apropiat, vom vedea un decalaj imens între cantitatea de date utile și capacitatea noastră de a le stoca folosind suporturi tradiționale."
Întrucât companiile de stocare în cloud sunt ocupate în mod constant în construirea de noi centre de date sau în extinderea celor existente, este foarte dificil de prezis când vom pierde de fapt tot spațiul liber. Cu toate acestea, potrivit aceluiași Park, până în 2025, omenirea în total poate genera mai mult de 160 de zettabyte de informații digitale (zettabytes, pentru cei care nu știu, este vorba de un trilion de gigabytes). Cât din acest volum putem economisi cu adevărat? Circa 12,5 la sută, spune Park.
Această problemă trebuie cu siguranță abordată.
ADN-ul este răspunsul?
Așadar, spun Park, Nathaniel Rocket și colegii lor de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts. Împreună au fondat Catalog, în pereții căruia a fost dezvoltată o tehnologie care, în conformitate cu creatorii săi, ar putea schimba modul în care ne gândim la modul în care toate datele noastre digitale vor fi stocate în viitorul apropiat. În opinia lor, sau mai degrabă o declarație, curând datele digitale din întreaga lume se pot încadra într-o zonă nu mai mare decât un garderobă.
Catalogul oferă codare ADN ca soluție adecvată. Totul sună ca una dintre poveștile scriitorului american de ficțiune științifică Michael Crichton, dar soluția scalabilă și accesibilă pe care o oferă este destul de realistă și chiar a atras 9 milioane de dolari în finanțarea de risc, precum și sprijinul profesorilor de frunte din universitățile Stanford și Harvard.
„Mi se pune adesea întrebarea: al cui ADN folosim? Este ca și cum oamenii cred că luăm ADN-ul de la o persoană și le transformăm în mutanți sau ceva similar”, râde Park.
Dar acest lucru nu este deloc ceea ce face Catalogul. ADN-ul pe care Catalog îl folosește pentru codificarea datelor este un polimer sintetic. Nu este de origine biologică și nu este creat pe perechi de baze azotate în care sunt înregistrate informații. O serie de zeruri și altele care sunt scrise în polimer nu pot fi, de asemenea, codul a nimic viu. Cu toate acestea, produsul rezultat este biologic practic indistinguibil de ceea ce suntem obișnuiți să întâlnim într-o celulă vie.
Ideea că ADN-ul poate fi privit ca un mediu alternativ pentru stocarea informațiilor digitale datează de câteva decenii. De fapt, când James Watson și Francis Crick au venit pentru prima oară cu modelul de structură ADN în 1953. Cu toate acestea, până în prezent, o serie de limitări semnificative nu permiteau să se vadă potențialul uriaș de utilizare a ADN-ului ca mijloc de stocare a informațiilor digitale, fără să mai vorbim despre cum să transpunem toate acestea în realitate.
În viziunea sa obișnuită, metoda de stocare a informațiilor prin ADN este centrată în jurul sintezei de noi molecule de ADN; potrivirea secvențelor de biți de informație cu secvențele a patru perechi de ADN și producerea de molecule suficiente pentru a reprezenta toate numerele pe care doriți să le stocați. Problema acestei metode este că procesul este scump și lent. În plus, există multe restricții asociate cu stocarea propriu-zisă a datelor.
Abordarea Catalogului sugerează deconectarea sintezei moleculelor de la codificarea lor. Practic, compania produce mai întâi o cantitate uriașă de numai anumite molecule (ceea ce reduce semnificativ costul de producție), apoi codifică informații în ele folosind o varietate de molecule gata făcute.
Ca analogie, Catalog compară abordarea anterioară a producției de hard disk-uri personalizate cu informațiile deja înregistrate pe acesta. Înregistrarea de noi informații în acest caz implică necesitatea creării unui hard disk de la zero. Noua abordare a catalogului poate fi comparată cu producția în masă a hard disk-urilor necompletate și cu scrierea informațiilor codificate noi, după caz.
Este vorba despre depozitare
Frumusețea este cât de mare poate fi stocată cantitatea de date într-un spațiu foarte compact. Ca o demonstrație, Catalog și-a folosit tehnologia pentru a codifica diverse cărți de ficțiune în ADN. De exemplu, întregul ciclu de romane Ghidul autostopului la galaxie. Dar toate acestea sunt fleacuri înainte de posibilitățile de deschidere.
„Comparând numere comparabile, numărul de biți pe care îl puteți stoca cu ADN este de un milion de ori mai mare decât ceea ce este oferit de aceleași unități de stare solidă. De exemplu, să luăm dimensiunea unei unități flash obișnuite. Folosind metoda ADN de stocare a informațiilor, puteți scrie de un milion de ori mai multe informații pe un dispozitiv de dimensiunea acestei unități flash decât pe o unitate flash obișnuită."
Comparatorii cu unitățile de stare solidă, notează dezvoltatorii, nu sunt încă în întregime exacte. ADN-ul vă permite să stocați mult mai multe informații într-un volum comparabil, dar tehnologia nu vă permite să oferiți acces instantaneu la acesta, cum ar fi, de exemplu, în cazul acelorași unități USB. Tehnologia catalogului transformă informația într-o granulă fizică solidă (granulă) dintr-un polimer sintetic.
Pentru a accesa aceste informații, trebuie să luați o peletă de polimeri sintetici codați, să o rehidratați cu apă, apoi să o „citiți” folosind un secvențitor ADN. Ca parte a procesului, va fi posibilă izolarea perechilor de baze de ADN, care pot fi apoi utilizate pentru a calcula numărul de zerouri și cele care formează informații. De la început până la sfârșit, acest proces poate dura cel puțin câteva ore.
Din acest motiv, această tehnologie este orientată în primul rând către piața de arhivare, unde nu este necesar acces rapid la informații. De obicei, aceasta înseamnă date care nu sunt utilizate sau sunt foarte rar utilizate după înregistrare, dar sunt extrem de importante pentru conservare. Să zicem, ca garanția frigiderului dvs., doar la scară corporativă.
Cum vor beneficia toate aceste utilizatori obișnuiți? La începutul articolului, am vorbit despre faptul că majoritatea dintre noi nu ne gândim la ce se întâmplă și unde sunt stocate informațiile noastre. Pe media solidă? Da, chiar dacă numai pe bandă magnetică. Nu ne interesează acest lucru atât timp cât avem acces la el în orice moment.
Datorită duratei procesului de recuperare a informațiilor, este puțin probabil să atingem vreodată nivelul când Google Cloud sau Yandex. Disk va stoca informațiile noastre în cuve gigantice de ADN. Dacă aceeași tehnologie de catalog își dovedește eficacitatea, atunci, cel mai probabil, își va găsi nișa în zonele în care se aplică abordarea stocării pe termen lung a informațiilor. În ceea ce privește metoda de stocare pe termen scurt, în care atât hard disk-urile, cât și unitățile de stare solidă sunt utilizate în prezent, va trebui să ne bazăm pe alte metode.
Introducerea perspectivelor
Această epruvetă conține milioane de copii de date codificate în ADN.
Cu toate acestea, aici puteți vedea posibilități aproape sci-fi.
„Imaginează-ți că un granul implantat sub pielea ta conține toate informațiile despre sănătatea ta: datele despre angiografia cu rezonanță magnetică, informațiile despre tipul de sânge, o radiografie pentru stomatologul tău”, spune Park.
„Probabil doriți ca toate aceste date să fie întotdeauna disponibile pentru dvs., dar nu doriți să le depozitați undeva în„ cloud”sau pe un server de spital nesecurizat. Având mereu aceste date sub formă de ADN, veți putea să le gestionați fizic, să accesați dacă este necesar, să le restricționați tuturor celorlalți și să le deschideți direct medicilor dumneavoastră."
„Aproape fiecare spital modern are un secvențitor ADN. Nu spun că în prezent urmărim exact acest obiectiv al utilizării acestei tehnologii, dar în viitor, toate acestea pot deveni destul de posibile , spune dezvoltatorul.
Catalog este angajat în prezent în proiecte-pilot care vizează demonstrarea eficacității tehnologiei pe care au dezvoltat-o.
„Nu ne confruntăm cu dificultăți științifice insolubile, vorbim acum mai mult despre sarcinile de optimizare a proceselor mecanice”, a spus Park.
Prin propria sa admitere, Park a decis să se implice în cercetarea modalităților de stocare a datelor folosind ADN-ul, pur și simplu pentru că a considerat că este o abordare tehnologică foarte mișto și inovatoare pentru soluționarea problemei mari existente. Acum, potrivit expertului, această tehnologie poate deveni una dintre cele mai importante tehnologii ale timpului nostru.
Nikolay Khizhnyak
