Έχετε δημιουργική σκέψη; Σας αρέσει να μοιράζεστε τις γνώσεις σας και να διευρύνετε τους ορίζοντές σας; Αν ναι, τότε το People & Ideas είναι για σας. Μπορείτε απλώς να γίνετε αναγνώστης του ή να κάνετε ένα παραπάνω βήμα: να γίνετε επιμελητής περιεχομένου ή δημιουργός περιεχομένου. Έτσι παρακολουθείτε, δημιουργείτε, βιώνετε και μεταδίδετε την μάθηση αεί διδασκόμενοι προς όφελος όλων.

H τελευταία λέξη στους σκληρούς δίσκους: DNA


Πολύ πιθανό να αποτελέσει τον μελλοντικό τρόπο αποθήκευσης και αρχειοθέτησης μεγάλου όγκου πληροφοριών. Μια ομάδα ερευνητών στη συνθετική βιολογία της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου του Harvard, με επικεφαλής τον Τζωρτζ Τσερτς (George Church), πραγματοποίησε ένα νέο τεχνολογικό επίτευγμα: αποθήκευσε ένα ολόκληρο βιβλίο 53000 λέξεων, 11 εικόνων jpeg και τη σελιδοποίησή του σε κώδικα HTML, σε ένα πικογραμμάριο (δέκα στη μείον δώδεκα του γραμμαρίου) DNA.

Η ιδέα να χρησιμοποιηθεί το DNA ως αποθηκευτικός χώρος για ψηφιακή πληροφορία δεν είναι καινούργια και είναι τεχνικά εφικτή. Το 2010, ένα άλλο ερευνητικό εργαστήριο από το Πανεπιστήμιο του Standford, είχε συνθέσει χημικά το πρώτο πλήρες DNA με βάση ψηφιακά στοιχεία και το είχε εισάγει σε ζωντανό κύτταρο. Η λειτουργικότητα του επιτεύγματος περιορίστηκε όμως από ένα σοβαρό ζήτημα : τα ζωντανά κύτταρα όχι μόνο πεθαίνουν -άρα τα αποθηκευμένα στοιχεία κινδυνεύουν να χαθούν- αλλά επίσης διαιρούνται, πράγμα που εισάγει συν τω χρόνω μεταλλάξεις, οι οποίες μπορούν να αλλοιώσουν τα αποθηκευμένα δεδομένα.

Οι στόχοι της ομάδας του George Church ήταν λοιπόν να αποθηκευθεί η πληροφορία με σταθερό τρόπο αλλά και να αυξηθεί θεαματικά ο όγκος πληροφορίας που θα αποθηκευθεί. Τα κατάφεραν χρησιμοποιώντας ως υποδοχέα του συνθετικού DNA όχι ζωντανό κύτταρο αλλά έναν τύπο εκτυπωτή inkjet που εναποθέτει μικρά κομμάτια συνθετικού DNA στη επιφάνεια γυάλινων μικροτσιπς. Αυτά τα τσιπς με DNA θεωρούνται σήμερα οι αποθηκευτικοί χώροι με την μεγαλύτερη πυκνότητα πληροφορίας.

Σαν πρώτο βήμα μετέφρασαν τα ψηφιακά δεδομένα του βιβλίου στη γλώσσα του DΝΑ. Δηλαδή, μετέτρεψαν την πληροφορία -αφού πρώτα τη χώρισαν σε μικρά μπλοκ δεδομένων- , από την κλασσική ψηφιακή γλώσσα του 0 και 1 στα τέσσερα γράμματα-νουκλεοτίδια της αλφαβήτου του DNA δηλαδή Α,T,C,G. Βάσει αυτού, συνέθεσαν 54.898 τεμάχια DNA που το καθένα εμπεριείχε όχι μόνο ένα επί μέρους τμήμα πληροφορίας του βιβλίου αλλά και μια ψηφιακή σημαία -ένα barcode- ώστε η ακριβής και μοναδική θέση του κάθε κομματιού στο αρχικό αρχείο να είναι πάντα γνωστή.

Χάρη σε ένα DNA sequencer – που ρόλο έχει να προσδιορίζει την ακολουθία των νουκλεοτιδίων, τα οποία αποτελούν το κάθε κομμάτι και να καταλήγει σε μια σειρά τύπου TTCAGTTCGAACT…- διάβασαν όλα τα επί μέρους DNA που είχαν συνθέσει. Με στόχο να δουν αν μπορούν να φτιάξουν ξανά το αρχικό ψηφιακό αρχείο και με τη βοήθεια υπολογιστή μετέτρεψαν αυτά τα δεδομένα πάλι σε ψηφιακή γλώσσα και τα έβαλαν στη σωστή σειρά. Το κομπιούτερ έπαιξε επίσης ρόλο επιμελητή, καθώς κάθε μπλοκ δεδομένων διαβάστηκε χιλιάδες φορές ώστε να εντοπιστεί κάθε απρόσμενο αποτέλεσμα και να διορθωθεί με βάση τη σύγκριση με τα άλλα αντίγραφα.

Η αποτελεσματικότητα του συστήματος αποδείχθηκε όχι μόνο από τον όγκο πληροφορίας που αντιπροσώπευε το βιβλίο -και κατάφεραν να αποθηκεύσουν (5,37 megaoctets αρχείο αποτελούμενο από 53 000 λέξεις, 11 εικόνες jpeg και σελιδοποίησης του σε κώδικα HTML) – αλλά και από το εξαιρετικά χαμηλό ποσοστό λάθους. Δυο λάθη για κάθε εκατομμύριο μπιτς όσο δηλαδή πετυχαίνει κανείς με ένα DVD και ένα αποτέλεσμα σαφώς καλύτερο από αυτό που συναντάμε στους σκληρούς δίσκους μαγνητικών αρχείων.

Για να πετάξουμε όμως τους σκληρούς δίσκους μας θα πρέπει να λύσουμε δυο ακόμα θέματα. Πρώτον, το γεγονός ότι το DΝΑ των μικροτσιπς δεν μπορεί να ξαναγραφτεί – δηλαδή η πληροφορία που εμπεριέχει δεν μπορεί να αλλάξει αφ’ότου κωδικοποιηθεί και δεύτερον ένας sequencer κοστίζει ακόμα από 150 000 έως πάνω από ένα εκατομμύριο δολλάρια ανάλογα με το μοντέλο. Έχουμε ακόμα δρόμο.

Σχολιάστε το άρθρο

Αφήστε ένα σχόλιο

Σας άρεσε το άρθρο; Πείτε μας τη γνώμη σας.