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Molecular Memory Architect Simulator

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

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O que é isso?

🎯 Dicas do simulador

📚 Glossário

DNA Data Storage
O processo de codificação de informações digitais (dados binários) em sequências das quatro bases de nucleotídeos do DNA (A, T, G, C) para arquivamento de dados ultradensos e de longo prazo.
DNA Fountain
Método de codificação desenvolvido por Yaniv Erlich e Dina Zielinski (2017) que se aproxima da capacidade teórica máxima de informação do DNA em 1,98 bits por nucleotídeo.
Oligonucleotide
Uma cadeia curta e sintética de DNA, normalmente com 100-200 nucleotídeos de comprimento, usada como unidade básica de armazenamento de dados em sistemas de memória de DNA.
DNA Synthesis
O processo químico ou enzimático de construção de fitas de DNA a partir de nucleotídeos individuais; a operação de 'gravação' no armazenamento de dados de DNA.
DNA Sequencing
O processo de leitura da ordem dos nucleotídeos em uma fita de DNA; a operação de 'leitura' no armazenamento de dados de DNA, usando tecnologias como Illumina ou sequenciamento de nanoporos.
Error-Correcting Code
Algoritmos matemáticos (como Reed-Solomon ou códigos fonte) adicionados aos dados armazenados no DNA para detectar e corrigir erros introduzidos durante a síntese, armazenamento ou sequenciamento.
Silica Encapsulation
Um método de preservação desenvolvido por Robert Grass na ETH Zurich, onde o DNA é selado dentro de esferas de sílica nanométricas, permitindo a sobrevivência dos dados por milhares de anos.
DNA-of-Things (DoT)
Uma arquitetura de armazenamento de Erlich e Grass (2019) que incorpora dados de DNA em objetos físicos – como um coelho impresso em 3D contendo seu próprio projeto digital.
Random Access
A capacidade de recuperar dados específicos de um sistema de armazenamento de DNA sem ler todos os dados armazenados, obtida usando primers de PCR como “endereços de arquivo”.
Homopolymer Run
Uma sequência de bases de DNA consecutivas idênticas (por exemplo, AAAA) que aumenta os erros de síntese e sequenciamento, exigindo restrições de codificação.
GC Content
A proporção de bases guanina (G) e citosina (C) em uma sequência de DNA; o armazenamento ideal requer conteúdo de GC balanceado (cerca de 50%) para estabilidade.
Information Density
A quantidade de dados que podem ser armazenados por unidade de espaço físico; O DNA atinge aproximadamente 10 ^ 17 bytes por milímetro cúbico, milhões de vezes mais denso que a memória flash.
Enzymatic Synthesis
Uma abordagem mais recente de síntese de DNA usando enzimas em vez de produtos químicos, potencialmente mais rápida e barata para aplicações de armazenamento de dados.

🏆 Figuras-chave

George M. Church (2012)

Geneticista de Harvard que demonstrou o primeiro armazenamento de dados de DNA de alta capacidade ao codificar um livro de 650 KB em DNA sintético, provando o conceito em escala

Yaniv Erlich (2017-2019)

Desenvolveu o DNA Fountain, alcançando densidade de armazenamento máxima quase teórica de 1,98 bits/nucleotídeo, e co-inventou o DNA-of-Things (DoT) para incorporar dados em objetos físicos

Dina Zielinski (2017)

Co-desenvolveu o método de codificação DNA Fountain no New York Genome Center, armazenando um sistema operacional, filme e outros arquivos perfeitamente em DNA

Robert N. Grass (2015-2019)

Desenvolveu o encapsulamento de sílica na ETH Zurique para preservar dados de DNA por milênios e co-inventou o DNA-of-Things com Erlich

Nick Goldman (2013)

Liderou a equipe EMBL-EBI que codificou 739 KB de dados em DNA usando um esquema de codificação ternário com redundância, publicado na Nature (2013)

Richard Feynman (1959)

Propôs pela primeira vez a ideia de usar moléculas para armazenamento de dados em sua famosa palestra de 1959 'Há muito espaço no fundo'

Luis Ceze & Karin Strauss (2018)

Liderei a colaboração Microsoft/Universidade de Washington em armazenamento de DNA de acesso aleatório e sistemas automatizados de armazenamento de dados de DNA de ponta a ponta

🎓 Recursos de aprendizagem

💬 Mensagem aos estudantes

Todas as células vivas da Terra já utilizam memória molecular – o ADN armazena as instruções completas para construir e gerir um corpo humano num espaço menor que a cabeça de um alfinete. O que é notável na investigação da memória molecular é que os cientistas estão agora a adaptar o meio de armazenamento da própria natureza para o nosso mundo digital. Um único grama de DNA poderia substituir um data center inteiro. Embora ainda estejamos a trabalhar para torná-lo rápido e barato o suficiente para o uso diário, o avanço fundamental já foi feito: sabemos como escrever, armazenar e ler perfeitamente dados digitais utilizando a mesma molécula que preservou de forma fiável a história da vida durante 3,8 mil milhões de anos.

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