Os repositórios de DNA ainda não estão prontos para ir às massas, mas alguns especialistas
acreditam que a situação mudará em um futuro próximo. Mais e mais empresas estão começando a lidar com esse problema.
Foto Universidade de Michigan / Flickr / CC BYPor que os repositórios de DNA funcionam?
De acordo com as
previsões da Cambridge Consultants, em um futuro próximo, as unidades deixarão de lidar com as mudanças nos requisitos de armazenamento e trabalharão com volumes crescentes de dados nos data centers. Vários especialistas do setor de TI estão convencidos de que a solução é desenvolver mídias alternativas.
Se falarmos sobre a densidade de gravação, a revista Nature
estima que todos os dados no mundo podem ser registrados no armazenamento de DNA com peso de até um quilograma. Quanto ao tempo de vida útil dessa unidade, ela pode atingir (de acordo com várias estimativas)
milhares ou
dez mil anos.
Outra razão pela qual os especialistas consideram promissores os estoques de DNA é o custo regularmente reduzido de gravação de dados nesse meio. Se em 2002 o custo de registrar um caractere em uma molécula era de US $ 10, em 2016 era de US $ 0,05. Se essa tendência continuar na próxima década, a tecnologia dará início a um novo nicho no mercado de armazenamento de dados. De acordo com uma
estimativa aproximada , o faturamento anual do segmento de armazenamento de DNA pode chegar a centenas de milhões de dólares nos próximos dez anos.
Quem cria repositórios de DNA
As perspectivas para a mídia são atraídas por grandes empresas de TI, que estão considerando a possibilidade de seu uso em data warehouses de arquivamento. Por exemplo, a Microsoft
planeja lançar o armazenamento de DNA até 2020. Vale ressaltar que os especialistas da empresa já conseguiram
registrar 200 megabytes de dados em espirais de DNA artificial e atingir uma velocidade de gravação de 400 bytes por segundo. Novos desenvolvimentos melhorarão esses indicadores, embora até agora tenhamos que falar de instalações bastante massivas para armazenamento de dados, que
lembram o tamanho das antigas copiadoras dos anos 70 do século passado.
Outra empresa de armazenamento de DNA é chamada Catálogo. Esta startup está
trabalhando em um laboratório modular do tamanho de um barramento. É imediatamente equipado com tudo o necessário para a síntese de moléculas de DNA e seu armazenamento posterior. Eles planejam iniciar a instalação em 2021.
Os engenheiros biológicos também estão interessados em tecnologia. O professor de Harvard, George Church,
vê o potencial nos repositórios de DNA. Ele e seus colegas querem começar a criar uma câmera "biológica" especial. Não terá componentes eletrônicos ou mecânicos, e uma foto ou vídeo será armazenado diretamente nas moléculas de DNA.
Outro projeto nessa área é o SGI-DNA. A equipe
introduziu uma impressora de DNA, que é comparável em tamanho a um dispositivo de escritório convencional. O sistema já está sendo usado para imprimir moléculas para pesquisas biológicas e médicas. Mas os desenvolvedores planejam usar uma impressora para codificar informações no DNA.
Foto Universidade de Michigan / Flickr / CC BYVerso da moeda
Existem opiniões mais cautelosas no setor de TI sobre as novas mídias. Segundo
algumas estimativas , a distribuição em massa de tecnologia levará várias décadas.
A primeira razão é o custo da gravação. Embora tenha diminuído nos últimos anos, o armazenamento de dados em moléculas ainda é caro: são necessários cerca de oito mil dólares para colocar um arquivo de um megabyte no DNA.
A segunda razão é a baixa velocidade de gravação. A Microsoft e os parceiros
conseguiram atingir 400 bytes por segundo. Mas, de acordo com os engenheiros da empresa, para a distribuição em massa de tecnologia, o rendimento deve ser de 100 MB / s.
A terceira razão é problemas potenciais com segurança da informação. Pesquisadores da Universidade de Washington já
mostraram que os vírus de computador podem ser armazenados na molécula de DNA de qualquer maneira. No futuro, isso dará aos invasores a oportunidade de introduzir malware na rede de laboratórios especializados e comprometer o armazenamento de dados pessoais.
Alternativas aos repositórios de DNA
É muito cedo para falar sobre a introdução maciça do armazenamento de DNA, portanto, várias empresas estão desenvolvendo alternativas e melhorando as tecnologias existentes. Um deles é fita magnética. Ele é usado há várias décadas em data centers para armazenar dados de arquivo. Sua vida útil chega a
trinta anos. Embora isso não seja comparável à durabilidade do DNA, a fita ultrapassa os discos rígidos e os de estado sólido em termos de duração do armazenamento. Estes últimos servem até dez anos. Outra vantagem importante da fita é o custo. O custo de armazenamento de um gigabyte de memória
é de apenas dois centavos.
Por esses motivos, a fita ainda é usada por grandes empresas de TI, em particular a IBM. De acordo com as
previsões de representantes da gigante de TI, essa mídia será usada em data centers até pelo menos 2030.
A segunda alternativa ao armazenamento de DNA são as nanoestruturas. Por exemplo, em 2016, engenheiros da Universidade de Delft
criaram uma placa de cobre, na superfície da qual foi construída uma treliça de átomos de cloro. Mudando a localização dos “orifícios” na treliça, os autores codificaram bits em seqüências de caracteres. Até dez terabytes de dados podem ser registrados em um centímetro quadrado da superfície desse material.
Outra tecnologia relacionada às nanoestruturas foi
introduzida por cientistas chineses em 2018. É um filme de dióxido de titânio e prata, que é 80 vezes mais fino que um cabelo humano. As informações nesse caso são armazenadas em nanopartículas, que mudam de cor quando expostas a um raio laser.
Segundo os criadores da tecnologia, um pedaço de filme com 10 x 10 centímetros de tamanho pode armazenar mil vezes mais dados do que um DVD-ROM. Nesse caso, a velocidade de gravação em uma unidade desse tipo atinge um gigabyte por segundo.
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