Aminozuren als alternatief voor de cloud

Amerikaanse onderzoekers hebben een alternatief ontwikkeld voor de cloud. Ze vonden een manier om data op te slaan in aminozuren. 

De hoeveelheid data neemt sterk toe, en daarmee ook de behoefte aan opslagruimte. De bestaande methoden zijn echter niet altijd even veilig. USB-sticks, harde schijven en dvd's lijken prima te werken, maar de data blijven relatief kort behouden; na 100 jaar is veel van de data op een harde schijf verloren. Bovendien vereisen deze opslagmedia schaarse metalen en kan er (relatief) weinig informatie per vierkante centimeter worden opgeslagen.

De cloud op zijn beurt lijkt weliswaar oneindig groot, maar in de praktijk zal ook die een keer vol raken en hackers liggen er altijd op de loer. Datacentra verbruiken bovendien enorme hoeveelheden energie. 

Theelepel eiwitten

Onderzoekers van Harvard University hebben woensdag een nieuwe methode van data-opslag gepresenteerd die volgens hen voor miljoenen jaren stabiel is, niet kan worden gehackt en geen energie verbruikt. Alles wat je nodig hebt, zijn wat moleculen.

'De volledige inhoud van de openbare bibliotheek van New York opslaan in een theelepeltje eiwitten', schetst hoogleraar Brian Cafferty, een van de auteurs van de publicatie in het wetenschappelijke tijdschrift ACS Central Science, de nieuwe mogelijkheden. Volgens Cafferty is de opslag in aminozuren overigens nog lang niet concurrerend met de bekende opslagmethoden. 'We zien dit als een aanvulling op de bestaande technologieën, met name geschikt voor opslag voor de langere termijn', stelt de scheikundige in een persbericht.

Aminozuren

De revolutionaire data-opslag zoals Cafferty die heeft ontwikkeld, gaat uit van oligopeptiden, korte. Dat zijn stabiele ketens van aminozuren die algemeen in de natuur voorkomen. 

Oligopeptiden zijn niet allemaal gelijk. Naar gelang het aantal en het type aminozuur waaruit ze bestaan varieert hun massa. Worden ze door elkaar gemengd, dan blijven ze van elkaar te onderscheiden - als letters in een lettersoepje.
 

Massa

De verschillende oligopeptiden worden in een plaat met 384 vakjes verdeeld. Zoals inkt door een stuk papier wordt opgenomen, zo worden de oligopeptiden vervolgens opgeslagen op een metalen oppervlak. Als het team wil teruglezen wat het heeft geschreven, dan kunnen ze met een massaspectrometer de massa van de oligopeptiden vaststellen - en zien ze precies welke boodschap ze hebben opgeslagen, in binaire vorm.

Met deze methode kan een mix van acht oligopeptiden een byte informatie vastleggen. In 32 oligopeptiden kunnen vier bytes aan data voor de eeuwigheid worden bewaard. 

99,9 procent accuraat

De onderzoekers van Harvard hebben het systeem inmiddels met succes getest. Ze sloegen onder meer de beroemde lezing van natuurkundige Richard Feynman 'There is plenty of room at the bottom' op deze manier op. Ook bewaarden ze een foto van wiskundige en informatietheoreticus Claude Shannon in aminozuren, en de bekende houtsnede De grote golf van Kanagawa. 

Opslag met de nieuwe methode is 99,9 % accuraat, claimen de bedenkers. Het opslaan van de data gaat met 8 bits per seconde, het uitlezen gemiddeld met 20 bits per seconde. In de toekomst zal het echter veel sneller kunnen, aldus de onderzoekers. Opslag in de cloud gaat met met megabits per seconde.

Dataopslag in DNA 

Het prototype is nog gemaakt van op maat geprodoceerde peptideketens en daarom nog vrij kostbaar. In de toekomst zou het niet meer dan een cent kosten om 100 miljoen bits aan informatie op te slaan. 

Eerder grepen onderzoekers naar DNA als mogelijk geschikt medium voor dataopslag. Deze bouwsteen van het leven kan een miljoen keer meer data opslaan per oppervlak dan siliconen chips. Nadeel van DNA is dat het kwetsbaar is en ingewikkeld in elkaar zit. Daarnaast vereist het fosfor, dat zeldzamer is op aarde dan silicium. Gentse wetenschappers publiceerden vorig een methode om data op te slaan in moleculen van simpeler atomen: koolstof, waterstof, stikstof en zuurstof, allemaal overvloedig aanwezig op onze aardbol.

 

Foto: Depositphotos