Не случайно, времето в което живеем е наричано Информационна Епоха. Днес, всеки може да получи достъп до цялото познание на човечеството от малък компютър в джоба си. Но всички тези данни трябва да бъдат съхранявани някъде, а гигантските сървъри заемат много физическо пространство и се нуждаят от огромно количество енергия.
Изследователи от Харвард (Harvard University) са разработили нова система за разчитане и записване на информация в органични молекули, които могат да останат стабилни и надеждни в продължение на хиляди години.
Предпочитана от природата среда за съхранение на информация, ДНК може да съхранява огромни количества данни в малко пространство и е изключително стабилна, оцелявайки в продължение на хилядолетия при подходящи условия.
Най-новите проучвания изследват тази възможност, като натрупвайки ДНК данни върху върховете на моливи, в спрейове с боя и дори кодират данни в живи бактерии. Но работата с ДНК има своите трудност. Що се отнася до молекулите, те са сравнително големи, а разчитането и записването на данни може да бъде труден и дълъг процес.
„Ние се стремим да проучим стратегия, която не е заимствана директно от биологията”, казва Брайън Каферти (Brian Cafferty), водещ автор на новото изследване. „Вместо това, разчитахме на техники, обичайни за органичната и аналитичната химия, и разработихме подход, който използва малки молекули с ниско молекулно тегло, за кодиране на информация.”
Изследователите използвали олигопептиди вместо ДНК, които са малки молекули, съставени от различно количество аминокиселини. Основно за процеса е микроплака, малка метална плоча, съдържаща 384 малки вдлъбнатини. Различни комбинации от олигопептиди биват поставени във всяка вдлъбнатина, представлявайки един байт информация.
Процеса се базира на двоичната система, като ако е налице конкретен олигопептид, това се разчита за 1, а ако липсва за 0.
Така, кодът във всяка вдлъбнатина може да представлява отделна буква или един пиксел от изображение. Ключът за разпознаване, кои от олигопептидите са налице и кои липсват, е тяхната маса, която може да бъде разчетена с помощта на мас-спектрометър. Така информацията може да бъде възстановена отново.
При проведените тестове, изследователите са успели да запишат, съхранят и разчетат 400 kB данни, включващи ръкописни записки от лекция, снимка и картина. Според екипа, средната скорост на записване е 8 бита в секунда, а разчитането отнема 20 бита в секунда, при точност от 99,9 %.
Изследователите казват, че новата система има няколко предимства. Олигопептидите могат да бъдат стабилни в продължение на стотици или хиляди години, което би ги направило идеални за дългосрочно архивиране на данни, като могат да съберат повече данни в по-малко физическо пространство, дори по-малко от ДНК. Екипът казва, че цялата обществена библиотека в Ню Йорк, може да се съхранява в чаена лъжичка, пълна с протеини.
Системата може да работи с широк спектър от молекули, на които може да се записва и по-бързо, отколкото на ДНК, въпреки че изследователите признават, че разчитането може да е малко бавно. Процесите могат да бъдат подобрени в бъдеще с по-добри технологии, като мастиленоструйни принтери да се използват за записване на данни, а по-добри мас-спектрометри да ги разчитат.
Изследването е публикувано в списание ACS Central Science.
монитор
