SAN DIEGO / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die Nutzung von DNA als Datenspeicher könnte dank neuer KI-Technologien bald Realität werden. Forscher der Universität von Kalifornien in San Diego haben eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, digitale Daten, die in DNA gespeichert sind, in Minuten statt Tagen zu dekodieren.
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Die Speicherung digitaler Daten in DNA ist ein faszinierendes Konzept, das aufgrund der enormen Speicherkapazität und Langlebigkeit von DNA zunehmend an Bedeutung gewinnt. DNA kann riesige Datenmengen in einer extrem kompakten Form speichern und bleibt über Jahrtausende hinweg intakt. Diese Eigenschaften machen DNA zu einem vielversprechenden Medium für die langfristige Datenarchivierung.
Die Herausforderung liegt jedoch in der Entschlüsselung der in DNA gespeicherten Informationen. Die DNA-Stränge sind oft vermischt und unvollständig, was den Leseprozess erschwert. Traditionelle Methoden benötigen Tage, um die Daten zu rekonstruieren, da sie mit der chaotischen Natur der DNA-Sequenzen kämpfen. Hier setzt die neue KI-gestützte Methode an, die von Daniella Bar-Lev und ihrem Team entwickelt wurde.
Das System, genannt DNAformer, nutzt eine Kombination aus tiefem Lernen und speziellen Algorithmen, um die DNA-Sequenzen schnell und präzise zu dekodieren. Ein tief lernendes KI-Modell rekonstruiert die DNA-Sequenzen, während ein separater Algorithmus Fehler identifiziert und korrigiert. Ein dritter Algorithmus wandelt die Daten schließlich zurück in digitale Formate um und behebt verbleibende Fehler.
In Tests konnte DNAformer 100 Megabyte an DNA-gespeicherten Daten fast 90-mal schneller lesen als die bisher schnellste Methode, die auf traditionellen, regelbasierten Algorithmen basiert. Die dekodierten Daten umfassten ein farbiges Bild von Reagenzgläsern, einen 24-sekündigen Audioclip von Neil Armstrongs berühmter Mondlandungsrede und einen Text über die Vorteile von DNA als Datenspeicher.
Die Forscher planen, DNAformer an neue Techniken zur Datenkodierung in DNA anzupassen. Omer Sabary vom Technion – Israel Institute of Technology betont, dass der Ansatz nicht auf spezifische DNA-Synthese- oder Sequenzierungsmethoden angewiesen ist und somit an zukünftige, noch nicht entwickelte Technologien angepasst werden kann, die möglicherweise kommerziell tragfähiger sind.
Diese Entwicklungen könnten die DNA-Datenspeicherung zu einer praktikablen Option für die Datenarchivierung machen, insbesondere in Bereichen, in denen langfristige Datenintegrität entscheidend ist. Die Fähigkeit, Daten schnell und genau aus DNA zu lesen, könnte die Art und Weise, wie wir Daten speichern und archivieren, grundlegend verändern.
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