【現(xiàn)象】數(shù)字化時代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)安全成為熱點話題。研發(fā)高容量、高密度并且能夠承受極端環(huán)境條件的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，正成為研究前沿。不久前，《自然·生物技術(shù)》發(fā)布一項研究成果，研究團隊運用“萬物DNA”特殊材料3D打印出來一只“兔子”，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的DNA存儲和傳遞。這項前瞻性研究，使得基于DNA的數(shù)字存儲技術(shù)再次受到各國研究者的關(guān)注。

【點評】

互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等信息技術(shù)的快速發(fā)展，使得信息量呈指數(shù)增長。據(jù)統(tǒng)計測算，全球數(shù)據(jù)信息總量將由2018年的30ZB增長至2025年的163ZB，該趨勢將很快超過現(xiàn)有硬盤等存儲介質(zhì)的承受能力。便攜式硬盤、USB閃存和集成電路等存儲體系已經(jīng)逐漸暴露出存儲期限短、數(shù)據(jù)易受環(huán)境因素影響等不足。正是在這樣的背景下，利用DNA存儲數(shù)據(jù)這一思路被提出來。

DNA是生物世界的信息存儲材料。作為已知最密集、穩(wěn)定的存儲介質(zhì)之一，DNA具有密度大、耗能低、無磨損和壽命長等潛在優(yōu)勢。當前技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)NA進行常規(guī)的測序、合成以及方便準確的復(fù)制。倘若能夠把數(shù)據(jù)存儲在DNA的字母序列中，將把DNA變成一種新的信息技術(shù)形式。這意味著“一個邊長約1米的DNA立方體就完全可以滿足目前全世界一年的存儲需求”，將大大提高人類數(shù)據(jù)存儲的能力。

這并非研究人員的異想天開。事實上，基于DNA的數(shù)字存儲技術(shù)已經(jīng)有了深入的研究和多元的嘗試。早在2012年，哈佛大學(xué)研究人員就用DNA儲存了一本五萬字的圖書。歐洲生物信息研究所也用DNA儲存了莎士比亞的十四行詩。2016年，微軟研究院和華盛頓大學(xué)聯(lián)合將200MB數(shù)據(jù)存入DNA，同時，微軟已計劃于2020年在數(shù)據(jù)中心建立基于DNA的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。在研究的同時，一些企業(yè)也圍繞DNA存儲技術(shù)加緊推出商業(yè)服務(wù)。

正是因為DNA存儲技術(shù)具有的廣闊前景，以及研發(fā)進程不斷取得的突破，不少觀察者將其視為未來信息存儲的趨勢。不過就現(xiàn)階段而言，這一技術(shù)走向成熟還存在不少難題需要解決。從技術(shù)本身來說，如何在DNA存儲實現(xiàn)過程中提高生物實驗的操作精度從而減少誤差，就是一個不小難題。而從應(yīng)用角度來看，成本高、時間效率低阻礙了這一技術(shù)的大規(guī)模使用。比如研究人員3D打印的“兔子”成本就很高，而從編碼到解碼則需要花費幾十個小時。這些難題尚有待攻克。

從結(jié)繩記事到竹簡紙張，從計算機存儲到光盤刻錄，人類從未停止追求更加高效便捷的信息存儲方式，信息存儲方式的變革很大程度上也塑造著我們獲取信息和認知世界的方式。DNA數(shù)字存儲是生物技術(shù)和信息處理技術(shù)共同發(fā)展的結(jié)果，有望伴隨著技術(shù)的發(fā)展不斷成熟。未來信息存儲方式或許還有重大突破和變革，但是這一技術(shù)已經(jīng)為我們打開了想象空間、提供了一種可能。