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Futuro do armazenamento de dados em bactérias
Sistemas de armazenamento em bactérias podem salvar dados por milhares de anos......Além de proteger as informações contra explosões nucleares. Átomos podem armazenar 250 terabytes de dados por milímetro cúbico de terra. Existem estruturas orgânicas de plástico filme ultra-finas com mais de 20 mil ciclos de informações regraváveis (em que é possível gravar, ler e gravar por cima).
Há coisas fantásticas para aumentar a capacidade e velocidade de sistemas no futuro. Estas técnicas vão muito além de imaginação. Veja quais são as mais promissoras.
Estudos de duas universidades importantes indicam que não só é possível, como também viável, armazenar dados digitais no genoma de um organismo vivo e recuperar estes dados milhares de anos depois. A idéia é que o organismo se reproduzirá e carregará em sua genética todas as informações, geração após geração.
“Considere que apenas um mililitro de qualquer líquido pode conter mais de um bilhão de bactérias e você começa a perceber que o potencial de memória baseada em bactérias é enorme”, afirma Pak Wong, cientista líder do PNNL (Pacific Northwest National Laboratory).
Em seu estudo, Wong e um grupo de cientistas descrevem uma experiência que fizeram no ano 2000, em que armazenaram cerca de 100 pares de informações digitais (em volume, isto dá aproximadamente uma frase codificada em inglês) em uma bactéria.
Este ano, cientistas da Keio University Institute for Advanced Biosciences fizeram um estudo similar. Conseguiram colocar a teoria da relatividade de Einstein (e=mc²) e o ano em que ele a descobriu (1905), em código, em uma bactéria do tipo Bacillus subtilis. Ou seja, uma bactéria comum. De acordo com estes cientistas, DNAs baseados em dados podem ser repassados e preservados por muito tempo. E o volume de dados pode ser bastante grande.
Um dos desafios enfrentados pelo grupo de Wong foi prover um habitat seguro para as moléculas de DNA, que são facilmente destruídas em ambientes abertos por pessoas ou qualquer outro inimigo natural. A destruição de uma molécula pode ser causada por ambientes desfavoráveis, tão simples como temperaturas muito altas.
Sabendo da fragilidade de DNAs, os cientistas da PNNL providenciaram um hospedeiro vivo para o DNA, extremamente tolerante a condições ambientais inóspitas. Ainda por cima, capaz de suportar adições de seqüências de gens artificiais. De acordo com Wong, é fundamental que o hospedeiro com as informações armazenadas seja forte o suficiente para crescer e se multiplicar.
Com isto resolvido, talvez o maior desafio para os pesquisadores seja como extrair estes dados de dentro dos animais. “O processo de retirada de informações armazenadas em uma bactéria continua sendo um processo químico, que requer muita gente e muito esforço para se conseguir. Levamos duas horas no ano 2000 para completar a extração da teoria da relatividade de Einstein”, lembra Wong, adicionando que levará décadas para que se desenvolva uma tecnologia de extração de dados que chegue perto da hoje utilizada por sistemas de tecnologia convencionais.
A maioria das aplicações para armazenamento de dados por DNA estão relacionadas a uma missão do DOE (Department of Energy – Departamento de Energia) dos Estados Unidos, que fundamentou todo o trabalho do Wong. Outras aplicações ligadas a segurança incluem informações altamente confidenciais e estenografia de dados (a capacidade de esconder dados dentro de dados) para produtos comerciais, assim como aqueles relacionados à segurança nacional.
Aplicações
Como todos os outros laboratórios que trabalham para o Departamento de Energia Norte-Americano, o PNNL está preocupado em como proteger estes dados de uma catástrofe nuclear. “Suponha que os Estados Unidos passem por um acidente nuclear devastador, e a infra-estrutura de informações seja devastada, paralisada ou desativada por radiação ou mesmo fogo”, diz Wong. Depois, acrescenta Wong, imagine que informações críticas foram armazenadas em uma bactéria chamada Deinococcus radiodurans, capaz de sobreviver e se multiplicar independentemente do ataque e sem intervenção humana. Estes dados poderiam sobreviver a grandes doses de radiação, sem que nada acontecesse a eles.
Como resultado, conclui Wong, todas as informações críticas necessárias estariam a salvo depois de um desastre como este.
Interação atômica
De acordo com o professor da Universidade de Wisconsin, Franz Himpsel, em 1959, Richard Feynman deu um título visionário a um artigo: “Tem muito espaço no fundo”, no qual ele se pergunta sobre a possibilidade de encolher coisas até que fiquem do tamanho de um átomo. Naquele tempo, ele previu que toda informação impressa acumulada durante séculos desde a invenção de Gutemberg, um dia poderia ser armazenada em um cubo de algum material que seria tão pequeno que olhos humanos não seriam capazes de ver. Feynman acreditava que a mídia de storage do futuro tornaria possível armazenar um bit em um átomo, com alguns espaços entre átomos, para evitar que eles se juntassem.
Em 2002, uma versão bi-dimensional da memória atômica de Feynman foi criada em uma pequena superfície de ouro. O aparelho era similar a um CD-ROM, mas em muito menor escala. A capacidade, no entanto, era muito maior do que a das mídias tradicionais.
A grande diferença entre armazenamento em átomos e em bactérias é que é muito mais fácil extrair dados de átomos. Para ler a memória atômica é preciso ter um scanner específico para isto. Não há necessidade de buscar dados em duas dimensões.
Escrever dados, por outro lado, ainda é um processo tão lento que não é viável. De acordo com Himpsel, a idéia, na realidade, é descobrir a capacidade máxima de armazenamento de um átomo, independentemente do fato de ser viável economicamente ou não.
Filmes orgânicos
O centro de armazenamento de dados óticos da Universidade do Arizona já investiu 2 milhões de dólares em projetos envolvendo moléculas. Os pesquisadores Dror Sarid e Ghassan Jabbour são os pioneiros em experiências com aparelhos de memórias de altíssima capacidade e muito pequenos, além de ser de baixo custo.
A Universidade do Arizona acredita que filmes orgânicos serão o futuro do storage, utilizando nanotecnologia.
Fonte: COMPUTERWORLD
Há coisas fantásticas para aumentar a capacidade e velocidade de sistemas no futuro. Estas técnicas vão muito além de imaginação. Veja quais são as mais promissoras.
Estudos de duas universidades importantes indicam que não só é possível, como também viável, armazenar dados digitais no genoma de um organismo vivo e recuperar estes dados milhares de anos depois. A idéia é que o organismo se reproduzirá e carregará em sua genética todas as informações, geração após geração.
“Considere que apenas um mililitro de qualquer líquido pode conter mais de um bilhão de bactérias e você começa a perceber que o potencial de memória baseada em bactérias é enorme”, afirma Pak Wong, cientista líder do PNNL (Pacific Northwest National Laboratory).
Em seu estudo, Wong e um grupo de cientistas descrevem uma experiência que fizeram no ano 2000, em que armazenaram cerca de 100 pares de informações digitais (em volume, isto dá aproximadamente uma frase codificada em inglês) em uma bactéria.
Este ano, cientistas da Keio University Institute for Advanced Biosciences fizeram um estudo similar. Conseguiram colocar a teoria da relatividade de Einstein (e=mc²) e o ano em que ele a descobriu (1905), em código, em uma bactéria do tipo Bacillus subtilis. Ou seja, uma bactéria comum. De acordo com estes cientistas, DNAs baseados em dados podem ser repassados e preservados por muito tempo. E o volume de dados pode ser bastante grande.
Um dos desafios enfrentados pelo grupo de Wong foi prover um habitat seguro para as moléculas de DNA, que são facilmente destruídas em ambientes abertos por pessoas ou qualquer outro inimigo natural. A destruição de uma molécula pode ser causada por ambientes desfavoráveis, tão simples como temperaturas muito altas.
Sabendo da fragilidade de DNAs, os cientistas da PNNL providenciaram um hospedeiro vivo para o DNA, extremamente tolerante a condições ambientais inóspitas. Ainda por cima, capaz de suportar adições de seqüências de gens artificiais. De acordo com Wong, é fundamental que o hospedeiro com as informações armazenadas seja forte o suficiente para crescer e se multiplicar.
Com isto resolvido, talvez o maior desafio para os pesquisadores seja como extrair estes dados de dentro dos animais. “O processo de retirada de informações armazenadas em uma bactéria continua sendo um processo químico, que requer muita gente e muito esforço para se conseguir. Levamos duas horas no ano 2000 para completar a extração da teoria da relatividade de Einstein”, lembra Wong, adicionando que levará décadas para que se desenvolva uma tecnologia de extração de dados que chegue perto da hoje utilizada por sistemas de tecnologia convencionais.
A maioria das aplicações para armazenamento de dados por DNA estão relacionadas a uma missão do DOE (Department of Energy – Departamento de Energia) dos Estados Unidos, que fundamentou todo o trabalho do Wong. Outras aplicações ligadas a segurança incluem informações altamente confidenciais e estenografia de dados (a capacidade de esconder dados dentro de dados) para produtos comerciais, assim como aqueles relacionados à segurança nacional.
Aplicações
Como todos os outros laboratórios que trabalham para o Departamento de Energia Norte-Americano, o PNNL está preocupado em como proteger estes dados de uma catástrofe nuclear. “Suponha que os Estados Unidos passem por um acidente nuclear devastador, e a infra-estrutura de informações seja devastada, paralisada ou desativada por radiação ou mesmo fogo”, diz Wong. Depois, acrescenta Wong, imagine que informações críticas foram armazenadas em uma bactéria chamada Deinococcus radiodurans, capaz de sobreviver e se multiplicar independentemente do ataque e sem intervenção humana. Estes dados poderiam sobreviver a grandes doses de radiação, sem que nada acontecesse a eles.
Como resultado, conclui Wong, todas as informações críticas necessárias estariam a salvo depois de um desastre como este.
Interação atômica
De acordo com o professor da Universidade de Wisconsin, Franz Himpsel, em 1959, Richard Feynman deu um título visionário a um artigo: “Tem muito espaço no fundo”, no qual ele se pergunta sobre a possibilidade de encolher coisas até que fiquem do tamanho de um átomo. Naquele tempo, ele previu que toda informação impressa acumulada durante séculos desde a invenção de Gutemberg, um dia poderia ser armazenada em um cubo de algum material que seria tão pequeno que olhos humanos não seriam capazes de ver. Feynman acreditava que a mídia de storage do futuro tornaria possível armazenar um bit em um átomo, com alguns espaços entre átomos, para evitar que eles se juntassem.
Em 2002, uma versão bi-dimensional da memória atômica de Feynman foi criada em uma pequena superfície de ouro. O aparelho era similar a um CD-ROM, mas em muito menor escala. A capacidade, no entanto, era muito maior do que a das mídias tradicionais.
A grande diferença entre armazenamento em átomos e em bactérias é que é muito mais fácil extrair dados de átomos. Para ler a memória atômica é preciso ter um scanner específico para isto. Não há necessidade de buscar dados em duas dimensões.
Escrever dados, por outro lado, ainda é um processo tão lento que não é viável. De acordo com Himpsel, a idéia, na realidade, é descobrir a capacidade máxima de armazenamento de um átomo, independentemente do fato de ser viável economicamente ou não.
Filmes orgânicos
O centro de armazenamento de dados óticos da Universidade do Arizona já investiu 2 milhões de dólares em projetos envolvendo moléculas. Os pesquisadores Dror Sarid e Ghassan Jabbour são os pioneiros em experiências com aparelhos de memórias de altíssima capacidade e muito pequenos, além de ser de baixo custo.
A Universidade do Arizona acredita que filmes orgânicos serão o futuro do storage, utilizando nanotecnologia.
Fonte: COMPUTERWORLD
URL Fonte: https://infoguerra.com.br/noticia/1805/visualizar/
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