Không chỉ phân tử DNA, nghiên cứu phát hiện chất chuyển hóa cũng có thể lưu, truy xuất dữ liệu số
bk9sw
2 nămBình luận: 21
Không chỉ phân tử DNA, nghiên cứu phát hiện chất chuyển hóa cũng có thể lưu, truy xuất dữ liệu số
Một nghiên cứu dẫn đầu bởi đại học Brown đã chứng minh khả năng lưu trữ và truy xuất dữ liệu số lưu trên phức hợp chất chuyển hóa nhân tạo (metabolome) - một chất lỏng hỗn hợp gồm đường, axit amin (amino acids) và nhiều loại phân tử nhỏ khác. Họ đã có thể lưu và giải mã thành công các file ảnh dung lượng vài KB, dù nhỏ nhưng đây là một phát hiện rất đáng chú ý song song với những nỗ lực của giới khoa học nhằm khai thác tiềm năng lưu trữ của DNA.

Jacob Rosenstein - giáo sư tại trường kỹ thuật thuộc đại học Brown cho hay: "Ý tưởng đã được chứng minh và chúng tôi hy vọng sẽ khiến mọi người nghĩ đến việc sử dụng nhiều loại phân tử để lưu trữ thông tin. Trong một số trường hợp thì các phân tử nhỏ như chúng tôi sử dụng ở đây có thể đạt mật độ lưu trữ thông tin lớn hơn DNA."

Rosenstein cho biết ưu điểm của phức hợp chất chuyển hóa là trên thực tế nhiều chất chuyển hóa (metabolite) có thể phản ứng với nhau để tạo thành các hợp chất mới. Như vậy tiềm năng các hệ thống phân tử không chỉ có thể lưu trữ dữ liệu mà còn có thể điều khiển dữ liệu, thực hiện các phép tính bên trong hỗn hợp chất chuyển hóa.

Ý tưởng đằng sau điện toán phân tử bắt nguồn từ nhu cầu tăng dung lượng lưu trữ dữ liệu. Vào năm 2040 thì thế giới sẽ tạo ra đến 3 septillion (3 x10^24) bit dữ liệu theo nhiều dự đoán. Việc lưu trữ, tìm kiếm và xử lý lượng dữ liệu khổng lồ này là một thách thức cực lớn và thực tế Trái Đất sẽ không có đủ silicon đạt chuẩn làm bán dẫn, từ đó ngành công nghiệp bán dẫn sẽ không đủ vật liệu để sản xuất bộ nhớ. Với sự hỗ trợ và gây quỹ của Cơ quan các dự án phòng thủ tối tân Hoa Kỳ (DARPA), nhóm các kỹ sư và nhà hóa học tại đại học Brown đã tìm kiếm các kỹ thuật để sử dụng các phân tử nhỏ tạo ra các hệ thống lưu trữ thông tin lớn.

Đối với nghiên cứu trên, nhóm nghiên cứu muốn thử nghiệm khả năng sử dụng phức hợp chất chuyển hóa nhân tạo để lưu trữ dữ liệu. Trong sinh học thì phức hợp chất chuyển hóa là một tập hợp đầy đủ các phân tử mà một sinh vật sử dụng để điều chỉnh sự trao đổi chất.


Eamonn Kennedy - một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Brown và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết: "Không khó để nhận ra rằng các tế bào và sinh vật sử dụng các phân tử nhỏ để truyền thông tin nhưng không dễ để khái quát hóa và định lượng. Chúng tôi muốn chứng minh làm cách nào mà một phức hợp chất chuyển hóa có thể mã hóa chính xác thông tin kỹ thuật số."

Và rồi họ tự tạo ra các phức hợp chất chuyển hóa nhân tạo dưới dạng các hỗn hợp chất lỏng được kết hợp bởi nhiều phân tử khác nhau. Sự hiện diện hay vắng mặt của một chất chuyển hóa cụ thể trong một hỗn hợp sẽ mã hóa một bit dữ liệu, tương ứng với giá trị 1 hoặc 0. Trong khi đó, số lượng các phân tử trong một hệ thống chuyển hóa nhân tạo sẽ xác định số lượng bit dữ liệu có thể lưu trữ. Nhóm nghiên cứu tạo ra các phức hợp gồm 6 và 12 chất chuyển hóa tương ứng với khả năng mã hóa 6 hay 12 bit. Một cánh tay robot được sử dụng để sắp xếp chính xác hàng ngàn hỗn hợp như vậy trên các đĩa kim loại nhỏ, mỗi đĩa chứ một giọt cỡ nanolit để có thể mã hóa dữ liệu mong muốn.

Các đĩa này sau đó được làm khô, để lại các chấm siêu nhỏ phân tử chất chuyển hóa và mỗi chấm chứa thông tin kỹ thuật số. Một chiếc máy đo phổ khối được dùng để xác định các chất chuyển hóa có mặt tại mỗi chấm phân tử trên đĩa, từ đó giải mã dữ liệu.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật này để mã hóa thành công và lấy ra nhiều tập tin hình ảnh có kích thước đến 2 KB. Họ cho biết dung lượng tập tin này không lớn đối với các hệ thống lưu trữ dữ liệu hiện đại nhưng nó đã chứng minh ý tưởng và tiềm năng có thể nhân rộng. Số lượng các bit trong một hỗn hợp sẽ tỉ lệ thuận với số lượng chất chuyển hóa trong một hỗn hợp chuyển hóa nhân tạo và hiện tại có hàng ngàn chất chuyển hóa có thể dùng được.

Tuy nhiên theo các nhà nghiên cứu thì vẫn có một vài hạn chế, chẳng hạn như nhiều chất chuyển hóa sẽ tương tác hóa học với nhau khi đặt trong cùng một dung dịch và điều này sẽ khiến dữ liệu bị lỗi hay mất dữ liệu. Thế nhưng hạn chế này sau cùng có thể trở thành một tính năng bởi các nhà nghiên cứu cho rằng có thể khai thác phản ứng hóa học để điều khiển dữ liệu hay xử lý tính toán.

Giáo sư Rosenstein nói: "Nghiên cứu trên sẽ thách thức những gì chúng ta nghĩ về tính khả thi của các hệ thống lưu trữ dữ liệu bằng phân tử. DNA không chỉ là phân tử duy nhất có thể được dùng để lưu và xử lý thông tin. Thật thú vị khi nhận ra còn rất nhiều khả năng khác sở hữu tiềm năng ngoài kia."

Theo: Phys.org
Công nghệ tiến bộ hơn để bay vào sao hỏa nào anh em 😁
makia6
ĐẠI BÀNG
2 năm
@narutoxboy Công nghệ tiến bộ hơn để bay vào sao mặt trời nha anh em:D:D:D
brownberry
ĐẠI BÀNG
2 năm
Công nghệ tiến bộ hơn để bay vào sao kim nào anh em
quocviet319
ĐẠI BÀNG
2 năm
có ai nhớ đến game assassin's creed. nhân vật trong game bị truy xuất dữ liệu từ gen của tổ tiên đó. giống như bài đăng
học như thế nào mới vào làm dc cho ngành này trời, quá tuyệt vời
westerners
TÍCH CỰC
2 năm
@supervisor 03m Tự mày mò nghiên cứu, ko có trường nào dạy trước kia.
kevin2012
ĐẠI BÀNG
2 năm
Nếu như lưu được vào DNA hay hữu cơ, tương lai không chừng cấy chip hay lưu trữ dữ liệu vào cơ thể người. Thế giới lúc đó toàn siêu nhân.
Cuối cùng là 0 là 1 hết 😆)
@manhmanh989 thanh niên ko biết gì phát biểu
Bên nc ngoài ng ta sáng tạo thật
azhongcaizi
ĐẠI BÀNG
2 năm
Sẽ lại có một loại thiết bị nhớ kiểu mới ra đời: rẻ hơn, gọn hơn, lưu trữ nhiều hơn?
nghiadsag
ĐẠI BÀNG
2 năm
Sao này ae khỏi học hành gì nữa hết, chỉ cần nhập dữ liệu vào hợp chất đó rui bơm vào cơ thể thì nhớ hết mỗi thứ trong vòng 5p
khoa học kĩ thuật phát triển quá ;)
hiện đại quá rồi
[Zeus]
CAO CẤP
2 năm
Viễn cảnh tương lai là khi trẻ sinh ra được nạp thẳng vào não tri thức hiện hữu của nhân loại luôn khỏi tốn 12 năm đi học. Để thời gian thay vì học cái đã có thì nghiên cứu cái mới. 😁
@[Zeus] nhưng trí thông minh ko đồng bộ với lượng kiến thức 😔
nạp kiến thức phổ thông cho đứa nhỏ thì cũng như vịt nghe sấm ,cũng như người lớn đọc sách về quantum computer :D
V’t
TÍCH CỰC
2 năm
Mấy cái này nó lão hoá thì mất hết dữ liệu
westerners
TÍCH CỰC
2 năm
Sau này mỗi cơ thể người là một bộ nhớ truy xuất tức thời. Kết nối với máy tính KHÔNG DÂY.
Ko cần đến điện thoại, dùng CMND làm số đt gọi cho nhau hoặc gửi sms...

Sắp đến thời kỳ chuyển đổi biến đổi.
quy.helios
TÍCH CỰC
2 năm
Tony chêt sau AG oài
binh110110
ĐẠI BÀNG
2 năm
Khoa hiểu thật. Lưu lại đọc sau vậy
LinhVN1807
TÍCH CỰC
2 năm
Trong tương lai xa , mỗi con người sẽ tự lưu dữ liệu của bản thân và tổ tiên dòng họ 😁 muốn hack dữ liệu thì hack con người trc :D công nghệ này nôm na là bio-tech
Cá nhân
Bạn
Hi bạn!
Điểm Reward Store: 
Tuổi Tinh tế: 
Cấp độ thành viên Tinh Tế


Tải app Tinh tế

Tải app Tinhte - Theo dõi thông tin mà bạn yêu thích

Tải app TinhteTải app Tinhte
Tải app Tinh tế cho Android trên Google PlayTải app Tinh tế cho iPhone, iPad trên App Store





Đang theo dõi




  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2021 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019