امکان ساخت هارد دیسک های بسیار بهینه تر با استفاده از مولکول DNA

اخيرا دانشمندان به چگونگی ذخیره‌ی ماکزیمم مقدار اطلاعات در یک نوکلئوتید منفرد در ساختار مولکول DNA پی برده‌اند.

اطلاعاتی که دیگر امکان مدیریت و بهره‌برداری حجم بسیار عظیمی از اطلاعات با استفاده از روش‌های سنتی و متداول ذخیره‌ی اطلاعات وجود ندارد. از این‌رو دانشمندان به دنبال راه حلی برای مشکل اخیر در هارد دیسک موجود در جهان طبیعت هستند؛ منظورمان از این هارد دیسک طبیعی در واقع همان مولکول DNA است. دو نفر از محققان دانشگاه کلمبیا و مرکز ژنوم نیویورک به‌تازگی یک سیستم عامل کامل کامپیوتری، یک فیلم قدیمی، کارت هدیه‌ی آمازون و چند مورد از فایل‌های دیگر را روی رشته‌های DNA «نوشته‌اند» و با توجه به نتایج مطالعه‌ای که در آخرین نسخه از مجله‌ی ساینس منتشر شد، این دو پژوهشگر موفق شده‌اند آن‌ها را بدون از دست رفتن اطلاعات، بازیابی کنند.

به مزیت  هاي در استفاده از DNA به‌ جای روش‌های متداول وجود دارد. اول این که مولکول DNA بسیار کوچک‌تر از واسط‌های متداول به‌کاررفته در این زمینه است؛ به‌طوری‌که یک گرم از آن می‌تواند داده‌هایی به مقدار ۲۱۵ هزار برابر یک هارد دیسک یک ترابایتی ذخیره کند. دوم اینکه این حافظه‌ ها فوق‌العاده مقاوم هستند. دانشمندان برای مثال از DNA-هایی با قدمت هزاران سال به‌منظور احیای مجدد ماموت‌های پشمالوی منقرض‌ شده هم استفاده کرده‌اند. اما تا به حال، فقط قادر به تنها کسری از ظرفیت ذخیره‌سازی آن بوده اند. نویسندگان مقاله‌ی مرتبط با این پژوهش، یانیف ارلیک و دینا زیلینسکی موفق شدند حداکثر مقدار تئوری از اطلاعات را در نوکلئوتید موجود در DNA با استفاده از روش جدیدی به کار بگیرند. این روش جدید با الهام از چگونگی استریم فیلم‌ها در سراسر شبکه‌ی اینترنت ایجاد شده است. ارلیک در مصاحبه‌ی خود با پایگاه ResearchGate  در این باره توضیح داد:

ما بیت‌های فایل‌ را به نوکلئوتید موجود در DNA بازنمایی کردیم و در ادامه این نوکلئوتیدها را سنتز و مولکول‌ها را در یک لوله‌ی آزمایش ذخیره کردیم. ما برای بازیابی اطلاعات، مولکول‌ها را ترتیب‌بندی کردیم. این مرحله یکی از مراحل اساسی است. به‌منظور بسته‌بندی اطلاعات، ما از یک استراتژی به نام چشمه‌ی دی‌ان‌ای (DNA   Fountain)  استفاده کردیم که برای کارکرد خود از مفاهیم ریاضی نظریه‌ی کدگذاری استفاده می‌کند. همین استراتژی به ما اجازه‌ی دستیابی به بسته‌بندی مطلوب داد؛ دستیابی به بسته‌بندی مطلوب یکی از چالش‌برانگیزترین جنبه‌های پیش روی ما در این مطالعه بود.

هنگامی که یک سرویس استریم آنلاین مانند نتفلیکس اطلاعات را ارسال می‌کند، برای کارکرد خود از کدهای چشمه‌ای استفاده می‌کند که این کدها داده‌ها را به بسته‌های کوچک پارتیشن‌بندی می‌کنند. حتی اگر چند بسته‌ی معدود از داده‌ها در طی این روند از دست بروند، نتفلیکس کماکان می‌تواند کل جریان را بازسازی کند. DNA  نیز دارای یک مشکل مشابه در این زمینه است؛

شرکت‌های بزرگی مانند مایکروسافت در حال حاضر به DNA به‌عنوان یک گزینه برای ذخیره‌سازی اطلاعات نگاه می‌کنند، با توجه به برآوردی که ارلیک در ذهن خود دارد، احتمالا بیش از یک دهه طول خواهد کشید که این روش به‌طور گسترده قابلیت استفاده داشته باشد. وی در این باره توضیح می‌دهد:

ما هنوز در ابتدای راه هستیم؛ اما رسانه‌های مغناطیسی هم که امروزه به‌ وفور استفاده می‌شوند، در سال‌های قبل از ارائه‌، چندین سال صرف تحقیق و توسعه‌شان شده بود.

منبع : زومیت