Када нам понестане места за податке, научници желе да их сачувају у ДНК

Прво апокалиптично упозорење: Понестаје нам простора за складиштење података.

Шансе су да ово није нешто о чему сте морали превише да бринете последњих година. Било је времена, не тако давно, када је ограничени чврсти диск вашег рачунара био сво складиште које сте имали на располагању. Достигните ту границу (која је, у случају мог првог рачунара, била мања од 100 МБ) и прибегли сте дискетама и другим локалним екстерним меморијама. Када вам је и то понестало, добили сте брисање.

Више не бришемо. Ни компаније, посебно оне које се вреднују на основу података које поседују. Уместо тога, ми једноставно одбацујемо наше датотеке у облак, чије је само име ефемерно и етерично; без икакве стварне физичности. Где се чувају подаци? Није важно докле год можемо да га вратимо. Које су опасности да понестане складишта у облаку? Наизглед врло мало, осим што морате да повећате своје месечне претплате да бисте откључали још сјајнијег бесплатног простора.

Као резултат тога, идеја да бисмо једног дана могли остати без простора за складиштење података је тешка за вас около као сугестија да бисмо могли да останемо без воде: тај величанствени бесплатни ресурс који пада из небо. Али 2018. је година у којој је дошао Кејптаун у Јужној Африци нагло близу да понестане воде. И могли бисмо да останемо без складишта података.

Подаци, подаци, свуда

Разлог за то је незамислив темпо којим тренутно производимо податке. Сваког дана се створи око 2,5 квинтилиона бајтова података, захваљујући 3,7 милијарди људи који сада користе интернет. Само у последње две године створено је невероватних 90 одсто података у свету. Са све већим бројем паметних уређаја повезаних на Интернет ствари, та цифра ће се значајно повећати.

„Када размишљамо о складиштењу у облаку, мислимо на ове бесконачне складишта података“, Хиуњун Парк, извршни директор и суоснивач компаније за складиштење података Каталог, рекао је за Дигитал Трендс. „Али облак је заправо само нечији рачунар. Оно што већина људи не схвата је да генеришемо толико података да темпо којим их генеришемо далеко надмашује нашу способност да их све ускладиштимо. У блиској будућности, имаћемо огроман јаз између корисних података које генеришемо и начина на који можемо да их складиштимо користећи конвенционалне медије."

Пошто су компаније за складиштење података у облаку заузете изградњом нових центара података и ширењем својих постојећих, брзином чворова, тешко је одредити када бисмо могли да останемо без капацитета за складиштење података. Не постоји сат за одбројавање у филмском стилу. Према Парку, међутим, већ 2025. човечанство је могло произвести више од 160 зетабајта података кумулативно. (Зетабајт, ако се питате, је трилион гигабајта.) Колико ћемо од овога моћи да ускладиштимо? Око 12,5 одсто, сугерише Парк.

Јасно је да нешто треба да се уради.

Да ли је ДНК одговор?

Тада Парк и колега са МИТ научника и суоснивач Натханиел Рокует улазе у слику. Њихов стартуп Цаталог је развио технологију за коју верују да би могла да трансформише складиштење података какво познајемо; дозвољавајући, или бар тако они тврде, да се целокупни светски подаци удобно уклопе у простор величине ормара за капут.

Решење каталога? Кодирањем података у ДНК. То би могло звучати као радња романа Мајкла Крајтона, али њихово скалабилно и приступачно решење је озбиљно, и тако далеко добио 9 милиона долара у ризичном финансирању — заједно са подршком водећих професора са Станфорда и Харварда универзитети.

„Питање које ми често постављају је: „Чији ДНК користимо?““ Парк се насмејао. „Људи се плаше да узмемо ДНК од људи и претворимо их у мутанте или сличне ствари.

Ово није, треба да буде јасно, оно што Каталог ради. ДНК у који компанија кодира податке је синтетички полимер. То није нешто што потиче од биолошког порекла, а низ парова база у које су подаци кодирани, као низ јединица и нула, није код за било шта живо. Али крајњи производ се ипак биолошки не разликује од нечега што можете наћи у живој ћелији.

О идеји да је ДНК потенцијална метода складиштења спекулише се већ деценијама, практично откако су Џејмс Вотсон и Френсис Крик открили двоструку спиралу 1953. године. Међутим, до сада је постојао низ уских грла која су га спречавала да испуни своје огроман потенцијал као решење за складиштење рачунарских података.

Традиционално размишљање о складиштењу података засновано на ДНК фокусирано на синтезу нових молекула ДНК; мапирање секвенце битова у секвенцу четири базна пара ДНК и стварање довољно молекула да представљају све бројеве које желите да сачувате. Проблем је у томе што је овај процес спор и скуп, што представља значајна уска грла када је у питању складиштење података.

Приступ каталога је заснован на раздвајању процеса синтезе од процеса кодирања. У суштини, компанија генерише огроман број од само неколико различитих молекула (што га чини много јефтинијим), а затим кодира информације генеришући огромну разноликост од унапред направљених молекула.

Као аналогију, Цаталог је упоредио претходни приступ производњи прилагођених чврстих дискова са свим вашим подацима чврсто повезаним. Чување различитих података значи изградњу потпуно новог чврстог диска из темеља. Њихов приступ, сугеришу, сличан је масовној производњи празних чврстих дискова, а затим попуњавању кодираним информацијама по потреби.

Све је у вези са складиштењем

Узбудљиви део свега овога је запањујућа количина података које може да ускладишти. Као доказ концепта, Каталог је користио своју технологију за кодирање књига попут Аутостоперски водич кроз галаксију у ДНК. Али то није ништа у поређењу са могућностима.

„Ако упоређујете јабуке са јабукама, делови које можете да ускладиштите у истој запремини имају отприлике милион пута већу густину информација од ССД уређаја“, рекао је Парк. „Шта год да можете да ускладиштите на флеш диску, могли бисте да ускладиштите милион пута више у истом обиму ако то радите у ДНК.

Међутим, поређење са ССД уређајима није тачно. ДНК може бити у стању да складишти много више информација у истом обиму, али нема тренутни приступ, рецимо, УСБ-повезаног флеш диска. Приступ каталога трансформише податке у чврсту пелету синтетичког полимера.

Да би приступили вашим подацима, научници би морали да узму поменути пелет, рехидрирају га додавањем воде, а затим га прочитају помоћу ДНК секвенцера. Ово обезбеђује парове база ДНК, који се, заузврат, могу користити за израчунавање јединица и нула које поново састављају ваше податке. Од почетка до краја, процес ће трајати најмање неколико сати.

Из тог разлога, Каталог у почетку циља на тржиште које је навикло на овакве врсте кашњења: тржиште архивирања. Ово је врста података која се тренутно чува у форматима попут магнетне траке, која се користи за праћење врсте информација за које се можда надате да нећете морати поново да их прегледате, али је и даље кључно да их оставите онто. (Замислите корпоративни еквивалент гаранције за ваш фрижидер.)

Али да ли постоји тачка у којој ће ово бити важно просечном кориснику? На крају крајева, као што смо истакли на врху овог чланка, већина нас заправо не размишља много о нашим подацима и где се они чувају. Да ли је на магнетној траци? Да ли је на ССД меморији? Не смета нам све док је ту када нам затреба.

Због количине времена које је потребно за преузимање информација, мало је вероватно да ће икада постојати тачка у којој, за на пример, ваше Гоогле Цлоуд информације се чувају у огромним бачвама ДНК или као низ куглица налик мермеру у планини Виев, ЦА. Уколико Каталог може да докаже свој концепт предузећима, ово ће вероватно бити опција за дугорочно складиштење, док краткорочни подаци имају друге облике.

Замислите могућности

Међутим, постоје узбудљиве могућности научно-фантастичног звучања. "Замислите поткожну куглицу која садржи све ваше здравствене податке, све ваше МРА скенирање, ваше крвне тестове, ваше рендгенске снимке вашег зубара", рекао је Парк. „Увек бисте желели да вам ти подаци буду веома доступни, али не морате нужно да буду негде у облаку или на необезбеђеном серверу у болници. Ако бисте то имали са собом у облику ДНК, могли бисте физички да контролишете те податке и приступ њима, а да притом водите рачуна да им приступ имају само овлашћени лекари.

Уосталом, како истиче, све болнице данас имају ДНК секвенцере. „Не кажем да то тренутно радимо, али то је могућа будућност“, рекао је он.

Пошто је свету најавио своју нову компанију, Цаталог је сада фокусиран на извођење неких пилот пројеката како би показао како се ова технологија може ефикасно користити. „Ово нису научни изазови које морамо да решимо, већ проблеми механичке оптимизације“, приметио је он.

Пошто је, по сопственом признању, ушао у ову област јер је то звучало као кул технолошки приступ великом Проблем, Парк је сада убеђен да би складиштење ДНК података могло да се покаже као једна од најважнијих технологија у нашој земљи време.

Дођавола, када је у питању могућност архивирања људске историје какву познајемо, тешко је не сложити се. „Ради се о очувању нашег начина живота какав познајемо“, објаснио је он.

Препоруке уредника

• Да ли су магнетне траке старе школе медиј за складиштење података будућности?
• Кина жели да користи контроверзну анализу ДНК да би погодила лица криминалаца
• Овај биотехнолошки стартуп жели да стави ваш ДНК у трезор на Месецу
• Научници са Цалтецх-а су користили ДНК да би играли најмању игру на свету тиц-тац-тое
• Прецизна медицина зависи од ДНК, али слање пљувачке и даље носи ризике