Lưu hình ảnh kỹ thuật số vào trong ADN

Các chuyên gia công nghệ dự báo rằng, năm 2020 kho dữ liệu lưu trữ sẽ tăng gấp 10 lần so với năm 2013 nên nguy cơ mất dữ liệu rất dễ xảy ra. Tuy nhiên, mới đây các nhà khoa học Mỹ cùng các kỹ sư của Tập đoàn Microsoft đã phát triển thành công phương pháp lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số vào trong chuỗi ADN có tuổi thọ lên đến hàng nghìn năm.

Kho dữ liệu thông tin tương lai chỉ bé bằng hạt đường

Định dạng lưu trữ hàng nghìn năm

Theo các nhà khoa học, ADN là một trong những phân tử sinh học cơ bản của cơ thể sống, nó chứa đầy đủ các thông tin về di truyền, do đó các nhà khoa học thuộc trường Đại học Washington (Mỹ) đã kết hợp với các kỹ sư của Tập đoàn Microsoft nghiên cứu và tìm ra phương pháp để lưu trữ hình ảnh kỹ thuật số vào trong ADN, đồng thời khôi phục lại chúng ở dạng nguyên gốc.

Đầu tiên, các nhà khoa học đã tìm cách mã hóa hình ảnh kỹ thuật số sang chuỗi ADN bằng cách chuyển đổi mã nhị phân của máy tính vào 4 thành phần cơ bản của ADN là: adenine (A), guanine (G), cytoside (C) và thymine (T). Bước tiếp theo, họ sử dụng thuật toán mã hóa Huffman để nén dữ liệu và khôi phục dữ liệu thành công mà không bị lỗi. Sau đó, muốn truy cập vào kho dữ liệu, các nhà khoa học sử dụng kỹ thuật PCR trong công nghệ sinh học phân tử.

“Sự sống đã tạo ra phân tử ADN thật tuyệt vời, nó giúp sinh vật lưu trữ nguyên vẹn các thông tin di truyền và cách thức hoạt động của sự sống. ADN rất nhỏ gọn và bền vững. Do đó, chúng ta có thể lưu trữ các dữ liệu kỹ thuật số (hình ảnh, video và tài liệu) trong các chuỗi phân tử ADN trong hàng nghìn năm, thậm chí nó còn định dạng lưu trữ các dữ liệu vĩnh viễn”, Luis Ceze, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết. “Các thử nghiệm ban đầu cho thấy, chúng ta có thể mã hóa và khôi phục 100% dữ liệu kỹ thuật số từ chuỗi ADN tổng hợp”, nhóm nghiên cứu khẳng định khi trình bày công trình nghiên cứu của mình tại Hội nghị quốc tế ACM về Hỗ trợ thiết kế Ngôn ngữ lập trình và Hệ điều hành, được tổ chức ở Atlanta (Mỹ) hồi tháng 4 vừa qua.

Sinh viên gốc Việt – Nguyễn Bích Liên (thứ hai từ trái sang)

cũng là thành viên nhóm nghiên cứu

Kho dữ liệu chỉ bằng… hạt đường

Tiến sĩ Emily M. LeProust, Giám đốc điều hành của Twist Bioscience cho biết ADN có khả năng lưu trữ hiệu quả hơn so với các công cụ lưu trữ hiện nay, bởi 1gram ADN có thể lưu trữ được khoảng 1.000 tỷ gigabyte dữ liệu kỹ thuật số và nếu công nghệ này trở thành hiện thực và nhân rộng trên toàn thế giới thì trung tâm dữ liệu có quy mô bằng 1 siêu thị sẽ được thu nhỏ chỉ bằng hạt đường. Được biết, mới đây Microsoft đã quyết định mua 10 triệu sợi hóa phân tử ADN từ trung tâm Twist Bioscience ở San Francisco, Mỹ để hiện thực hóa ý tưởng đột phá trong làng công nghệ.

Hiện tại, trở ngại lớn nhất đối với nhóm nghiên cứu là chi phí để mua các chuỗi ADN, tuy nhiên điều này không cản trở được họ. “Đây là mô hình mới mà chúng ta đang mượn cái gì đó từ thiên nhiên (ADN) để lưu trữ các thông tin và sử dụng nó như 1 bộ nhớ của máy tính”, kỹ sư Luis Ceze nhấn mạnh. “Chúng tôi đang hướng việc tiếp cận đa ngành kết hợp với công nghệ lưu trữ thông qua phân tử ADN để tạo thành hệ thống kho lưu trữ khổng lồ, bền vững tới hàng nghìn năm”, Giáo sư Karin Strauss từ Microsoft cho biết thêm.

Theo_An ninh thủ đô