İnsanlığın veri saklama sorunu var: Son 2 yılda daha önceki geçmişe kıyasla daha fazla veri yaratıldı ve bu bilgi tozu, sabit disklerin onu yakalama kabiliyetini yakında geçebilir. Araştırmacılar, şimdiye kadar icat edilen en yüksek yoğunluklu büyük ölçekli veri depolama şemasını oluşturmak için DNA’daki dijital veriyi kodlayarak, yeni bir yol bulduklarını bildiriyorlar. 215 petabaytı (215 milyon gigabayt) tek bir DNA gramında depolayabilen sistem, prensip olarak insanlar tarafından şimdiye kadar kaydedilmiş her biti bir çift kamyonetin boyut ve ağırlığı civarında bir kapta saklamış olabilir.

DNA’nın dijital verileri depolamak için birçok avantajı vardır. Ultrakompakt, serin, kuru bir yerde saklanırsa yüz binlerce yıl sürebilir ve insan toplumları DNA okurken ve yazarken, onu çözebilirler. Columbia Üniversitesi’nden Bilgisayar Bilişimci Yaniv Erlich, “DNA, kaset şeritleri ve CD’ler gibi zamanla bozulmayacak ve eskimeyecektir” diyor.

Bir yüzeydeki atomları tek tek manipüle etmek gibi diğer yüksek yoğunluklu yaklaşımlardan farklı olarak, yeni teknolojiler aynı anda büyük miktarda DNA yazabilir ve okuyabilir ve böylece ölçeklenmesi sağlanabilir.

Bilim adamları, 2012’den beri DNA’da dijital veri depoluyorlar. O tarihte Harvard Üniversitesi Genetik Uzmanı George Church, Sri Kosuri ve meslektaşları, A, G DNA’nın dört harfli alfabesinin dizilimlerini kullanarak binlerce DNA parçasında 52.000 kelime bir kitap yazdılar. T ve C, sayısallaştırılmış dosyanın 0 ve 1’lerini kodlamak için kullanılır. Bununla birlikte, bunların özel kodlama şemaları nispeten verimsizdi ve DNA gramı başına sadece 1,28 petabayt depolayabiliyordu. Diğer yaklaşımlar daha iyi sonuç vermiştir. Fakat hiçbiri, araştırmacıların DNA’nın gerçekten kullanabileceğini düşündüklerinin yarısından fazlasını, DNA nükleotidleri başına 1.8 bit veri depolayamamıştı. (Nadir, ancak kaçınılmaz olan DNA yazma ve okuma hataları nedeniyle sayı 2 bit olamamıştır.)

 

Erlich bu limite yaklaştırabileceğini düşünüyordu. New York Genom Merkezi’nde Bilim İnsanı Dina Zielinski, verileri kodlamak ve kod çözmek için kullanılan algoritmalara baktı. Tam bir bilgisayar işletim sistemi, bir bilgisayar virüsü, La Ciotat’ta “Bir Varış Treni” olarak adlandırılan, 1895 Fransız filmi ve Bilgi Teorisyeni Claude Shannon tarafından 1948’de yayınlanan bir çalışmayla altı dosyayla başlandı. Dosyaları ilk olarak 1 ve 0’ların ikili dizelerine dönüştürdüler, bunları bir ana dosyaya sıkıştırdılar ve daha sonra verileri ikili kodun kısa dizilerine böldüler. ”DNA Fıskiyesi” denilen ve dizeleri sözde “damlacıklara” rastgele paketleyen bir algoritma geliştirdiler; bunlara sonradan uygun sırayla, onları yeniden birleştirmek için ekstra etiketler eklediler. Araştırmacılar, her biri 200 baz uzunluğunda, 72.000 DNA “iplikçiklerinin” dijital bir listesini oluşturdu.

dna software ile ilgili görsel sonucu

Bunları, daha sonra DNA iplikçiklerini sentezleyen, Kaliforniya merkezli San Francisco Twist Bioscience’e metin dosyaları şeklinde gönderdiler. İki hafta sonra, Erlich ve Zielinski dosyalarını kodlayan bir DNA örneğini içeren bir şişeyi postayla aldılar. Onları çözmek için “çift modern DNA sıralama teknolojisi”ni kullandı. Diziler, genetik kodu ikili haline çevrilen bir bilgisayara verildi ve altı orijinal dosyayı yeniden birleştirmek için etiketleri kullandı. Yaklaşım, yeni dosyaların hata içermeyecek kadar iyi çalıştı. Ayrıca, standart bir DNA kopyalama tekniği olan “polimeraz zincir reaksiyonu” yoluyla dosyalarının neredeyse sınırsız sayıda hatasız kopyalarını üretebiliyorlardı. Dahası, Erlich, nükleotid başına 1.6 bit veri kodlamayı başardıklarını, daha önce herhangi bir grubun % 60’ından ve teorik limitin % 85’inden daha iyi kodladığını söylüyor.

Los Angeles Kaliforniya Üniversitesi’nde Biyokimyager Kosuri,”Bence bu, esas olarak ‘DNA’da veriyi ölçekli depolayabileceğinizi’ gösteren kesin bir çalışmadır. ”

Ancak Kosuri ve Erlich, yeni yaklaşımın henüz geniş çaplı kullanıma hazır olmadığını belirtti. Dosyalarda 2 megabayt veri sentezlemek için 7000 dolara, okumak için ise 2000 dolara mal oluyordu. Erlich, maliyetin zamanla düşmesi ihtimalinin yüksek olduğunu, ancak hala uzun bir yolu olduğunu belirtti ve diğer veri depolama biçimleriyle karşılaştırıldığında, DNA’ya yazma ve okuma nispeten yavaştır. Dolayısıyla, verilere anında ihtiyaç duyulursa, yeni yaklaşımın uçuşması muhtemel değildir ancak arşiv uygulamaları için daha uygundur. Sonra tekrar, kim bilebilir ki? Belki de dev Facebook ve Amazon veri merkezleri bir gün bir çift pikap kamyonuyla yer değiştirecek.

 

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

You May Also Like

Mühendisler LEGO Benzeri Yapay Zeka Çipi İnşa Ediyor

Cep telefonlarının, akıllı saatlerin ve diğer giyilebilir cihazların daha yeni bir model…

Blu-ray’in 10.000 Kat Yoğunluk Sunan, 5D Veri Depolama Teknolojisi

 Southampton Üniversitesi’ndeki bilim insanları; son teknoloji lazerler kullanarak ve biraz problem…

AI; doktorların COVID-19 salgını sırasında yoğun bakım yataklarından en iyi şekilde yararlanmalarına yardımcı olabilir

Yeni teknoloji, yoğun bakım ünitesi (YBÜ) tedavisine ihtiyaç duyan hastaları belirleyerek COVID-19…

Doğal Dili Programlama Koduna Çeviren Bir Yapay Zeka Sistemi: Codex

  Yapay zeka araştırma şirketi OpenAI, doğal dili programlama koduna çeviren bir…