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给纽扣、水杯、镜片注入DNA,让非生命体也能储存信息甚至自我繁衍

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发表于 2019-12-27 17:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
  根源:futurity,编译:Olivia、钱天培

  从纸张、磁带,到 CD,硬盘…… 存储信息的载体日新月异。
  现在,得益于一项最新科技成果,你的钮扣、水杯、以致眼镜镜片也可以存储大量信息了!
  来自苏黎世联邦理工学院的罗伯特格拉斯(Robert Grass)教授与以色列科学家亚尼夫·埃利希(Yaniv Erlich)合作,发现白一品种似 DNA 的信息存储方式,可以将大量信息奇妙地潜伏在非生命物体中。
  这项技术的一个最间接利用就是,我们可以将非生命体的制造信息存储在其中,并经过读取这一信息来完善复制原物体。
  我们晓得,有机生命将自己的“组装和操纵说明”以 DNA 的形式存储,而非生命物体却没有这类形式。
  任何人想要 3D 打印一个工具都必要一组代码指令。他们假如想要多年后再次打印同一工具,那末必要拜候该工具的原始数字信息——非生命体自己不会存储这些打印指令。
  不外,随着这项新技术的出现,非生命体也可以像有机生命体一样“繁衍”了。
  一、用塑料中存储的 DNA 信息打印兔子
  “经过这类方式,我们可以将 3D 打印指令集成到一个工具中。这样,在几十年以致几个世纪后,我们便可以间接从工具自己获得这些指令,”罗伯特格拉斯表白说。

  过去几年的多项成长使得 DNA 数据存储成为大要。其中一项即是格拉斯的方式,该方式利用嵌入在细小玻璃珠中的 DNA“条形码”来标志产物。这些纳米珠有多种用处,例如,作为地质测试的示踪剂或作为区分优良食品和冒充品的标志。这些条形码相对较短,只要 100 位二进制代码(100 个位置,每个都是“0”或“1”)。一家名为 Haelixa 的衍生公司已将该技术贸易化。
  同时,在 DNA 中存储大量数据也已经成为大要。以色列的盘算机科学家、也是格拉斯现在的合作同伴亚尼夫·埃利希(Yaniv Erlich)开辟了一种方式,该方式理论上可以在 1 克 DNA 中存储 215000TB 的数据。格拉斯本人能用 DNA 存储整张音乐专辑,相当于 15MB 的数据。

亚尼夫·埃利希(Yaniv Erlich)

  现在,两位科学家已经将这些发现团结到一种新的数据存储形式中,他们称之为“DNA 联(DNA of Things)”,它是物联网(Internet of Things)的进一步成长。
  作为例子,研讨职员经过塑料中增加的含有 DNA 的细小玻璃珠 3D 打印了一只兔子,其中打印指令的巨细约 100KB。格拉斯说:“我们的兔子和真的兔子一样,也有它自己的 DNA。”
  就像生物学里说的,这类新方式保存了几代人的信息——科学家们可以从兔子的一小部分中获得打印信息来打印一整只新的兔子。这个进程可以大要被反复五次,本质上他们缔造了原始兔子的“曾曾曾孙”。
  “全数其他已知的存储形式都具有牢固的几多外形:硬盘驱动器必须看起来像硬盘驱动器,而 CD 必须像 CD。你没法在不丧失期息的情况下改变它们的外形,”埃利希说,“DNA 是现在唯一可以以液体形式存在的数据存储介质,它可以大要被存储入到任何外形的物体中。”
  二、经过 3D 打印来潜伏数据
  这项技术的进一步利用是将信息潜伏在一样平常物品中,技术专家将其称为“隐写术”。为了展现这类利用,技术专家们回首了历史:在第二次全国大战时代,华沙犹太人区的稀疏文件中有一个奥秘档案。该档案当时被犹太历史学家和当地居民放在牛奶罐中而没有被希特勒的军队发现。本日,这个档案已被列入团结国教科文机关的《全国记忆名录》里。

  研讨职员将有关此档案的短片(巨细约为 1.4MB)存储在玻璃珠中,然后将其注入平常眼镜的镜片中。
  埃利希说:“这样的一副眼镜,经过机场安检没有任何题目。这样,它所包含的信息就会从一个地方被传送到另一个地方。”从理论上讲,这些玻璃珠可以被潜伏在任何塑料物体中,只要制造这些塑料的进程中没有太高的温度发生。这样的塑料的材料包含环氧化物、聚酯、聚氨酯和硅树脂等。
  可用在药物标志和修建材料上
  此外,该技术可用于标志药物或修建材料,例如粘合剂或油漆。格拉斯表白说,有关质量的信息可以被间接存储在药物或物料自己。这意味着医学监管机构可以间接从产物中读取生产质量控制的测试结果;在修建物中,举行装修的工人可以找到原始结构中利用了哪些制造商的哪些产物。
  现在,该方式仍然相对高贵。格拉斯说,转换塑料兔子的 DNA 中存储的 3D 打印文件的本钱约为 2000 瑞士法郎(2024 美圆),而其中很大一部分用于分解响应的 DNA 份子。可是,工具的批量越大,单元本钱就越低。
  这项日益成熟的技术,想必会对信息存储以致诸多衍生范围发生深远影响。

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