Джек М. Жермен
10 декабря 2019 11:12 PT
Исследователи из шведского университета ETH Цюрихат представил метод смешивания генетически закодированных цифровых данных в обычных производственных материалах. Они осуществили проект в сотрудничестве с израильским ученым.
Команде удалось внедрить искусственную ДНК в маленького пластикового кролика с 3D-печатью, что позволило бы самореплицироваться, согласно отчету, опубликованному в понедельник в Nature Biotechnology «ДНК вещей». архитектура хранения для создания материалов со встроенной памятью. "
Название нового процесса -" ДНК вещей "или" DoT "- ссылается на Интернет вещей, или IoT, технологию, которая соединяет так называемые интеллектуальные устройства и информация, которую они содержат через Интернет.
«В исследовании, проводимом ETH Zurich, есть несколько уникальных возможностей», — сказал Брэден Перри, партнер Kennyhertz Perry.
«Это может быть преобразующая технология», — сказал он TechNewsWorld.
Содержание статьи
Подобно биологической ДНК
Как и биологическая ДНК, этот новый носитель информации хранит информацию от поколений. Основная информация может храниться в повседневных объектах для последующего использования или повторения.
Благодаря возможности встраивать информацию в любой объект, включая плазменные или жидкие объекты, возможности безграничны. Перри объяснил, что технология может позволить любому объекту иметь собственную «ДНК» с возможностью репликации этого объекта в любое время.
«Цвета краски могут быть воссозданы без ненадежного сопоставления цветов. Органические соединения могут быть помечены так, чтобы они могли быть идентично воспроизведены», — предложил он.
Например, почва с определенным химическим веществом, которое давало идеальные культуры, могла быть легко воспроизведена.
Медицинские соединения было бы намного легче воспроизвести, сказал Перри. Ключевое использование этой новой возможности хранения может включать маркировку лекарств. Медицинский персонал мог читать журналы лекарств и результаты анализов, хранящиеся непосредственно на легко транспортируемом объекте.
Строительные материалы могут иметь информацию об их качестве и подробностях репликации, хранящихся непосредственно в материалах.
Другим применением этой технологии DoT может быть способ скрыть информацию в повседневных объектах, процесс, называемый «стеганография».
Как это работает
Хранение ДНК позволяет помещать существенную информацию в структуру для производства материалов с неизменной памятью. В этой новой архитектуре хранения молекулы ДНК записывают данные. Затем молекулы заключаются в нанометровые кварцевые шарики и сливаются в различные материалы для печати или отливки объектов любой формы.
Ученые впервые применили этот процесс, чтобы сделать кролика с 3D-печатью, который содержал 45-килобайтный цифровой образец ДНК для его синтеза. Ученые синтезировали пять поколений кролика. Каждый из них содержал память предыдущего поколения без дополнительного синтеза ДНК или деградации информации.
Чтобы проверить масштабируемость DoT, исследователи сохранили видео объемом 1,4 МБ в формате хранения ДНК в очковых линзах из плексигласа. Затем они извлекли его, вырезав крошечный кусок плексигласа, и упорядочили встроенную ДНК.
Новый процесс хранения памяти DoT может применяться для хранения электронных медицинских записей в медицинских имплантатах, для сокрытия данных в повседневных предметах (стеганография) и для изготовления объектов, содержащих свои собственные чертежи. По мнению исследовательской группы, это также может способствовать разработке самовоспроизводящихся машин.
Путь развития
За последние несколько лет исследователи преодолели несколько вех, которые сделали возможным новый процесс хранения DoT. Один из успехов заключался в маркировке продуктов ДНК-штрих-кодом, встроенным в очень маленькие стеклянные шарики. Этот процесс был разработан Робертом Грассом, профессором кафедры химии и прикладных наук о жизни в EHT Zurichat.
Наношарики могут быть использованы в качестве индикаторов для геологических испытаний или в качестве маркеров для высококачественных пищевых продуктов. Штриховое кодирование подтверждает, что товары не являются поддельными. Структура штрих-кода относительно короткая. Он содержит 100-битный код 0 или 1.
Второй успех связан с возможностью хранить огромные объемы данных в ДНК. Коллега Грасса Янив Эрлих, израильский ученый, разработал метод, позволяющий хранить 215 000 терабайт данных в одном грамме ДНК. Грасс и Эрлих объединили эти два изобретения, чтобы создать новую форму хранения данных.
Проблемы безопасности
Могут быть опасности, связанные с хранением на основе ДНК, предупредил Пол Кацкофф, генеральный директор WhiteCanyon Software. Например, откуда вы знаете, что данные были стерты?
Может ли этот новый процесс идти вразрез с жестко контролируемыми правилами безопасности, введенными GDPR и другими национальными и иностранными правительствами? он задавался вопросом.
Вы не можете быть согласны с конфиденциальностью данных, если у вас нет доказательств того, что вы можете удалить данные из хранилища на основе ДНК, утверждал Катцов.
«Этот метод хранения обладает фантастическим качеством, но он создает серьезные проблемы с соблюдением конфиденциальности», — сказал он TechNewsWorld.
Защита этой информации будет непростой задачей, сказал Перри.
«В отличие от традиционных средств хранения, механизм реализован с помощью молекул, которые могут быть доступны любому, — отметил он, — и шифрование может быть проблемой из-за природы хранения молекулярной информации».