🔬

Molecular Memory Architect Simulator

Interactive atomic-scale memory technology simulator featuring phase-change materials, skyrmion racetracks, and DNA storage systems

🔬 جرب الآن

ما هذا؟

🎯 نصائح المحاكي

📚 المصطلحات

DNA Data Storage
عملية ترميز المعلومات الرقمية (البيانات الثنائية) في تسلسلات من قواعد نيوكليوتيدات الحمض النووي الأربعة (A، T، G، C) لأرشفة البيانات طويلة المدى وفائقة الكثافة.
DNA Fountain
طريقة تشفير تم تطويرها بواسطة Yaniv Erlich وDina Zielinski (2017) والتي تقترب من السعة النظرية القصوى للمعلومات للحمض النووي عند 1.98 بت لكل نيوكليوتيد.
Oligonucleotide
شريط DNA اصطناعي قصير يبلغ طوله عادة 100-200 نيوكليوتيدات، يستخدم كوحدة أساسية لتخزين البيانات في أنظمة ذاكرة الحمض النووي.
DNA Synthesis
العملية الكيميائية أو الأنزيمية لبناء خيوط الحمض النووي من النيوكليوتيدات الفردية؛ عملية "الكتابة" في تخزين بيانات الحمض النووي.
DNA Sequencing
عملية قراءة ترتيب النيوكليوتيدات في شريط DNA؛ عملية "القراءة" في تخزين بيانات الحمض النووي، باستخدام تقنيات مثل Illumina أو تسلسل nanopore.
Error-Correcting Code
تتم إضافة الخوارزميات الرياضية (مثل Reed-Solomon أو رموز النافورة) إلى البيانات المخزنة في الحمض النووي لاكتشاف وتصحيح الأخطاء التي تحدث أثناء التوليف أو التخزين أو التسلسل.
Silica Encapsulation
طريقة حفظ طورها روبرت جراس في ETH زيوريخ، حيث يتم عزل الحمض النووي داخل خرزات السيليكا النانومترية، مما يتيح بقاء البيانات لآلاف السنين.
DNA-of-Things (DoT)
بنية تخزين من تصميم Erlich and Grass (2019) تقوم بدمج بيانات الحمض النووي في أشياء مادية - مثل أرنب مطبوع ثلاثي الأبعاد يحتوي على مخطط رقمي خاص به.
Random Access
القدرة على استرداد بيانات محددة من نظام تخزين الحمض النووي دون قراءة جميع البيانات المخزنة، ويتم تحقيق ذلك باستخدام بادئات PCR باعتبارها "عناوين الملفات".
Homopolymer Run
تسلسل من قواعد الحمض النووي المتتالية المتطابقة (على سبيل المثال، AAAA) يزيد من أخطاء التركيب والتسلسل، مما يتطلب قيود التشفير.
GC Content
نسبة قواعد الجوانين (G) والسيتوزين (C) في تسلسل الحمض النووي؛ يتطلب التخزين الأمثل محتوى GC متوازنًا (حوالي 50%) لتحقيق الاستقرار.
Information Density
كمية البيانات التي يمكن تخزينها لكل وحدة من المساحة المادية؛ يصل الحمض النووي إلى حوالي 10^17 بايت لكل مليمتر مكعب، وهو أكثر كثافة بملايين المرات من ذاكرة الفلاش.
Enzymatic Synthesis
نهج أحدث لتخليق الحمض النووي باستخدام الإنزيمات بدلاً من المواد الكيميائية، ومن المحتمل أن يكون أسرع وأرخص لتطبيقات تخزين البيانات.

🏆 شخصيات رئيسية

George M. Church (2012)

عالم الوراثة بجامعة هارفارد الذي أظهر أول تخزين عالي السعة لبيانات الحمض النووي عن طريق تشفير كتاب بحجم 650 كيلوبايت في الحمض النووي الاصطناعي، مما يثبت المفهوم على نطاق واسع

Yaniv Erlich (2017-2019)

تم تطوير نافورة الحمض النووي، مما أدى إلى تحقيق كثافة تخزين قصوى تقريبًا تبلغ 1.98 بت/نيوكليوتيد، وشارك في اختراع DNA للأشياء (DoT) لتضمين البيانات في الأشياء المادية

Dina Zielinski (2017)

شارك في تطوير طريقة تشفير DNA Fountain في مركز نيويورك للجينوم، حيث قام بتخزين نظام التشغيل والأفلام والملفات الأخرى بشكل مثالي في DNA

Robert N. Grass (2015-2019)

قام بتطوير تغليف السيليكا في ETH Zurich للحفاظ على بيانات الحمض النووي لآلاف السنين، وشارك في اختراع DNA للأشياء مع إيرليش

Nick Goldman (2013)

قاد فريق EMBL-EBI الذي قام بتشفير 739 كيلو بايت من البيانات في الحمض النووي باستخدام نظام ترميز ثلاثي مع تكرار، نُشر في مجلة Nature (2013).

Richard Feynman (1959)

اقترح لأول مرة فكرة استخدام الجزيئات لتخزين البيانات في محاضرته الشهيرة عام 1959 بعنوان "هناك مساحة كبيرة في القاع".

Luis Ceze & Karin Strauss (2018)

قاد التعاون بين مايكروسوفت وجامعة واشنطن بشأن تخزين الحمض النووي للوصول العشوائي وأنظمة تخزين بيانات الحمض النووي الآلية الشاملة.

🎓 مصادر التعلم

💬 رسالة للمتعلمين

تستخدم كل خلية حية على الأرض الذاكرة الجزيئية بالفعل، حيث يقوم الحمض النووي بتخزين التعليمات الكاملة لبناء وتشغيل جسم الإنسان في مساحة أصغر من رأس الدبوس. الأمر اللافت للنظر في أبحاث الذاكرة الجزيئية هو أن العلماء يعيدون الآن استخدام وسائط التخزين الطبيعية في عالمنا الرقمي. يمكن لجرام واحد من الحمض النووي أن يحل محل مركز بيانات بأكمله. وبينما لا نزال نعمل على جعله سريعًا ورخيصًا بما يكفي للاستخدام اليومي، فقد تم بالفعل تحقيق اختراق أساسي: فنحن نعرف كيفية كتابة البيانات الرقمية وتخزينها وقراءتها بشكل مثالي باستخدام نفس الجزيء الذي حافظ على قصة الحياة بشكل موثوق لمدة 3.8 مليار سنة.

ابدأ الآن

مجاني، بدون تسجيل

ابدأ الآن →