新しい方法で、あらゆるオブジェクトをデータストレージユニットに変えることができます

• 研究者はDNA分子を使用して、日常のオブジェクトに情報を保存します。
• 情報は、数十年または数世紀後に取得できます。
• 現時点では、このテクノロジーは非常に高価です。

今日の情報化時代では、世界のデータは膨大な速度で成長しています。これらのデータを保存するための既存のデバイス（ソリッドステートドライブ、ハードドライブ、および磁気テープ）は、まもなく物理的な制限に達します。

これが、科学者がDNA分子を長期の冷蔵のアーキテクチャとして使用しようとしている理由です。それはどんな形をとることもでき、並外れた密度と耐久性を超えて展示することができます。理論的には、1グラムのDNAで215ペタバイトのデータを数千年にわたって保存できます。

現在、ETHチューリッヒ（スイス）とErlich Lab LLC（イスラエル）の研究者は、水筒、シャツのボタン、さらにはガラスレンズなどの日常のオブジェクトに大量の情報（DNA分子のみを使用）を保存する新しい方法を開発しました。情報は、数十年または数世紀後でもオブジェクトから直接取得できます。

DNAの「バーコード」で製品にマークを付けたり、大量のデータをDNAに保存したりするなどの以前の研究により、研究者は「DNAofThings」という名前の新しいタイプのデータストレージを構築することができました。オブジェクト（ストレージユニット）はインターネットを介して情報とリンクされているため、この名前が付けられています。

彼らはどのようにそれをしましたか？

不変の記憶を持つオブジェクトを作成するために、研究者はDNA分子を機能的な材料に融合させました。彼らは、エラーに強い方法でデータをDNA分子にエンコードしました。

彼らは、DNA Fountainエンコーディングスキームを使用して、極端なドロップアウトエラーを修正し、微量の材料からデータを取得しました。

ただし、DNAを機能性材料と単純に混合すると、混合物の調製中に温度が上昇し、加水分解ストレスが発生するため、DNAが劣化することがよくあります。

これは、DNAをシリカナノ粒子にカプセル化することで排除できます。シリカ粒子でカプセル化されたDNAにより、DNAと埋め込み材料の混合が容易になるだけでなく、DNA分子の半減期が長くなります。

参照：Nature Biotechnology | DOI：10.1038 / s41587-019-0356-z | ETHチューリッヒ

これらのDNA分子は、さまざまな材料と混合し、3D印刷または鋳造技術のいずれかを介して成形することができます。

研究チームは、新しい方法を実証するために、プラスチックからウサギを3Dプリントしました。ウサギには100キロバイトのデータが含まれています—ウサギを印刷するための命令です。これは、オブジェクトが本物のウサギと同じように独自の青写真を持っていることを意味します。

DNA分子の形で100KBのデータを含む3Dプリントされたプラスチック製のウサギ|クレジット：ETHチューリッヒ/ユリアンコッホ

彼らはまた、ウサギの小片からデータ（印刷手順）を取得し、それを使用してまったく新しいものを3D印刷しました。彼らはこのプロセスを5回繰り返し、最初のウサギの「偉大な偉大な孫」を作成しました。

アプリケーション

この技術は、ステガノグラフィーと呼ばれる技術である通常の資料内に秘密情報を隠すために使用できます。研究者たちは、従来の眼鏡のレンズに短フィルム（1.4メガバイト）を保存することでそれを実証しました。これらの眼鏡は、空港のセキュリティを検出されずに通過する可能性があります。

理論的には、製造プロセス中に極端に高温に達しない限り、すべてのプラスチックオブジェクト（シリコーン、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシドを含む）の情報を隠すことができます。

これは、大量生産されたオブジェクトまたはパーソナライズされたアイテムのいずれかで、ブループリントレベルの情報にアクセスできる必要があるアプリケーションで役立ちます。たとえば、歯科インプラントでは、各構造は一意であり、特定の患者専用にカスタマイズされています。

この技術のより未来的なアプリケーションは、自己複製デバイスの分野にあります。この手法には、オブジェクトを無制限に供給するためのストレージ資料を作成するのに十分な複製機能があります。

読む：マイクロソフトは完全に自動化されたDNAデータストレージを構築しました

このテクノロジーは非常に高価です。1つの3Dプリントファイルの翻訳には2,000ドル以上の費用がかかります。ただし、オブジェクトのバッチサイズが大きくなると、ユニットのコストは減少します。