அறிவியல் ஆராய்ச்சி: ஹார்ட் டிஸ்குகளுக்கு பதில் டி.என்.ஏ-வில் தரவுகளை சேமிப்பதற்கான ஆய்வில் முன்னேற்றம்

தகவல்களை டி.என்.ஏ. மூலக்கூறுகளாகச் சேகரித்து வைக்கும் முயற்சியில் முக்கியமான முன்னேற்றம் அடைந்திருப்பதாக விஞ்ஞானிகள் கூறியிருகின்றனர், இது மற்ற முறைகளைவிட அளவில் மிகச்சிறியதும், நீண்ட காலம் நீடிப்பதும் ஆகும்.

நாம் தற்போது பயன்படுத்தும் மேக்னட்டிக் ஹார்ட் டிரைவ்கள் அதிக இடத்தைப் பிடிப்பவை. அதனால் அவை காலப்போக்கில் மாற்றப்பட வேண்டும்.

வாழ்க்கைக்கு விருப்பமான தகவல் சேமிப்பு (டி.என்.ஏ) முறையைப் பயன்படுத்தி, நமது விலை மதிப்பில்லாத தகவல்களைச் சேமித்தால், மிகப்பெரும் அளவிலான தகவல்களை மிக நுண்ணிய மூலக்கூறுகளில் சேமித்து வைக்க உதவும்.

இம்முறையில், தகவல்கள் பல ஆயிரம் ஆண்டுகள் தாக்குப்பிடிக்கும் என்று விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர்.

தற்போதைய தொழில்நுட்பத்தினும் 100 மடங்கு மேம்பட்டது

அமெரிக்காவின் அட்லாண்டா மாகாணத்தில் ஒரு விஞ்ஞானிகள் குழு, தற்போதிருக்கும் டி.என்.ஏ. தகவல் சேமிப்பை 100 மடங்கு மேம்படுத்தும் சிப் (chip) ஒன்றை உருவாக்கியிருப்பதாகக் கூறியிருக்கிறது.

"எங்கள் புதிய 'சிப்'-பின் அம்சங்களின் பலன்கள், தற்போது சந்தைகளில் கிடைக்கும் சாதனங்களினும் (ஏறக்குறைய) 100 மடங்கு அதிகம்," என்று பிபிசி நியூஸிடம் தெரிவித்தார் ஜியார்ஜியா தொழில்நுட்ப ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தின் (GTRI) மூத்த ஆராய்ச்சி விஞ்ஞானியான நிக்கலஸ் கைஸ்.

"கட்டுப்பாட்டுக்குரிய மின்னணுத் தொழில்நுட்பங்களைச் சேர்த்தவுடன் — நாங்கள் இதைத்தான் திட்டத்தின் அடுத்த ஒரு வருடத்தில் செய்யவிருக்கிறோம் —புழக்கத்திலிருக்கும் டி.என்.ஏ. தகவல் சேமிப்புத் தொழில்நுட்பத்தில் 100x அளவுக்கு முன்னேற்றத்தை எதிர்பார்க்கிறோம்."

எப்படிச் செய்யப்படுகிறது?

இத்தொழில்நுட்பம், தனித்துவமான டி.என்.ஏ. இழைகளை, அவற்றின் தனித்தனி பகுதிகளிலிருந்து வளர்ப்பதின்மூலம் செயல்படுகிறது. இந்தத் தனித்தனிப் பகுதிகள் 'பேஸ்கள்' (bases) என்றழைக்கப்படுகின்றன — இவை டி.என்.ஏ. மூலக்கூற்றினை உண்டாக்கும் நான்கு வெவ்வேறு ரசாயனக் கூறுகளாகும்.

பைனரி குறியீடுகளை ஒத்தது

இதன் பிறகு, 'டி.என்.ஏ. எழுத்துகள்' (டி.என்.ஏ. letters) என்றும் அழைக்கப்படும் இந்த பேஸ்கள், தகவல்களைக் குறியீடுகளாகச் சேகரித்து வைக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம், ஒரு வகையில் இது சம்பிரதயமான கணினியியலில் தகவல்களைச் சுமக்கும் ஒன்று - பூஜ்ஜியங்களின் தொடர்களை (binary code - strings of 1s and 0s) ஒத்தது.

டி.என்.ஏ.வில் தகவல்களைச் சேமித்து வைப்பதற்குச் சாத்தியப்படக்கூடிய வெவ்வேறு வழிகள் உள்ளன — உதாரணத்திற்கு, பைனரி குறியீட்டின் பூஜ்ஜியம் அடினைன் (adenine) அல்லது சைடோஸைன் (cytosine) ஆகிய பேஸ்களால் குறிக்கப்படலாம், அதேபோல் பைனரி குறியீட்டின் 'ஒன்று' குவானைன் அல்லது தைமைன் பேஸ்களால் குறிக்கப்படலாம். ஒன்றும் பூஜ்ஜியமும் நான்கில் இரண்டே பேஸ்களோடு இணைக்கப்படலாம்.

டி.என்.ஏ.க்களாக வடிவமைக்கப்பட்டால், இதுவரை உலகில் எடுக்கப்பட்ட அத்தனை திரைப்படங்களையும் ஒரு சர்க்கரைக் கட்டியினும் சிறிய கொள்ளளவில் அடக்கிவிடலாம், என்று விஞ்ஞானிகள் கூறுகின்றனர்.

அதிகரிக்கும் ஆர்வம்

இது அளவில் சிறியதாகவும், நம்பகமானதாகவும் இருப்பதால், இதன் மீதான பரந்துபட்ட ஆர்வம் எதிர்பார்க்கக்கூடியதுதான், காலவரையின்றி சேமித்து வைக்கப்படவேண்டிய தகவல்களுக்கான அடுத்த ஊடகமாக டி.என்.ஏ. பார்க்கப்படுகிறது.

டி.என்.ஏ. வளர்க்கப் பயன்படுத்தப்படும் சிப்கள் 'நுண்கிணறுகள்' (microwells) என்றழைக்கப்படுகின்றன, இவை சில நூறு நானோமீட்டர்கள் ஆழம் கொண்டவை - இது அளவில் ஒரு காகிதத் தாளின் தடிமனினும் குறைந்தது.

தற்போதைய மாதிரி மைக்ரோசிப் வடிவம் 2.5 சதுர சென்டிமீட்டர்கள் (1 inch) அளவிலானது, இது பல நுண்கிணறுகளை உள்ளடக்கியது, இது ஒரே சமயத்தில் பற்பல டி.என்.ஏ. இழைகளை உருவாக்க உதவும். இதன்மூலம் குறைந்த கால அளவில், அதிக அளவிலான டி.என்.ஏ.க்களை உருவாக்க முடியும்.

துரிதமான தகவல் பதிவேற்றம்

இது மாதிரி வடிவம் என்பதால், அனைத்து நுண்கிணறுகளும் இன்னும் இணைக்கப்படவில்லை. இதன் பொருள், தகவல் சேமித்து வைக்கப்படக்கூடிய டி.என்.ஏ.வின் மொத்த அளவு, முன்னணி நிறுவனங்கள் வணிகரீதியான சிப்களில் செய்வதைவிடவும் குறைவாகவே இருக்கும்.

இருப்பினும், அனைத்தும் சீராக இயங்கும் போது இது மாறும் என்று டாக்டர் கைஸ் விளக்குகிறார். டி.என்.ஏ. டிஜிட்டல் தகவல் சேமிப்பின் தற்போதைய உச்சம் ஏறக்குறைய 200GB, ஓர் உருவாக்கச் சுழற்சி 24 மணி நேரங்கள் நீடிக்கிறது. ஆனால் புதிய தொழில்நுட்பம், இதே கால அவகாசத்தில் இதைவிட 100 மடங்கு அதிகமான டி.என்.ஏ.க்களில் தகவல்களைப் பதிவேற்றும்.

செலவுகளைக் குறைக்கும் முயற்சி

டி.என்.ஏ. தகவல் சேமிப்பிற்கு ஏற்படும் அதிக செலவுகள், இதுநாள்வரை இத்தொழில்நுட்பத்தை டைம் கேப்ஸ்யூல்களில் தகவல்களை சேமித்துவைக்க நினைப்பவர்களைப் போன்ற உயர்தட்டு மக்களுக்கானதாக மட்டும் வைத்திருந்தது.

GTRI-யில் இருக்கும் குழு, இந்தச் செலவுகளை மாற்றியமைக்க முடியும் என்று நம்புகிறது. சந்தைக்கு ஏற்றவகையில் இத்தொழில்நுட்பத்தைச் செயல்முறைப்படுத்திக் காட்ட, அக்குழு கலிஃபோர்னியாவிலுள்ள இரண்டு பயோடெக் நிறுவனங்களுடன் கைகோர்த்துள்ளது: ட்விஸ் ப்யோசயின்ஸ், ராஸ்வெல் பயோடெக்னாலஜீஸ்.

ஆயிரம் வருடங்கள் தாக்குப்பிடிக்கும் தகவல் சேமிப்பு

எடுத்தவுடன் டி.என்.ஏ. தகவல் சேமிப்பு முறை, விரைவாகவும் அடிக்கடியும் பயன்படுத்த வேண்டிய தகவல்களுக்கான 'சர்வர் பண்ணைகளுக்கு' (server farms) மாற்றாக அமையாது. தகவல் வரிசைகளை வாசிப்பதற்கு அதிக அளவு நேரம் தேவைப்படுவதால், இது நீண்ட காலம் சேமித்து வைக்கப்பட வேண்டிய, ஆனால், அடிக்கடி உபயோகிக்கப்படாத தகவல்களுக்கு அதிகம் பயன்படக்கூடியது.

தற்போது இவ்வகையான தகவல்கள் காந்த நாடாக்களில் (magnetic tapes) சேமிக்கப்படுகின்றன, இவை ஒவ்வொரு 10 ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை மாற்றப்படவேண்டும்.

ஆனால், டி.என்.ஏ.வில், "வெப்ப நிலையை தேவையான அளவு குறைவாக வைத்திருந்தால், தகவல்கள் ஆயிரக்கணக்கான வருடங்களுக்குத் தாக்குப்பிடிக்கும், அதனால் உரிமைக்கான விலை கிட்டத்தட்ட இல்லாமல் ஆகும்," என்கிறார் டாக்டர் கைஸ்.

"துவக்கத்தில் ஒருமுறை டி.என்.ஏ.வில் தகவலைப் பதிவேற்றவும், இறுதியில் அதனை வாசிக்கவும் மட்டுமே நிறைய பணம் செலவாகும். இத்தொழில்நுட்பத்திற்கான செலவை காந்த முறையில் தகவல்கள் பதிவேற்றுவதற்கு ஈடாகக் குறைக்க முடிந்தால், டி.என்.ஏ.வில் பல வருடங்களுக்கு தகவல்களைச் சேமித்துப் பராமரிக்கும் செலவுகள் குறையும்."

பிழைகளைச் சரிசெய்தல்

டி.என்.ஏ. தகவல் சேமிப்பின் பிழை விகிதம் வழக்கமான ஹார்ட் டிரைவ் சேமிப்பு முறையினும் அதிகம். பிழைகளைக் கண்டறிந்து அவற்றைச் சரிசெய்ய, வாஷிங்டன் பல்கழைக்கழகத்துடன் இணைந்து GTRI ஒரு முறையைக் உருவாக்கியிருக்கிறர்கள்.

இந்த ஆராய்ச்சியை, நுண்ணறிவுசார் மேம்பட்ட ஆராய்ச்சித் திட்டங்கள் செயல்பாடு ஆதரித்து வருகிறது, இது அமெரிக்க நுண்ணறிவு ஆராய்ச்சி சமூகம் சந்திக்கும் சவால்களைக் கடக்கும் அறிவியலை ஆதரிக்கும் அமைப்பாகும்.

பிற செய்திகள்:

சமூக ஊடகங்களில் பிபிசி தமிழ் :