Los libros pueden quemarse. Las computadoras se piratean. Los DVD se degradan. Las tecnologías para almacenar información tinta en papel, computadoras, CD y DVD e incluso ADN continúan mejorando. Y, sin embargo, las amenazas son tan simples como el agua y tan complejas comolos ataques cibernéticos aún pueden corromper nuestros registros.
A medida que el boom de datos continúa, cada vez se archiva más información en cada vez menos espacio. Incluso la nube, cuyo nombre promete un espacio opaco e interminable, eventualmente se quedará sin espacio, no puede frustrar a todos los piratas informáticos,y engulle energía. Ahora, una nueva forma de almacenar información podría almacenar datos de manera estable durante millones de años, vivir fuera de Internet pirateable y, una vez escrito, no usa energía. Todo lo que necesita es un químico, algunas moléculas baratas y suinformación preciosa.
"Piense en almacenar el contenido de la Biblioteca Pública de Nueva York con una cucharadita de proteína", dice Brian Cafferty, primer autor del artículo que describe la nueva técnica y un erudito postdoctoral en el laboratorio de George Whitesides, Woodford L. yAnn A. Flowers, profesora de la Universidad de Harvard. El trabajo se realizó en colaboración con Milan Mrksich y su grupo en la Northwestern University.
"Al menos en esta etapa, no vemos que este método compita con los métodos existentes de almacenamiento de datos", dice Cafferty. "En cambio, lo vemos como complementario de esas tecnologías y, como objetivo inicial, muy adecuado para el largo plazoalmacenamiento de datos de archivo "
La herramienta química de Cafferty podría no reemplazar la nube. Pero el sistema de archivo ofrece una alternativa atractiva a las herramientas de almacenamiento biológico como el ADN. Recientemente, los científicos descubrieron cómo manipular a nuestro fiel guardián de la información genética para codificar más que solo el color de los ojos. Ahora los investigadores puedensintetizar hebras de ADN para registrar cualquier información, incluidos videos de gatos, tendencias de dieta y tutoriales de cocina si es otra pregunta.
Pero si bien el ADN es pequeño en comparación con los chips de computadora, la macromolécula es grande en el mundo molecular. Y, la síntesis de ADN requiere mano de obra calificada y a menudo repetitiva. Si cada mensaje debe diseñarse desde cero, el almacenamiento de macromoléculas podría convertirse en un trabajo largo y costoso.
"Nos propusimos explorar una estrategia que no toma prestada directamente de la biología", dice Cafferty. "En su lugar, confiamos en técnicas comunes en química orgánica y analítica, y desarrollamos un enfoque que utiliza moléculas pequeñas de bajo peso molecular para codificar información"
Con solo una síntesis, el equipo puede producir suficientes moléculas pequeñas para codificar múltiples videos de gatos a la vez, haciendo que este enfoque sea menos laborioso y más barato que uno basado en ADN.
Para sus moléculas de bajo peso, el equipo seleccionó oligopéptidos dos o más péptidos unidos, que son comunes, estables y más pequeños que el ADN, el ARN o las proteínas.
Los oligopéptidos también varían en masa, dependiendo de su número y tipo de aminoácidos. Mezclados, son distinguibles entre sí, como las letras en la sopa de letras.
Hacer palabras a partir de las letras es un poco complicado: en un micropocillo, como una versión en miniatura de un whack-a-mole pero con 384 agujeros de mole, cada pocillo contiene oligopéptidos con masas variables. Así como la tinta se absorbe en unpágina, las mezclas de oligopéptidos se ensamblan en una superficie de metal donde se almacenan. Si el equipo quiere leer lo que "escribieron", echan un vistazo a uno de los pozos a través de un espectrómetro de masas, que clasifica las moléculas en masaEsto les dice qué oligopéptidos están presentes o ausentes: su masa los delata.
Luego, para traducir el revoltijo de moléculas en letras y palabras, tomaron prestado el código binario. Una "M", por ejemplo, usa cuatro de los ocho oligopéptidos posibles, cada uno con una masa diferente. Los cuatro que flotan en el pozo reciben un"1", mientras que los cuatro que faltan reciben un "0". El código molecular-binario apunta a una letra correspondiente o, si la información es una imagen, un píxel correspondiente.
Con este método, una mezcla de ocho oligopéptidos puede almacenar un byte de información; 32 puede almacenar cuatro bytes; y más podría almacenar aún más.
Hasta ahora, Cafferty y su equipo "escribieron", almacenaron y "leyeron" la famosa conferencia del físico Richard Feynman "Hay mucho espacio en la parte inferior", una foto de Claude Shannon conocido como el padre de la teoría de la información,y la pintura en madera de Hokusai, La gran ola frente a Kanagawa. Dado que se estima que el archivo digital global alcanzará los 44 billones de gigabytes en 2020 diez veces más que en 2013, parece apropiada una imagen de un tsunami.
En este momento, el equipo puede recuperar sus obras maestras almacenadas con una precisión del 99.9%. Su "escritura" promedia 8 bits por segundo y la "lectura" promedia 20 bits por segundo. Aunque su velocidad de "escritura" supera con creces la escritura con ADN sintético, la lecturapodría ser más rápido y más barato con la macromolécula.
Pero, con una tecnología más rápida, las velocidades del equipo seguramente aumentarán. Una impresora de inyección de tinta, por ejemplo, podría generar caídas a velocidades de 1,000 por segundo y concentrar más información en áreas más pequeñas. Y, los espectrómetros de masas mejorados podrían absorber aún másinformación a la vez.
El equipo también podría mejorar la estabilidad, el precio y la capacidad de su almacenamiento molecular con diferentes clases de moléculas. Sus oligopéptidos están hechos a medida y, por lo tanto, son más caros. Pero los futuros constructores de bibliotecas podrían comprar moléculas económicas como los alcanetioles quecostaría solo un centavo registrar 100,000,000 bits de información.
A diferencia de otros sistemas de almacenamiento de información molecular, que dependen de una molécula específica, este enfoque puede usar cualquier molécula maleable siempre que pueda manipularse en bits distinguibles.
Los oligopéptidos, y opciones similares, ya son resistentes. "Los oligopéptidos tienen una estabilidad de cientos o miles de años en condiciones adecuadas", según el documento. Las moléculas resistentes podrían resistir sin luz ni oxígeno, a altas temperaturas y sequía.Y, a diferencia de la nube, a la que los hackers pueden acceder desde su sillón favorito, solo se puede acceder al almacenamiento molecular en persona. Incluso si un ladrón encuentra el alijo de datos, se necesita un poco de química para recuperar el código.
La biblioteca molecular escalable de Cafferty es una opción estable, de energía cero y resistente a la corrupción para el almacenamiento de información en el futuro. Por lo tanto, si los libros se queman, las computadoras se piratean y los DVD fallan, podría persistir un golpe lleno de informaciónpara recordarle a la humanidad futura cuánto amamos un buen video de gatos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Harvard . Original escrito por Caitlin McDermott-Murphy. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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