塔拉·布朗摄影/华盛顿大学
DNA(全称为脱氧核糖核酸)是所有生物体的基本生物构件之一,其中包含的遗传密码在塑造我们的过程中发挥着重要作用。现在,科学家们已经成功地使用相同的分子来存储数码照片并完整地检索它们。
该技术背后的团队表示,如果这个过程能够得到完善和扩大,这意味着我们可以看到 Facebook 和亚马逊等公司使用的数据中心的终结。由于 DNA 的尺寸非常微小,研究人员计算出,通常存储在超市大小的数据中心中的文件可以被压缩到方糖大小的空间中。
华盛顿大学团队与微软的工程师合作,能够将四张数字图像编码成 DNA 字符串。这需要将文件的 1 和 0 转换为 DNA 的四种基本元素——腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。但更具挑战性的是在不出现任何错误的情况下逆转该过程。
如果您对压缩算法特别感兴趣,霍夫曼编码这是他们使用的方法。对于我们其他人来说,这基本上意味着类似于邮政编码的独特标记被放置在合成的人工 DNA 分子内,以便更容易定位和读回,据 Gizmodo 的 Jamie Condliffe 报道。
它起作用了,研究人员能够成功存储然后检索文件。
该团队现在认为 DNA 编码在未来归档数据方面可能具有真正的潜力,尽管它不太适合需要立即和持续访问的信息。
“生命产生了这种奇妙的分子,称为 DNA,它可以有效地存储有关基因以及生命系统如何运作的各种信息 - 它非常非常紧凑且非常耐用,”团队成员路易斯·塞泽 (Luis Ceze) 说道。 “我们本质上是在重新利用它,以可管理的方式存储数字数据——图片、视频、文档——数百年或数千年。”
“这是一个我们借用大自然的东西——DNA——来存储信息的例子,”他补充道。 “但我们正在使用从计算机中知道的东西——如何纠正内存错误——并将其应用到自然中。”
“如何从 1 和 0 到 As、G、C 和 T 真的很重要,因为如果你使用聪明的方法,你可以使其非常密集,并且不会出现很多错误,”研究人员之一 Georg Seelig 解释道。 “如果你做错了,你就会犯很多错误。”
尽管这些初步结果令人鼓舞,但在第一个 DNA 数据中心投入使用之前,仍有大量工作要做。迄今为止,该程序仅进行了小规模测试,暂时需要昂贵的重型实验室设备。
该团队的研究结果已在ACM 编程语言和操作系统架构支持国际会议在佐治亚州亚特兰大。