«ДНК вещей» - хранение обширных данных в повседневных объектах

Разработана архитектура хранения «ДНК вещей» (DoT) для производства материалов.

Живые существа содержат свои собственные инструкции по сборке и эксплуатации в форме ДНК. Дело обстоит не так с неодушевленными объектами: любой, кто хочет 3D-печать объекта, также требует набора инструкций. Если они решат распечатать этот же объект снова спустя годы, им потребуется доступ к исходной цифровой информации. Сам объект не хранит инструкции по печати.

«ДНК вещей»

Исследователи из ETH Zurich теперь сотрудничают с израильским ученым, чтобы разработать средства хранения обширной информации практически на любом объекте. «С помощью этого метода мы можем интегрировать инструкции 3D-печати в объект, чтобы через десятилетия или даже столетия можно было получать эти инструкции непосредственно от самого объекта», - объясняет Роберт Грасс, профессор кафедры химии и прикладной бионауки. Способ хранения этой информации такой же, как и для живых существ: в молекулах ДНК.

Цюрихские исследователи и израильский ученый обнаружили новый метод превращения практически любого объекта в единицу хранения данных. Это позволяет сохранять обширные данные, скажем, в пуговицах рубашки, бутылках с водой или даже в линзах очков, а затем получать их спустя годы. Техника также позволяет пользователям скрывать информацию и сохранять ее для последующих поколений. Она использует ДНК в качестве носителя информации.

Несколько событий последних лет сделали возможным этот прогресс. Одним из них является метод Грасса для маркировки продуктов ДНК-штрих-кодом, встроенным в крошечные стеклянные шарики. Эти наношарики имеют различное применение; например, в качестве индикаторов для геологических испытаний или в качестве маркеров для высококачественных пищевых продуктов, таким образом отличая их от подделок. Штрих-код относительно короткий: просто 100-битный код (100 мест заполнены «0» или «1»). Эта технология была коммерциализирована дочерней компанией ETH - компанией Haelixa.

В то же время стало возможным хранить огромные объемы данных в ДНК. Коллега Грасса Янив Эрлих, израильский ученый, разработал метод, который теоретически позволяет хранить 215 000 терабайт данных в одном грамме ДНК. А сам Грасс смог хранить целый музыкальный альбом в ДНК - эквивалент 15 мегабайт данных.

Эти два ученых теперь внедрили эти изобретения в новую форму хранения данных, как они сообщают в журнале Nature Biotechnology. Они называют форму хранения «ДНК вещей», взлетом в Интернете вещей, в котором объекты связаны с информацией через Интернет.

В качестве примера использования технологии исследователи напечатали 3D-кролика из пластика, в котором содержатся инструкции (данные объемом около 100 килобайт) для печати объекта. Исследователи достигли этого, добавив к пластику крошечные стеклянные шарики, содержащие ДНК. «Так же, как настоящие кролики, наш кролик также имеет свой собственный проект», - говорит Грасс.

И точно так же, как в биологии, этот новый технологический метод сохраняет информацию в течение нескольких поколений - особенность, которую ученые продемонстрировали, извлекая инструкции по печати из небольшой части кролика и используя их для печати совершенно нового. Они смогли повторить этот процесс пять раз, по сути, создав «пра-пра-пра-внука» оригинального кролика.

«Все другие известные формы хранения имеют фиксированную геометрию: жесткий диск должен выглядеть как жесткий диск, компакт-диск как компакт-диск. Вы не можете изменить форму без потери информации», - говорит Эрлих. «В настоящее время ДНК является единственным носителем данных, который также может существовать в виде жидкости, что позволяет нам вставлять ее в объекты любой формы».

Дальнейшее применение технологии будет заключаться в том, чтобы скрыть информацию в повседневных объектах, которую специалисты называют стеганографией. Чтобы продемонстрировать это приложение, ученые обратились к истории: среди скудных документов, свидетельствующих о жизни в Варшавском гетто во время Второй мировой войны, есть секретный архив, который был собран еврейским историком и резидентом гетто в то время и скрыт от гитлеровских войск в молочных банках. Сегодня этот архив включен в реестр программы ЮНЕСКО «Память мира».

Грасс, Эрлих и их коллеги использовали технологию для хранения короткого фильма об этом архиве (1,4 мегабайта) в стеклянных бусинах, который затем наливали в линзы обычных очков. «Было бы без проблем взять такие очки через службу безопасности аэропорта и, таким образом, незамедлительно доставить информацию из одного места в другое», - говорит Эрлих. Теоретически, должна быть возможность скрыть стеклянные шарики в любых пластмассовых предметах, которые не достигают слишком высокой температуры в процессе производства. Такие пластики включают эпоксиды, полиэстер, полиуретан и силикон.

Кроме того, эта технология может использоваться для маркировки лекарств или строительных материалов, таких как клеи или краски. Грасс объясняет, что информация об их качестве может храниться непосредственно в самом препарате или материале. Это означает, что органы медицинского надзора могут считывать результаты испытаний контроля качества продукции непосредственно с продукта. А в зданиях, например, рабочие, выполняющие ремонтные работы, могут узнать, какие продукты, и каких производителей были использованы в первоначальной структуре.

На данный момент метод все еще относительно дорог. По словам Грасса, перевод файла 3D-печати, подобного тому, который хранится в пластиковой ДНК кролика, стоит около 2000 швейцарских франков. Большая сумма из этого идет на синтез соответствующих молекул ДНК. Однако чем больше размер пакета объектов, тем ниже стоимость единицы. опубликовано econet.ru по материалам scitechdaily.com

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet