华盛顿大学开创性的DNA驱动器将数据保存在生命的基石中

教育2021-08-31 10:06:49
导读 微软与华盛顿大学合作,展示了一种系统,可以在合成 DNA 中存储信息,然后检索数据。概念验证设备是同类设备中的首创,可以自动将数据编

微软与华盛顿大学合作,展示了一种系统,可以在合成 DNA 中存储信息,然后检索数据。概念验证设备是同类设备中的首创,可以自动将数据编码为 DNA 序列,然后将信息再次转换回 1 和 0,以便数字机器读取。

长期以来,科学家们一直在考虑将 DNA 用作存储介质的潜力,并且近年来启动了各种项目。可以容纳在 DNA 链中的信息密度是人造技术提供的任何东西都无法比拟的。据说一克 DNA 大约等于 10 亿 TB 或 1 泽字节的数据。

作为参考,思科估计,随着5G 网络的推出,2022 年来自超过 120 亿台设备的移动互联网流量将接近 1 泽字节。

由微软和华盛顿大学创建的机器只将“hello”这个词编码到制造的 DNA 中,这比之前已经发生的演示中存储的数据更少,但研究人员指出,这个最新项目涉及一个完全自动化的过程。“我们的设备将数据编码成 DNA 序列,”该团队解释说,“然后使用定制的 DNA 合成器将其写入 DNA 寡核苷酸,汇集用于液体存储,并使用纳米孔测序仪和一种新颖的、最少的制备方案读取。”

该机器被描述为具有“台式占地面积”,由三个主要部分组成:编码/解码软件、DNA 合成模块和另一个用于制备和测序 DNA 的模块。它们一起可以一次写入、存储和读取五个字节的数据,不过微软指出,该系统采用模块化设计,因此可以随着技术的进步而扩展这种容量。它由成本约为 10,000 美元的零件构成,包括一台微型测序仪,但预计这一成本将降至 3,000 至 4,000 美元左右。

以前使用 DNA 进行数据存储的尝试导致写入了更多的信息,例如,但是这个过程通常是在实验室中手工完成的,这对于涉及大规模数据存储的现实世界用例是不可行的。维基百科有一个有趣的页面记录了这些努力背后的大部分历史,其中包括哈佛大学乔治·丘奇于 2012 年发表的研究,该研究涉及将数字信息编码到 DNA 中,包括一本 53,400 字的书、11 张 JPG 图像和 JavaScript 程序。

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