画期的DNAストレージが日常物を耐久データアーカイブに変換
情報時代に世界データは膨大速度で増加中。既存デバイス(SSD、HDD、磁気テープ)は間もなく物理限界到達。
そのため科学者たちがDNA分子を長期コールドストレージアーキテクチャとして活用試行。任意形状可能、並外れた密度・耐久性。理論上1グラムDNAで215ペタバイトデータを数千年保存可能。
ETHチューリッヒ(スイス)とアーリッヒラボLLC(イスラエル)研究者たちが、日常物(水筒、シャツボタン、ガラスレンズ等)にDNA分子のみで大量情報保存する新手法開発。情報は数十年・数世紀後も物体から直接取得可能。
DNA「バーコード」製品マーキング、DNA大量データ保存等先行研究で「DNA of Things」新型データストレージ構築可能に。オブジェクト(ストレージユニット)がインターネット経由で情報リンク、 hence the name.
実現方法
不変メモリ付きオブジェクト作成のため、DNA分子を機能材料に融合。エラー耐性ある方法でDNA分子にデータエンコード。
DNA Fountainエンコーディングスキームで極端ドロップアウトエラー訂正、微量材料からデータ取得。
しかし単純DNA-機能材料混合は混合調製時高温・加水分解ストレスでDNA劣化招く。
シリカナノ粒子カプセル化で解決。シリカ粒子カプセル化DNAでDNA-埋め込み材料混合容易化、DNA分子半減期延長。
Reference: Nature Biotechnology | DOI:10.1038/s41587-019-0356-z | ETH Zurich
DNA分子を様々材料と混合、3Dプリントまたは鋳造で成形可能。
研究チームがプラスチック製ウサギ3Dプリントで新手法実証。ウサギに100KBデータ(ウサギプリント指示)含有。実物ウサギ同様、オブジェクト自体が設計図保持。
DNA分子形式で100KBデータ含有3Dプリントプラスチックウサギ | Credit: ETH Zurich / Julian Koch
ウサギ小片からデータ(プリント指示)取得し新ウサギ全体3Dプリント。5回繰返し、「玄孫」ウサギ作成。
応用
通常材料内に秘密情報隠蔽可能(ステガノグラフィー)。1.4MB短編映画を普通メガネレンズに保存実証。空港セキュリティ通過可能。
理論上、製造工程で極端高温到達しなければ全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、エポキシド含)に情報隠蔽可能。
ブループリントレベル情報アクセス必要用途で有用。歯科インプラント等、各構造固有・特定患者専用カスタマイズ。
更なる未来的応用:自己複製デバイス領域。無限オブジェクト供給用ストレージ材料作成十分な複製能力。
技術は高コスト:単一3Dプリントファイル変換2,000ドル超。バッチサイズ増大で単位コスト低下。
産業技術
- 新OMPホワイトペーパー:モダン製造業におけるデータ駆動意思決定の活用
- 次世代磁気ナノ構造「透明マント」でデータストレージを革新
- ダイナミカルデカップリング:量子コンピュータ性能を飛躍的に向上させるブレイクスルー
- 遺伝的アルゴリズムで物体とその充填材を同時に透明化する手法を開発
- 革命的スマホアルゴリズムで精密な疾病診断を実現
- フレキシブルなレクテナでWi-Fi電波を電力に変換、微小デバイス駆動へ道
- 静止画から3Dアニメーションを生成するAI「Photo Wake-Up」、VR/ARでインタラクティブ体験
- マイクロソフト、DNAデータストレージの完全自動化システムを初実証
- AIがアミノ酸配列から全タンパク質の3次元構造を高精度予測
- 電子線ホログラフィーで光の波長限界を超えたナノスケール可視化を実現
- GLTR:AI生成テキストを統計的に検出する信頼性ツール