Μπορεί να αποθηκεύει τραγούδια, φωτογραφίες, ταινίες και πολλών ειδών δεδομένα.
Η αμερικανική βιοτεχνολογική εταιρεία Atlas Data Storage παρουσίασε ένα σύστημα αποθήκευσης συνθετικού DNA ικανό να συγκρατεί 1,000 φορές περισσότερα δεδομένα από τα συμβατικά συστήματα μαγνητικής τεχνολογίας.
Το προϊόν με την ονομασία Atlas Eon 100 ισχυρίζεται ότι μπορεί να αποθηκεύει τα «αναπλήρωτα αρχεία» της ανθρωπότητας για χιλιάδες χρόνια. Σε αυτά περιλαμβάνονται οικογενειακές φωτογραφίες επιστημονικά δεδομένα εταιρικά αρχεία πολιτιστικά τεκμήρια και οι κύριες εκδόσεις ψηφιακών έργων τέχνης ταινιών, χειρογράφων και μουσικής.
«Αυτό είναι το αποκορύφωμα περισσότερων από δέκα ετών ανάπτυξης προϊόντος και καινοτομίας σε πολλούς επιστημονικούς τομείς» δήλωσε σε ανακοίνωσή του ο Μπιλ Μπανγιάι ιδρυτής της Atlas Data Storage. «Σκοπεύουμε να προσφέρουμε νέες λύσεις για μακροχρόνια αρχειοθέτηση διατήρηση δεδομένων για μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης και προστασία της πολιτιστικής κληρονομιάς και περιεχομένου υψηλής αξίας».
Σε θεμελιώδες επίπεδο όλα τα ψηφιακά δεδομένα δεν είναι παρά μια ακολουθία από 1 και 0 σε συγκεκριμένη σειρά. Το DNA είναι παρόμοιο καθώς αποτελείται από καθορισμένες ακολουθίες χημικών βάσεων αδενίνη, κυτοσίνη, γουανίνη και θυμίνη.
Η αποθήκευση δεδομένων σε DNA λειτουργεί αντιστοιχίζοντας το δυαδικό κώδικα σε αυτές τις βάσεις. Για παράδειγμα ένα σχήμα κωδικοποίησης μπορεί να ορίζει την αδενίνη ως 00 την κυτοσίνη ως 01 τη γουανίνη ως 10 και τη θυμίνη ως 11. Στη συνέχεια μπορεί να συντεθεί τεχνητό DNA με τις βάσεις τοποθετημένες στη σωστή σειρά.
Για το Atlas Eon 100 το DNA αφυδατώνεται και αποθηκεύεται σε μορφή σκόνης μέσα σε ενισχυμένες χαλύβδινες κάψουλες ύψους 1,8 εκατοστών. Ενυδατώνεται ξανά μόνο όταν χρειάζεται να αλληλουχηθεί και να μετατραπούν οι βάσεις του πίσω σε δυαδικό κώδικα.
Πιο χρήσιμο από τη μαγνητική ταινία
Μόλις ένα λίτρο του διαλύματος DNA μπορεί να συγκρατεί 60 petabyte δεδομένων που ισοδυναμούν με 10 δισεκατομμύρια τραγούδια ή 12 εκατομμύρια ταινίες υψηλής ευκρίνειας. Αυτό καθιστά το Atlas Eon 100 το οποίο ανακοινώθηκε στις 2 Δεκεμβρίου περίπου 1,000 φορές πιο πυκνό σε αποθηκευτική ικανότητα από τη μαγνητική ταινία.
Για σύγκριση θα απαιτούνταν περίπου 25.000 χιλιόμετρα μαγνητικής ταινίας LTO 10 πλάτους 12,7 χιλιοστών για να αποθηκευτεί η ίδια ποσότητα δεδομένων. Αυτή η πυκνότητα αποθήκευσης καθιστά τη μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων πολύ ευκολότερη σε σχέση με τους συνήθεις σκληρούς δίσκους ή τις ταινίες. Το DNA είναι επίσης γνωστό ότι διατηρεί τη μορφή του για αιώνες γεγονός που το καθιστά εξαιρετικά σταθερό μέσο για τη μακροχρόνια διατήρηση δεδομένων.
Η Atlas Data Storage αναφέρει ότι το προϊόν της είναι σταθερό σε περιβάλλον γραφείου με αξιοπιστία 99,99999999999 τοις εκατό ενώ οι κάψουλες μπορούν να αντέξουν και θερμοκρασίες έως 40 βαθμούς Κελσίου. Αντίθετα η μαγνητική ταινία υποβαθμίζεται μέσα σε περίπου δέκα χρόνια ακόμη και με ελεγχόμενες συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας.
Τα οπτικά μέσα όπως τα CD και DVD συνήθως υποβαθμίζονται μέσα σε 30 χρόνια ενώ οι σκληροί δίσκοι εμφανίζουν σημάδια φθοράς έπειτα από 6 ή 7 χρόνια. Σε λιγότερο από τρεις ώρες στους 70 βαθμούς Κελσίου ένα κελί μνήμης flash μπορεί να «γεράσει» όσο θα γερνούσε κανονικά μέσα σε έναν μήνα.
Η Atlas υποστηρίζει επίσης ότι η υπηρεσία αποθήκευσης DNA προσφέρει ευκολότερη δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας σε σχέση με άλλα μέσα. Αφού κωδικοποιηθεί μία αλυσίδα DNA μπορούν να χρησιμοποιηθούν ένζυμα για να παραχθούν περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο αντίγραφα μέσα σε λίγες ώρες.
Μια λύση για μια κοινωνία που διψά για δεδομένα
Σύμφωνα με την Atlas η κοινωνία παράγει 280 petabyte δεδομένων κάθε λεπτό. Η εταιρεία παρουσιάζει την αποθήκευση δεδομένων σε DNA ως μια πιθανή λύση στην εκρηκτική αύξηση των ψηφιακών δεδομένων η οποία έχει ενταθεί δραματικά από την άνθηση της γενετικής τεχνητής νοημοσύνης.
Ωστόσο η βιοτεχνολογική εταιρεία αντιμετωπίζει μια βασική πρόκληση κλιμάκωσης καθώς η σύνθεση τεχνητού κωδικοποιημένου DNA εξακολουθεί να είναι μια αρκετά αργή διαδικασία σε σύγκριση με την αποθήκευση ενός αρχείου σε έναν συμβατικό σκληρό δίσκο. Η Twist Bioscience από την οποία η Atlas κληρονόμησε τη διαδικασία σύνθεσης DNA έχει σήμερα χρόνο παράδοσης από δύο έως οκτώ εργάσιμες ημέρες για παραγγελίες γονιδίων και ολιγονουκλεοτιδίων.
Η αλληλούχηση είναι επίσης γνωστό ότι είναι ακριβή καθώς κοστίζει περίπου 30 δολάρια για την ανάγνωση ένα GB DNA που αντιστοιχεί περίπου σε 250 γιγαμπάιτ δεδομένων. Απαιτεί επίσης πολύ χρόνο με πρόσφατες λύσεις αποθήκευσης DNA να αναφέρουν ότι χρειάζονται 25 λεπτά για την ανάκτηση ενός μόνο αρχείου. Παρ’ όλα αυτά η Atlas Data Storage υποστηρίζει ότι οι σύγχρονοι αναλυτές DNA «αυξάνουν την απόδοση και μειώνουν το κόστος 1.000 φορές ταχύτερα από τον νόμο του Moore».
Παρόλα αυτά λόγω του χρόνου που απαιτείται για τη σύνθεση και την αλληλούχηση του DNA η DNA Data Storage Alliance σημείωσε το 2025 ότι δεν αναμένει η αποθήκευση δεδομένων σε DNA να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα για αρχειακούς σκοπούς πριν περάσουν τρία έως πέντε χρόνια.
Ο καθηγητής Τόμας Χέινις καθηγητής πληροφορικής στο Imperial College του Λονδίνου που ερευνά την αποθήκευση δεδομένων με βάση το DNA εμφανίζεται επιφυλακτικός σχετικά με την έλλειψη συγκεκριμένων στοιχείων που έχει δημοσιεύσει η Atlas για τις επιδόσεις του Atlas Eon 100. Υπενθύμισε ότι η εταιρεία Catalog DNA η οποία είχε κάνει παρόμοιες υποσχέσεις για τη λύση αποθήκευσης Shannon χρεοκόπησε πριν από λίγους μήνες.
«Δεν έχω καμία αμφιβολία ότι έχουν κατασκευάσει μια εντυπωσιακή συσκευή αλλά είναι δύσκολο να την αξιολογήσει κανείς χωρίς συγκεκριμένες πληροφορίες» δήλωσε στο Live Science προσθέτοντας ότι η μεγαλύτερη πρόκληση για την εμπορική αξιοποίηση της αποθήκευσης DNA είναι η σύνθεση και όχι η αλληλούχηση.
«Ακούγεται απλό αλλά αν το κόστος εγγραφής και σύνθεσης δεν είναι ανταγωνιστικό τότε δεν έχει νόημα να διαβάζεις ή να αλληλουχείς φθηνά. Δεν μπορείς να διαβάσεις οικονομικά κάτι που δεν μπορείς να αντέξεις να γράψεις. Σήμερα η σύνθεση είναι κατά τάξεις μεγέθους ακριβότερη ενώ η αλληλούχηση είναι πιο κοντά στο κόστος της ταινίας αλλά εξακολουθεί να είναι ακριβότερη. Παρότι πιστεύω βαθιά στην αποθήκευση DNA απαιτείται ακόμη μεγάλη τεχνολογική πρόοδος και δεν έχω δει ακόμη κάποια οικονομικά βιώσιμη λύση».
