El mundo está experimentando una escasez de espacio libre para almacenar datos digitales. Este problema existe desde hace varios años, pero la gente común casi nunca piensa en él. No hace mucho tiempo, hubo una época en la que el espacio libre para grabar datos digitales estaba limitado por el tamaño del disco duro de su computadora. Cuando se alcanzó el límite, optamos por un nuevo disco duro o grabamos todo en un medio óptico. Cuando terminaron, simplemente borramos los datos antiguos y registramos los nuevos. Pero hay quienes nunca borran datos.
Por ejemplo, muchas empresas no lo hacen, especialmente aquellas cuyo campo de actividad y valor depende de la información digital que poseen. Los tiempos cambian. La tecnología avanza. Ahora la información no se elimina, se transfiere a la "nube". Por cierto, el mismo término "nube" es muy efímero y no refleja en absoluto un fenómeno físico natural real. Simplemente parecía muy cómodo y hermoso, y lo dejaron. ¿Dónde se almacenan los datos? No importa en absoluto, al menos siempre que podamos recurrir a ellos en cualquier momento. ¿Es probable que eventualmente nos quedemos sin espacio de almacenamiento en la nube? Nadie piensa en eso. Siempre que pague la suscripción, todo estará bien. ¿Pequeño espacio? Eliges un nuevo plan de tarifas y obtienes aún más espacio para tu información.
Este desorden ha hecho que sea difícil para las personas incluso imaginar que algún día podríamos quedarnos sin espacio libre para almacenar datos digitales. Como solía ser difícil imaginar que tarde o temprano pueda agotarse el agua dulce en la Tierra, cuyas reservas se reponen debido a su circulación en la naturaleza. Pero esta es la realidad. En 2018, los suministros de agua en Ciudad del Cabo, Sudáfrica, se estaban acercando rápidamente al agotamiento total. Y nosotros, las personas que no pensamos en ello, nos estamos acercando rápidamente a la falta de espacio libre para almacenar datos digitales.
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Datos, datos, datos alrededor
La razón principal de este agotamiento del espacio libre está, por supuesto, relacionada con la velocidad a la que estamos produciendo nuevos datos. Cada día en todo el mundo, gracias a los 3.700 millones de usuarios de Internet, se generan alrededor de 2,5 trillones de bytes de información. De todos los datos digitales disponibles en la actualidad, el 90 por ciento se ha creado solo en los últimos dos años. Y con el crecimiento del número de dispositivos inteligentes usados que se conectan a la World Wide Web (el mismo "Internet de las cosas"), estos números crecerán aún más en el futuro cercano.
“Cuando la gente habla de almacenamiento en la nube, a menudo se refiere a que hay algún tipo de espacio de almacenamiento gratuito infinito”, comenta Hyun Jun Park, director y cofundador de Catalog, una empresa de almacenamiento de datos, a Digital Trends.
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“Sin embargo, la nube es la misma computadora que almacena sus datos. La gente simplemente no se da cuenta de que se generan tantos datos digitales en el mundo que el ritmo al que se producen está muy por delante de nuestra capacidad para almacenarlos todos. En un futuro muy cercano, veremos una gran brecha entre la cantidad de datos útiles y nuestra capacidad para almacenarlos utilizando medios tradicionales.
Dado que las empresas de almacenamiento en la nube están constantemente ocupadas construyendo nuevos centros de datos o expandiendo los existentes, es muy difícil predecir cuándo realmente perderemos todo el espacio libre. Sin embargo, según el mismo Parque, para el año 2025, la humanidad en conjunto puede generar más de 160 zettabytes de información digital (zettabytes, para quien no lo sepa, esto es un billón de gigabytes). ¿Cuánto de este volumen realmente podemos ahorrar? Alrededor del 12,5 por ciento, dice Park.
Este problema definitivamente debe abordarse.
¿Es el ADN la respuesta?
Eso es lo que dicen Park, Nathaniel Rocket y sus colegas del Instituto de Tecnología de Massachusetts. Juntos fundaron Catalog, dentro de cuyos muros se desarrolló una tecnología que, según sus creadores, podría cambiar la forma en que pensamos sobre cómo se almacenarán todos nuestros datos digitales en un futuro próximo. En su opinión, o más bien una afirmación, pronto los datos digitales de todo el mundo podrán caber en un área no mayor que un armario.
El catálogo ofrece la codificación de ADN como una solución adecuada. Todo suena como una de las historias del escritor de ciencia ficción estadounidense Michael Crichton, pero la solución escalable y asequible que ofrecen es bastante realista e incluso atrajo $ 9 millones en fondos de riesgo, así como el apoyo de profesores líderes de las universidades de Stanford y Harvard.
“A menudo me preguntan: ¿el ADN de quién estamos usando? Es como si la gente pensara que estamos tomando el ADN de una persona y convirtiéndola en mutantes o algo así , se ríe Park.
Pero esto no es en absoluto lo que hace Catalog. El ADN que utiliza Catalog para codificar datos es un polímero sintético. No es de origen biológico y no se crea sobre pares de bases nitrogenadas en las que se registra información. Una serie de ceros y unos que se escribe en el polímero tampoco puede ser el código de nada vivo. Sin embargo, el producto resultante es biológicamente prácticamente indistinguible de lo que estamos acostumbrados a encontrar en una célula viva.
La idea de que el ADN puede verse como un medio alternativo para almacenar información digital se remonta a varias décadas. De hecho, cuando James Watson y Francis Crick idearon por primera vez el modelo de estructura del ADN en 1953. Sin embargo, hasta ahora, una serie de limitaciones importantes no permitían ver el enorme potencial de usar el ADN como medio de almacenamiento de información digital, sin mencionar cómo traducir todo esto en realidad.
En su visión habitual, el método de almacenar información a través del ADN se centra en la síntesis de nuevas moléculas de ADN; hacer coincidir secuencias de bits de información con secuencias de cuatro pares de ADN, y producir suficientes moléculas para representar todos los números que desea almacenar. El problema con este método es que el proceso es caro y lento. Además, existen muchas restricciones asociadas con el almacenamiento real de los datos en sí.
El enfoque de Catalog sugiere desconectar la síntesis de moléculas de su codificación. Básicamente, la compañía primero produce una gran cantidad de solo ciertas moléculas (lo que reduce significativamente el costo de producción) y luego codifica la información en ellas usando una variedad de moléculas listas para usar.
Como analogía, Catalog compara el enfoque anterior a la producción de discos duros personalizados con información ya pregrabada en él. La grabación de nueva información en este caso implica la necesidad de crear un nuevo disco duro desde cero. El nuevo enfoque de Catalog se puede comparar con la producción en masa de discos duros en blanco y la escritura de nueva información codificada en ellos según sea necesario.
Se trata de almacenamiento
La belleza de esto es lo enorme que se puede almacenar la cantidad de datos en un espacio muy compacto. Como demostración, Catalog utilizó su tecnología para codificar varios libros de ciencia ficción en ADN. Por ejemplo, todo el ciclo de novelas The Hitchhiker's Guide to the Galaxy. Pero estas son todas bagatelas antes de las posibilidades de apertura.
“Al comparar números comparables, la cantidad de bits que puede almacenar con ADN es un millón de veces mayor que la que ofrecen las mismas unidades de estado sólido. Por ejemplo, tomemos el tamaño de una unidad flash normal. Al utilizar el método de ADN para almacenar información, puede escribir un millón de veces más información en un dispositivo del tamaño de esta unidad flash que en una unidad flash normal.
La comparación con las unidades de estado sólido, señalan los desarrolladores, aún no es del todo precisa. DNA le permite almacenar mucha más información en un volumen comparable, pero la tecnología no le permite proporcionar acceso instantáneo a ella, como, por ejemplo, en el caso de las mismas unidades USB. La tecnología de catálogo transforma la información en una pastilla física sólida (gránulo) de un polímero sintético.
Para acceder a esta información, debe tomar un gránulo de polímero sintético codificado, rehidratarlo con agua y luego "leerlo" usando un secuenciador de ADN. Como parte del proceso, será posible aislar los pares de bases del ADN, que luego se pueden usar para calcular el número de ceros y unos que forman la información. De principio a fin, este proceso puede durar al menos algunas horas.
Por esta razón, esta tecnología está dirigida principalmente al mercado del archivo, donde no se requiere un acceso rápido a la información. Por lo general, esto significa datos que no se utilizan o que se utilizan muy raramente después de la grabación, pero que son extremadamente importantes para la conservación. Digamos, como la garantía de su refrigerador, solo a escala corporativa.
¿Cómo beneficiará todo esto a los usuarios comunes? Al comienzo del artículo, hablamos sobre el hecho de que la mayoría de nosotros no pensamos en lo que está sucediendo y dónde se almacena nuestra información. ¿En medios de estado sólido? Sí, aunque solo sea en cinta magnética. No estamos interesados en esto siempre que tengamos acceso a él en cualquier momento.
Debido a la duración del proceso de recuperación de información, es poco probable que alcancemos el nivel en el que Google Cloud o Yandex. Disk almacenará nuestra información en cubas gigantes de ADN. Si la misma tecnología de catálogo demuestra su eficacia, lo más probable es que encuentre su nicho en áreas donde se aplica el enfoque de almacenamiento de información a largo plazo. En cuanto al método de almacenamiento a corto plazo, donde actualmente se utilizan tanto discos duros como unidades de estado sólido, tendremos que confiar en otros métodos.
Introduciendo perspectivas
Este tubo de ensayo contiene millones de copias de datos codificados en el ADN.
Sin embargo, aquí puedes ver posibilidades casi de ciencia ficción.
“Imagine que un gránulo implantado debajo de su piel contiene toda la información sobre su salud: los datos de su angiografía por resonancia magnética, la información de su tipo de sangre, una radiografía para su dentista”, dice Park.
“Probablemente desee que todos estos datos estén siempre disponibles para usted, pero no desea almacenarlos en algún lugar de la 'nube' o en algún servidor hospitalario no seguro. Teniendo siempre contigo estos datos en forma de ADN, podrás gestionarlos físicamente, obtener acceso si es necesario, restringirlos a todos los demás y abrirlos directamente a tus médicos.
“Casi todos los hospitales modernos tienen un secuenciador de ADN. No estoy diciendo que actualmente estemos persiguiendo ese objetivo de usar esta tecnología, pero en el futuro todo esto puede ser bastante posible”, dice el desarrollador.
Actualmente, el Catálogo se encuentra inmerso en proyectos experimentales destinados a demostrar la eficacia de la tecnología que han desarrollado.
“No nos enfrentamos a ninguna dificultad científica irresoluble, ahora estamos hablando más sobre las tareas de optimizar los procesos mecánicos”, dijo Park.
Por su propia admisión, Park decidió involucrarse en la investigación de formas de almacenar datos usando ADN simplemente porque pensó que era un enfoque tecnológico muy interesante e innovador para resolver el gran problema existente. Ahora, según el experto, esta tecnología puede convertirse en una de las tecnologías más importantes de nuestro tiempo.
Nikolay Khizhnyak
