ทิ้ง Harddisk ซะ! มารู้จัก DNA Storage ที่เก็บหนังได้มากกว่า 100 ล้านเรื่อง

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียและศูนย์จีโนมนิวยอร์กได้คิดค้นระบบการเข้ารหัสใหม่ซึ่งเรียกว่าDNA Fountainซึ่งมีความสามารถในการบรรจุข้อมูล 215 เพตาไบต์ลงบน DNA เพียงแค่หนึ่งกรัม

นั่นคือมากกว่า 100 เท่าของนักวิจัยก่อนหน้านี้ที่สามารถเก็บข้อมูลไว้ได้ใน DNA และสามารถทำได้โดยการกำหนดอัลกอริทึมสำหรับการสตรีมวิดีโอบนสมาร์ทโฟน 

DNA เก็บข้อมูลเนื่องจากความหนาแน่นที่มากกว่ากว่าไปยังเทปดิสก์และสื่อออปติคัล นอกจากนี้ยังสามารถจัดเก็บข้อมูลเป็นพัน ๆ ปีหากเก็บไว้ในสภาพที่เหมาะสมอีกด้วย

ในขณะที่ข้อมูลในคอมพิวเตอร์ถูกเขียนเป็นแบบหนึ่งและศูนย์ แต่นักวิจัยได้คิดขั้นตอนวิธีที่แตกต่างกันสำหรับการเข้ารหัสข้อมูลเพื่อให้สอดคล้องกับนิวคลีโอไทด์ฐานสี่ของ DNA: adenine, A, guanine, G, cytosine, C   ซึ่งบันทึกโดยการจัดเก็บข้อมูล 200MB รวมถึงมิวสิควิดีโอบนเส้นดีเอ็นเอสังเคราะห์ได้สำเร็จ

DNA Fountain สร้างขึ้นโดย Yaniv Erlich ศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่ Columbia Engineering ซึ่งเป็นสมาชิกหลักของ NYGC และ Dina Zielinski นักวิทยาศาสตร์ที่ NYGC

นักวิจัยมองไปที่ความท้าทายผ่านทฤษฎีของแชนนอนเกี่ยวกับความสามารถในการเก็บข้อมูลของ DNA ซึ่งบอกว่าความจุสูงสุดของนิวคลีโอไทด์ในโลกอุดมคติ คือสองบิต อย่างไรก็ตามเช่นเดียวกับในเรื่องการสื่อสารทั่วไป ความสามารถในการจัดเก็บใน DNA ถูกบดบังด้วยปัจจัยด้านเสียงต่างๆ ที่จะมามีผลกระทบโดยตรง

“การจัดเก็บดีเอ็นเอนั้นเป็นช่องทางการสื่อสาร” เขียน Erlich และ Zielinski “เราส่งข้อมูลผ่านช่องทางโดยการสังเคราะห์ oligos DNA. เราได้รับข้อมูลโดยการจัดลำดับ oligos DNA และถอดรหัสข้อมูลการเรียงลำดับที่ช่องสัญญาณรบกวน เนื่องจากปัจจัยการทดลองต่างๆรวมถึงความไม่สมบูรณ์ของการสังเคราะห์ DNA, การตกหล่นของ PCR เมื่อเวลาผ่านไปและข้อผิดพลาดในการจัดลำดับ”

ลืมเรื่องการเก็บข้อมูลแบบเก่า ๆ ไปได้เลย
ลืมเรื่องการเก็บข้อมูลแบบเก่า ๆ ไปได้เลย

พวกเขาบอกว่า DNA Fountain นั้นมีชื่อเพราะใช้รหัส Fountain ซึ่งใช้สำหรับการสตรีมวิดีโอไปยังอุปกรณ์พกพา “เข้าใกล้ความจุของทฤษฏีของแชนนอน

จากข้อมูลของ Science Daily  พวกเขาใช้ DNA Fountain สร้าง DNA หรือโอลิโกส 72,000 เส้นที่ถูกส่งไปยังบริษัท  Twist Bioscience เพื่อสังเคราะห์ DNA โดยบริษัทดังกล่าวนั่นเองที่สร้าง DNA สังเคราะห์ให้กับ Microsoft ที่เป็นบริษัทยักษ์ใหญ่ที่สนใจในเทคโนโลยีดังกล่าวอยู่ด้วย

จากรายงานพวกเขาพบว่ามีความหนาแน่นของข้อมูลเท่ากับ 1.57 บิตต่อนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นเพียงความสามารถตามทฤษฏีแชนนอนเท่านั้น ความหนาแน่นนั้นแปลงมาเป็นที่เก็บข้อมูลได้ถึง 215 เพตาไบต์ต่อกรัมของ DNA และยังมากกว่าการศึกษาก่อนหน้านี้ถึงกว่า 60%

แม้จะมีหลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับความหนาแน่นในการจัดเก็บข้อมูลที่เหนือกว่าของ DNA แต่ดิสก์ก็ยังมีข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่ง

ตามที่นักวิจัยให้ความสำคัญการเก็บ DNA ในการศึกษาครั้งนี้ มีราคา 3,500 เหรียญสหรัฐต่อเมกะไบต์ อย่างไรก็ตามพวกเขาเห็นว่าค่าใช้จ่ายลดลงเมื่อมีการปรับปรุงเคมีการสังเคราะห์ DNA รวมถึง “วิธีการสังเคราะห์โอลิโกที่รวดเร็วขึ้น” ซึ่งจะทำให้ใช้เวลากับเครื่องจักรน้อยลงนั่นเอง

References : 
https://www.zdnet.com/article/dna-data-storage-landmark-now-its-215-petabytes-per-gram-or-over-100-million-movies/


 


ติดตามสาระดี ๆ อัพเดททุกวันผ่าน Line OA


Line OA


Geek Forever’s Podcast


“Open Your World With Technology


AI , Blockchain และเทคโนโลยีใหม่ ๆ กำลังเข้ามามีบทบาทสำคัญในหลายธุรกิจ ทั้ง แวดวงการเงิน สุขภาพ หรือ งานด้านบริการต่าง ๆ ผมเป็นคนหนึ่งที่สนใจเกี่ยวกับ AI หรือ Machine Learning

Podcast ของผมจะเล่าเรื่องราวต่าง รวมถึงเรื่องที่ผมสนใจอื่น ๆ เช่น startup หนังสือ หนัง หรือ กีฬาฟุตบอล อยากชวนคนที่สนใจให้ลองมาติดตาม podcast ของผมกันด้วยนะครับ

ฟังผ่าน podbean
ฟังผ่าน podbean
ฟังผ่าน Apple Podcasts
ฟังผ่าน Apple Podcasts
ฟังผ่าน Google Podcasts
ฟังผ่าน Google Podcasts
ฟังผ่าน Spotify
ฟังผ่าน Spotify
ฟังผ่าน Youtube
ฟังผ่าน Youtube


ติดตาม ด.ดล Blog เพิ่มเติมได้ที่

Fanpage : www.facebook.com/tharadhol.blog
Blockdit : www.blockdit.com/tharadhol.blog
Twitter : www.twitter.com/tharadhol
Instragram : instragram.com/tharadhol
TikTok : tiktok.com/@geek.forever
Youtube : www.youtube.com/c/mrtharadhol
Linkedin : www.linkedin.com/in/tharadhol
Website : www.tharadhol.com