マイクロソフト、テキストデータをDNAに変換する装置を開発。将来はデータセンターをサイコロ大に

ただ、いまのところ5バイトの保存に21時間かかります

Munenori Taniguchi
Munenori Taniguchi, @mu_taniguchi
2019年03月22日, 午後 06:30 in Science
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マイクロソフトが、ワシントン大学と共同でデジタルデータをDNAに変換・保存する初めての装置を開発しました。マイクロソフトは、この装置による概念実証がDNAストレージ技術を進歩させ、データセンター規模の情報を手のひらに乗るほどの大きさのDNAに記録できるようにしたいと考えています。
約110万円ほどで製作された装置はまだ初期段階のものであり、手作り感があふれかえっています。しかしNatureに掲載された内容によれば、この装置は5バイトのテキストデータ、たとえば"hello"などを21時間もかけてDNAに変換するとのこと。これほどまでに時間がかかる理由は、データを書き込んだDNAを合成するための化学反応に時間がかかるからとのこと。

この装置はデータ書き込みプロセスとして、まずテキストを意味するデジタルデータ(0と1の羅列)に変換し、それをA、C、T、GからなるDNA配列用にコード化します。そしてそのコード化されたDNAを合成し、液体として保存します。
"HELLO"を意味する2進数データ "01001000 01000101 01001100 01001100 01001111" はおよそ1mgのDNAに変換されました。そして配列を保持するために合計4mgのDNAの格好で保存されました。MIT Technology Reviewは、このサイズでも倉庫サイズのデータセンターをすべて手のひらにつつみこめるいくつかのサイコロの大きさに詰め込めると説明します。

保存されたデータはDNAシーケンサーを用いて読み出すことができ、ソフトウェアによってもとのテキストに復元されました。

今回の実証試験ではわずか5バイトの書き込みに21時間も要したものの、研究者らはすでにその時間を約半分、10~12時間で完了させる方法を見つけたと述べています。同時に大幅なコストダウンの方法も提示しています。

マイクロソフトはマンモスや古代の人骨のなかのDNAが自然条件のもとで数万年ものあいだ保存された例を挙げ、もしこの記述が実用化されれば、われわれがいま現在持っているストレージよりも大容量なのはもちろん、条件によってはより長期間にわたってデータを保存できるようになると説明します。

われわれが扱うデータの大容量化が進む昨今、DNAへのデータ保存はマイクロソフトだけでなく、様々な企業が研究している分野です。マイクロソフトは向こう10年のうちにDNAベースのストレージシステムを実用化し、データセンターとして利用することを目標としています。そのためには、効率よく低コストでデータをDNAに変換して保存するプロセスが必要です。

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