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ADN para el almacenamiento de datos

ADN para el almacenamiento de datos
ADN para el almacenamiento de datos, una realidad tras alcanzar el 99,9% de exactitud.Todos lo hemos sufrido alguna vez.

Un CD, un DVD o un disco duro externo en donde guardábamos ficheros que queríamos conservar no pudo ser leído total o parcialmente cuando queríamos recuperar parte de la información que contenía.

Un equipo de investigadores del European Bioinformatics Institute en Cambridge ha desarrollado un método para responder al desafío del almacenamiento de archivos electrónicos en la era digital.

ADN para el almacenamiento de datos frente a las tecnologías actuales, la mayoría costosas y que requieren de un suministro de electricidad o se deterioran con el tiempo.

La genética puede ofrecer una opción aún mejor para archivar grandes cantidades de datos. Un desarrollo que ha alcanzado estos días un 99,9% de exactitud.

Concebido por los científicos Nick Goldman y Ewan Birnet, la alternativa EBI ADN sería un sistema perdurable y extremadamente compacto.

Un sistema que ha conseguido registrar los sonetos de Shakespeare o archivos MP3 en "hebras" de ADN, un avance que podría suponer el trasvase de millones de registros almacenados en un puñado de moléculas en lugar de los discos duros de los ordenadores.

Los investigadores explican que al traducir los archivos informatizados en un ADN similar al que podemos encontrar en plantas y animales, es posible almacenar una cantidad equivalente a mil millones de libros, datos que podrían estar durante miles de años en un pequeño tubo de ensayo.

Aunque se trata de un método a día de hoy costoso, podría ser mucho más eficiente que los discos duros o cintas magnéticas para el almacenamiento a largo plazo de grandes conjuntos de datos como pueden ser registros de los gobiernos.

En una década se espera que la técnica se haya vuelto lo suficientemente barata como para que el almacenamiento de ADN se convierta en rentable para el público y se pueda comercializar. Según Goldman, quién dirigió el estudio:

Ya sabemos que el ADN es una forma eficaz de almacenar información, ya que podemos extraerlo de los huesos de mamuts lanudos, los cuales se remontan a miles de años.

Además, se trata de algo increíblemente pequeño, denso y que no necesita de energía para el almacenamiento, por lo que su transporte y mantenimiento es sencillo.

Los investigadores indicaron que habían sido capaces de utilizar las letras químicas de una muestra de ADN (G, A, T y C) para codificar los unos y ceros de varias grabaciones digitales. Estos ascendieron a casi un megabyte de datos donde se incluían sonidos, imágenes y texto.

Un trabajo donde convirtieron un archivo de audio de Martin Luther King (I have a dream), una fotografía del laboratorio, un archivo en PDF de un documento académico y una versión de texto de los sonetos de Shakespeare, en código de ADN.

El código fue posteriormente enviado a un laboratorio de Estados Unidos, donde los expertos lo convirtieron en cuerdas sintéticas de ADN que se asemejaban a diminutas motas de grano de polvo.

Finalmente, los investigadores secuenciaron el ADN sintético para recuperar el código antes de convertirlo de nuevo en los archivos informáticos originales. Un trabajo que concluyó con un 99,9% de exactitud.

Realizando un paralelismo con las muestras del mamut, se estima que una "taza" de ADN que se ha desarrollado durante tres mil millones de años manteniendo la información genética, podría almacenar alrededor de 100 millones de horas de vídeo de alta definición.

Goldman finaliza el estudio publicado explicando el futuro prometedor que le espera al uso del ADN para el almacenamiento de datos:

Debido a que hoy resulta caro y una de sus grandes ventajas es la longevidad, las aplicaciones potenciales iniciales estarán dirigidas a salvaguardar información de alto nivel como pueden ser registros de los gobiernos. Pero a medida que el precio comience a bajar, el sistema estará disponible para el gran público con presupuestos más pequeños.

Los investigadores aseguran que en 10 años podría convertirse en una alternativa rentable.


Almacenamiento “eterno” de la información.

Consiguen un sistema capaz de almacenar información a temperatura ambiente durante un lapso de tiempo que es 10 órdenes de magnitud superior a la edad del Universo.

Un disco duro duran 5 años en promedio, la información en un DVD o un flash drive 7 y 8 años respectivamente.

Este es el pequeño y sucio secreto de la informática moderna. Parece que estamos condenados a estar migrando la información importante, como las fotos personales y cosas similares, de una un sistema a otro continuamente.

Esto, que a escala personal es un fastidio, puede ser un problema realmente grave para ciertas empresas u organizaciones que necesiten archivar grandes cantidades de información de manera permanente.

Ciertas compañías han trabajado en sistemas de almacenamiento a largo plazo, pero superar los 100 años no ha sido fácil. En estas páginas de NeoFronteras hemos visto algunos esfuerzos al respecto.

M-disc ya está en el mercado y la información que almacenan dura miles de años. Otros sistemas están en desarrollo, pero prometen mucho. Así por ejemplo, Hitachi tiene un sistema de almacenamiento con una duración de millones de años. Hay que señalar que, en todos estos sistemas, esta duración se refiere al soporte y a la información que contiene, pero no a los sistemas de lectura.

Ahora, Jingyu Zhang, Mindaugas Gecevičius, Martynas Beresna y Peter G. Kazansky (University of Southampton) han logrado un sistema que almacena información por un plazo de tiempo relativamente eterno para la escala humana: 3 ×1020 años a temperatura ambiente, que es 10 órdenes de magnitud superior a la edad actual del Universo.

Muchos individuos, compañías, gobiernos, museos o archivos del estado han estado interesados en un almacenamiento eterno de la información desde que la democratización de la informática produjo cantidades masivas de datos, así que estos investigadores han decido proporcionar esta solución.

Como en otros aspectos de la existencia, no se puede tener todo a la vez. Normalmente una gran duración de la información almacenada va en detrimento de la cantidad de información que se puede almacenar o de la velocidad de escritura. Se puede almacenar información en átomos individuales, pero sólo durante picosegundos.

Aunque la idea no es nueva, los sistemas previos basados en este método tenían una velocidad de escritura que los hacía inviables de forma práctica. En este caso se ha multiplicado la velocidad de escritura por 100.

El nuevo sistema se basa en el uso de un láser que lanza pulsos de 280 femtsegundos (1 fs = 10-15 s) sobre una pieza de cuarzo.

Esto cambia la estructura cristalina del cuarzo en puntos específicos que pueden contener hasta 3 bits de información, pues estos puntos registran tanto la intensidad como la polarización de los pulsos.

Además, se pueden crear muchas capas de información una encima de otra. En un disco del tamaño de DVD se pueden almacenar cientos de terabytes de información.

La velocidad de escritura se ha aumentado gracias a que se hace rotar la lámina de media onda que controla la polarización.

Para saber la duración de la información almacenada los investigadores aceleraron el proceso de envejecimiento para así deducir el ritmo de decaimiento.

Este decaimiento se acelera con la temperatura, pero incluso a 189 grados centígrados la duración es de 13.800 millones de años, que es la edad del Universo. A temperatura ambiente se tienen los 3 ×1020 años mencionados antes.

Estos investigadores planean mejorar tanto la capacidad como la velocidad del sistema mediante el aumento de la potencia del láser entre otros aspectos.

Ahora parece que el reto no es conservar la información durante un tiempo ilimitado, sino cuánta sabiduría hay en esa información y si la supervivencia temporal del género humano será comparable a la longevidad de los datos que produce.

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Ilustración: American Physical Society.
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