Molecular Memory Architect Simulator

Apa ini?

🎯 Tips Simulator

📚 Glosarium

DNA Data Storage

Proses pengkodean informasi digital (data biner) ke dalam rangkaian empat basis nukleotida DNA (A, T, G, C) untuk pengarsipan data yang sangat padat dan jangka panjang.

DNA Fountain

Metode pengkodean yang dikembangkan oleh Yaniv Erlich dan Dina Zielinski (2017) yang mendekati kapasitas informasi maksimum teoritis DNA pada 1,98 bit per nukleotida.

Oligonucleotide

Untai DNA sintetik pendek yang biasanya memiliki panjang 100-200 nukleotida, digunakan sebagai unit dasar penyimpanan data dalam sistem memori DNA.

DNA Synthesis

Proses kimia atau enzimatik dalam membangun untaian DNA dari nukleotida individu; operasi 'tulis' dalam penyimpanan data DNA.

DNA Sequencing

Proses membaca urutan nukleotida dalam suatu untai DNA; operasi 'baca' dalam penyimpanan data DNA, menggunakan teknologi seperti Illumina atau pengurutan nanopore.

Error-Correcting Code

Algoritme matematika (seperti Reed-Solomon atau kode air mancur) ditambahkan ke data yang disimpan DNA untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan yang terjadi selama sintesis, penyimpanan, atau pengurutan.

Silica Encapsulation

Metode pelestarian yang dikembangkan oleh Robert Grass di ETH Zurich di mana DNA disegel di dalam manik-manik silika berukuran nanometer, memungkinkan data bertahan selama ribuan tahun.

DNA-of-Things (DoT)

Arsitektur penyimpanan oleh Erlich dan Grass (2019) yang menyematkan data DNA ke dalam objek fisik -- seperti kelinci cetakan 3D yang berisi cetak biru digitalnya sendiri.

Random Access

Kemampuan untuk mengambil data spesifik dari sistem penyimpanan DNA tanpa membaca semua data yang disimpan, dicapai dengan menggunakan primer PCR sebagai 'alamat file'.

Homopolymer Run

Urutan basa DNA berurutan yang identik (misalnya, AAAA) yang meningkatkan kesalahan sintesis dan pengurutan, sehingga memerlukan batasan pengkodean.

GC Content

Proporsi basa guanin (G) dan sitosin (C) dalam suatu rangkaian DNA; penyimpanan optimal memerlukan konten GC yang seimbang (sekitar 50%) untuk stabilitas.

Information Density

Jumlah data yang dapat disimpan per unit ruang fisik; DNA mencapai sekitar 10^17 byte per milimeter kubik, jutaan kali lebih padat daripada memori flash.

Enzymatic Synthesis

Pendekatan sintesis DNA yang lebih baru menggunakan enzim dan bukan bahan kimia, berpotensi lebih cepat dan lebih murah untuk aplikasi penyimpanan data.

🏆 Tokoh Utama

George M. Church (2012)

Ahli genetika Harvard yang mendemonstrasikan penyimpanan data DNA berkapasitas tinggi pertama dengan mengkodekan buku berukuran 650 KB menjadi DNA sintetik, membuktikan konsep tersebut dalam skala besar

Yaniv Erlich (2017-2019)

Mengembangkan DNA Fountain, mencapai kepadatan penyimpanan maksimum yang mendekati teori yaitu 1,98 bit/nukleotida, dan menciptakan DNA-of-Things (DoT) untuk menyematkan data dalam objek fisik

Dina Zielinski (2017)

Mengembangkan bersama metode pengkodean DNA Fountain di New York Genome Center, menyimpan OS, film, dan file lainnya dengan sempurna di dalam DNA

Robert N. Grass (2015-2019)

Mengembangkan enkapsulasi silika di ETH Zurich untuk melestarikan data DNA selama ribuan tahun, dan menciptakan DNA-of-Things bersama Erlich

Nick Goldman (2013)

Memimpin tim EMBL-EBI yang mengkodekan 739 KB data dalam DNA menggunakan skema pengkodean ternary dengan redundansi, diterbitkan di Nature (2013)

Richard Feynman (1959)

Pertama kali mengusulkan gagasan penggunaan molekul untuk penyimpanan data dalam ceramahnya yang terkenal pada tahun 1959, 'Ada Banyak Ruang di Bawah'.

Luis Ceze & Karin Strauss (2018)

Memimpin kolaborasi Microsoft/Universitas Washington dalam penyimpanan DNA akses acak dan sistem penyimpanan data DNA end-to-end otomatis

🎓 Sumber Belajar

DNA Fountain enables a robust and efficient storage architecture
Makalah Sains tahun 2017 menunjukkan kepadatan penyimpanan DNA yang mendekati optimal dengan pemulihan data yang sempurna
Next-generation digital information storage in DNA
Makalah Sains perintis tahun 2012 yang meluncurkan penyimpanan data DNA modern
DNA Data Storage Alliance
Konsorsium industri memajukan standar penyimpanan dan komersialisasi DNA
Columbia Magazine - The Future of Data Storage
Ikhtisar yang dapat diakses tentang karya terobosan Erlich dan Zielinski

💬 Pesan untuk Pelajar

Setiap sel hidup di Bumi sudah menggunakan memori molekuler -- DNA menyimpan instruksi lengkap untuk membangun dan menjalankan tubuh manusia dalam ruang yang lebih kecil dari kepala peniti. Hal yang luar biasa tentang penelitian memori molekuler adalah para ilmuwan kini menggunakan kembali media penyimpanan alam untuk dunia digital kita. Satu gram DNA dapat menggantikan seluruh pusat data. Meskipun kami masih berupaya menjadikannya cepat dan murah untuk penggunaan sehari-hari, terobosan mendasar telah dilakukan: kami tahu cara menulis, menyimpan, dan membaca kembali data digital dengan sempurna menggunakan molekul yang sama yang telah melestarikan kisah kehidupan selama 3,8 miliar tahun dengan andal.