Akıllı telefonunuzdaki depolama alanı tükenmek üzereyse, bulut depolama aboneliğinizi yükseltmeden önce bu haberi okumanızda fayda var. Türkiye'de bilim ve teknoloji dünyasının nabzını tutan Teknoscope olarak, Çinli bilim insanlarının geliştirdiği yenilikçi bir veri depolama yöntemini duyurmaktan heyecan duyuyoruz. Araştırmacılar, plastik bir şeride entegre edilen DNA molekülleri sayesinde, cep telefonundan tam 1.5 milyon kat daha fazla veriyi saklayabilen kasetler ürettiler. Bu kasetlerin en dikkat çekici özelliklerinden biri ise, dondurulduğunda veriyi tam 20.000 yıl boyunca saklayabilme kapasitesi!
Geliştirilen bu yeni 'DNA kasetler', 100 metre uzunluğunda bir plastik şerit üzerine yerleştirilmiş ve yaklaşık 3 milyar şarkıya eşdeğer dijital veri depolayabiliyor. Bu kapasite, 2016 yılında üretilen ve bir kurşun kalem ucundan çok daha küçük bir DNA örneğine 200 megabayt veri sığdırabilen önceki denemelere göre büyük bir sıçrama anlamına geliyor.
En yenilikçi yönlerinden biri ise, bu kasetlerin bir kaset oynatıcı benzeri okuyucuya takılabilmesi. Bu cihaz, kaset içerisindeki şeridi tarayarak istenilen dosyayı bulup erişime açabiliyor. Araştırmanın detayları, bilimsel bir yayın organında yayımlandı.
DNA, dört temel kimyasal bazdan (adenin, sitozin, guanin ve timin) oluşan bir moleküler yapıya sahiptir ve canlıların genetik bilgisini kodlar. Benzer şekilde, her dijital dosya da en nihayetinde bilgisayarın yorumlayabileceği 1'ler ve 0'lardan oluşan bir bütündür. Bilim insanları, her DNA bazının belirli bir 0 ve 1 dizisini temsil etmesini sağlayarak, yapay DNA'nın dijital dosyaların ikili kodunu içerecek şekilde programlanabileceğini keşfettiler. Bu yapay DNA, laboratuvar ortamında istenen dizilimde birleştirilen önceden üretilmiş yapı taşlarından elde ediliyor.
Araştırmacılar, bu kodlanmış DNA iplikçiklerini uzun bir şerit üzerine basarak bu yenilikçi depolama ortamını oluşturdular. Şeride emdirilen DNA solüsyonu, polimer yüzeye yapışarak verinin sabitlenmesini sağlıyor.
Araştırmanın yazarları, "DNA, yüksek depolama yoğunluğu nedeniyle gelecek nesil bilgi depolama ortamı olma potansiyeline sahip" ifadelerini kullanıyor. "DNA kasetinin rulo şeklindeki yapısı, malzemenin mekansal kullanımını verimli bir şekilde en üst düzeye çıkararak taşınabilirliği sağlıyor ve uzunluğunu artırarak mevcut alanların sayısını ve depolama kapasitesini genişletiyor."
Kasetin her bölümü, hangi dosyanın orada saklandığını belirten bir barkod ile etiketlenmiş durumda. Kaset oynatıcı benzeri cihazdaki bir kamera, şerit ilerlerken bu barkodları tarayarak ilgili dosyayı buluyor ve o bölümü DNA'yı serbest bırakan basit bir çözeltiye daldırıyor. Serbest kalan DNA daha sonra dizilenerek, baz dizilimi dosyanın koduna çevriliyor.
Veriler Yüzlerce, Hatta Binlerce Yıl Boyunca Saklanabiliyor
Araştırmacılar, bu DNA kasetlerinin, özellikle üretken yapay zeka (AI) patlamasıyla hızlanan dijital veri çoğalması sorununa bir çözüm sunabileceğini umuyorlar. Tahminlere göre, yaklaşık 1 kilometrelik bir DNA kaset, yaklaşık 60 milyar fotoğrafa eşdeğer 362.000 terabayt veri depolayabilir. Karşılaştırma yapmak gerekirse, günümüzdeki dizüstü bilgisayarlar genellikle 0,5 ila 2 TB depolama alanıyla gelirken, akıllı telefonlar genellikle en az 128 GB veya 256 GB depolama sunuyor.
Yüksek depolama kapasitesinin yanı sıra, DNA kasetlerinin içerdiği verilerin uzun süreler boyunca korunabileceği de belirtiliyor. Bunun nedeni, DNA iplikçiklerinin metal-organik iskeletler (MOF'lar) adı verilen ve çinko iyonlarından oluşan moleküler ölçekli kafeslerin içinde saklanması. Bu yapılar, DNA'ya ek bir koruma katmanı sağlıyor.
DNA'nın yüzyıllarca formunu koruduğu biliniyor. Araştırmacılar, geliştirdikleri kasetin oda sıcaklığında 345 yıldan fazla, 0 Santigrat derecede ise yaklaşık 20.000 yıl boyunca veri saklayabildiğini tespit ettiler. Hatta kasetin yırtılması durumunda bile şeffaf yapışkan bant kullanılarak kolayca tamir edilebileceği belirtiliyor.
Okuyucu cihaz, belirli bir dosyaya karşılık gelen DNA iplikçiklerini tespit edip çıkarmakla kalmıyor, aynı zamanda yeni DNA iplikçiklerini MOF'lara kapsülleyip kaset üzerine yerleştirebiliyor. Ayrıca, yanlış barkod bölümündeki bir DNA ipliğini otomatik olarak algılayıp doğru bölüme taşıma yeteneğine de sahip.
DNA ile veri depolama teknolojisi uzun yıllardır araştırılsa da, bu proje dosyaların erişilebilmesi, değiştirilmesi veya silinmesi gibi akıllı dosya sistemi özelliklerini gösteren ilk çözümlerden biri olarak öne çıkıyor. Ayrıca, manuel ve alet gerektiren adımlar yerine robotik bir şekilde çalışması ve hem sık erişilen (sıcak veri) hem de nadiren erişilen (soğuk veri) verileri yönetebilmesi de dikkat çekici.
Ancak, bu teknolojinin hala bazı zorlukları bulunuyor. DNA'nın sentezlenmesi hala maliyetli ve zaman alıcı bir süreç ve büyük ekipmanlar gerektiriyor. Ayrıca, tek bir dosyayı kasetten geri almak yaklaşık 25 dakika sürüyor. Bu nedenlerle, mevcut haliyle DNA kaset oynatıcı, dijital verilerimizi arşivlemek için henüz yaygın kullanıma uygun bir yöntem sunmuyor.
Bununla birlikte, araştırmacılar bu çalışmalarının, günümüzde kullanılan devasa veri merkezlerine olan bağımlılığı azaltacak, hem sıcak hem de soğuk verileri kompakt bir formda depolayabilen teknolojilere yol açabileceğini umuyorlar.
