مستودعات الحمض النووي ليست جاهزة بعد للذهاب إلى الجماهير ، لكن بعض الخبراء
يعتقدون أن الوضع سيتغير في المستقبل القريب. بدأت المزيد والمزيد من الشركات في التعامل مع هذه المشكلة.
صور جامعة ميشيغان / فليكر / CC BYلماذا مستودعات الحمض النووي تعمل؟
وفقًا
لتوقعات Cambridge Consultants ، ستتوقف محركات الأقراص في المستقبل القريب عن التعامل مع المتطلبات المتغيرة للتخزين والعمل مع كميات متزايدة من البيانات في مراكز البيانات. هناك عدد من خبراء صناعة تكنولوجيا المعلومات مقتنعون بأن الحل هو تطوير وسائط بديلة.
إذا تحدثنا عن كثافة التسجيل ،
تقدر مجلة Nature أنه يمكن تسجيل جميع البيانات في العالم في تخزين الحمض النووي الذي يصل وزنه إلى كيلوغرام واحد. بالنسبة إلى عمر هذه الحملة ، يمكن أن تصل (وفقًا لتقديرات مختلفة) إلى
آلاف أو
عشرة آلاف عام.
سبب آخر يجعل الخبراء يعتبرون أن مخازن الحمض النووي واعدة هي انخفاض تكلفة كتابة البيانات بانتظام إلى هذه الوسيلة. في عام 2002 ، كانت تكلفة تسجيل شخصية واحدة في الجزيء 10 دولارات ، ثم بحلول عام 2016 كانت 0.05 دولار. إذا استمر هذا الاتجاه في العقد القادم ، فستدخل التكنولوجيا مكانًا جديدًا في سوق تخزين البيانات. وفقًا
لتقدير تقريبي ، يمكن أن يصل حجم التداول السنوي لقطاع تخزين الحمض النووي إلى مئات الملايين من الدولارات في غضون السنوات العشر القادمة.
الذي يخلق مستودعات الحمض النووي
تنجذب شركات تكنولوجيا المعلومات الكبرى لتوقعات الوسائط ، والتي تدرس إمكانية استخدامها في مستودعات البيانات الأرشيفية. على سبيل المثال ،
تخطط Microsoft لإطلاق تخزين الحمض النووي بحلول عام 2020. تجدر الإشارة إلى أن متخصصي الشركة قد تمكنوا بالفعل من
تسجيل 200 ميغابايت من البيانات حول حلزونات الحمض النووي الاصطناعي وتحقيق سرعة كتابة تبلغ 400 بايت في الثانية. ستعمل التطورات الجديدة على تحسين هذه المؤشرات ، على الرغم من أنه يتعين علينا حتى الآن التحدث عن عمليات تثبيت ضخمة جدًا لتخزين البيانات ،
تذكرنا بحجم آلات النسخ القديمة في السبعينيات من القرن الماضي.
وتسمى شركة أخرى لتخزين الحمض النووي كتالوج.
تعمل شركة بدء التشغيل هذه
على مختبر معياري بحجم الحافلة. تم تجهيزها على الفور بكل ما هو ضروري لتوليف جزيئات الحمض النووي وتخزينها. انهم يخططون لبدء التثبيت في 2021.
يهتم المهندسون البيولوجيون أيضًا بالتكنولوجيا.
يرى الأستاذ بجامعة هارفارد جورج تشرش إمكانية وجود مستودعات للحمض النووي. يريد هو وزملاؤه البدء في إنشاء كاميرا "بيولوجية" خاصة. لن تحتوي على مكونات إلكترونية أو ميكانيكية ، وسيتم تخزين الصورة أو الفيديو مباشرة في جزيئات الحمض النووي.
مشروع آخر في هذا المجال هو SGI-DNA.
قدم الفريق طابعة DNA ، والتي يمكن مقارنتها في الحجم بجهاز المكتب التقليدي. يستخدم النظام بالفعل لطباعة الجزيئات من أجل البحوث البيولوجية والطبية. لكن المطورين يخططون لاستخدام طابعة لتشفير المعلومات في الحمض النووي.
صور جامعة ميشيغان / فليكر / CC BYالجانب العكسي للعملة
هناك آراء أكثر حذراً في صناعة تكنولوجيا المعلومات حول الوسائط الجديدة. وفقًا
لبعض التقديرات ، سيستغرق التوزيع الشامل للتكنولوجيا عدة عقود.
السبب الأول هو تكلفة التسجيل. على الرغم من تناقصه في السنوات الأخيرة ، إلا أن تخزين البيانات في الجزيئات لا يزال مكلفًا: إذ يتطلب الأمر حوالي ثمانية آلاف دولار لوضع ملف واحد بحجم ميغابايت في الحمض النووي.
السبب الثاني هو انخفاض سرعة الكتابة.
تمكنت Microsoft والشركاء
من الوصول إلى 400 بايت في الثانية. لكن وفقًا لمهندسي الشركة ، من أجل التوزيع الشامل للتكنولوجيا ، يجب أن تكون الإنتاجية 100 ميجابايت / ثانية.
السبب الثالث هو المشاكل المحتملة في أمن المعلومات. لقد
أظهر الباحثون في جامعة واشنطن بالفعل أنه يمكن تخزين فيروسات الكمبيوتر في جزيء الحمض النووي على أي حال. في المستقبل ، سيتيح ذلك للمهاجمين الفرصة لإدخال البرامج الضارة في شبكة المختبرات المتخصصة والتنازل عن المخازن مع البيانات الشخصية.
بدائل لمستودعات الحمض النووي
من السابق لأوانه الحديث عن الإدخال الهائل لتخزين الحمض النووي ، لذا فإن عددًا من الشركات تعمل على تطوير تقنيات بديلة وتحسين التقنيات الحالية. واحد منهم هو الشريط المغناطيسي. تم استخدامه لعدة عقود في مراكز البيانات لتخزين بيانات الأرشيف. عمرها التشغيلي يصل إلى
ثلاثين عامًا. على الرغم من أن هذا لا يمكن مقارنته بمتانة الحمض النووي ، فإن الشريط يتفوق على محركات الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص الصلبة من حيث مدة التخزين. هذه الأخيرة تصل إلى عشر سنوات. ميزة أخرى مهمة من الشريط هي التكلفة. تكلفة تخزين غيغا بايت من الذاكرة
هي سنتان فقط.
لهذه الأسباب ، لا يزال يتم استخدام الشريط من قبل شركات تكنولوجيا المعلومات الكبيرة ، ولا سيما IBM. وفقًا
لتوقعات ممثلي شركة تكنولوجيا المعلومات العملاقة ، سيتم استخدام هذه الوسائط في مراكز البيانات حتى عام 2030 على الأقل.
البديل الثاني لتخزين الحمض النووي هو الهياكل النانوية. على سبيل المثال ، في عام 2016 ،
أنشأ مهندسون من جامعة دلفت صفيحة من النحاس ، على سطحها تم بناء شبكة من ذرات الكلور. عند تغيير موقع "الثقوب" في الشبكة ، قام المؤلفون بترميز البتات بالأوتار. يمكن تسجيل ما يصل إلى عشرة تيرابايت من البيانات على سنتيمتر مربع واحد من سطح هذه المواد.
تم تقديم تقنية أخرى متعلقة بالبنية النانوية
بواسطة العلماء الصينيين في عام 2018. إنه فيلم من ثاني أكسيد التيتانيوم والفضة ، وهو أرق بنسبة 80 مرة من الشعر البشري. يتم تخزين المعلومات في هذه الحالة في الجسيمات النانوية ، والتي تغير اللون عند تعريضها لشعاع الليزر.
وفقًا لمبدعي التكنولوجيا ، يمكن لقطعة من الأفلام بحجم 10 × 10 سم تخزين بيانات أكبر بمقدار ألف مرة من قرص DVD-ROM. في هذه الحالة ، تصل سرعة الكتابة إلى محرك الأقراص هذا إلى غيغا بايت في الثانية.
المشاركات من مدونتنا: