伸博开户官网:为钮扣、水杯、镜片注入DNA,新技术让非生命体也能储存讯息甚至自我繁衍

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来自苏黎世联邦理工学院的罗伯特⋅格拉斯(Robert Grass)教授与以色列科学家亚尼夫‧艾利希(Yaniv Erlich)合作,发明了一种类似DNA的讯息储存方式,可以将大量讯息巧妙地隐藏在非生命物体中。这项技术的一个最直接应用就是,我们可以将非生命体的制造讯息储存在其中,并透过读取这一讯息来完美复制原物体。





从纸张、磁带,到CD,硬碟…… 储存讯息的载体日新月异。



如今,得益于一项最新科技成果,你的钮扣、水杯、甚至眼镜镜片也可以储存大量讯息了!



来自苏黎世联邦理工学院的罗伯特⋅格拉斯(Robert Grass)教授与以色列科学家亚尼夫‧艾利希(Yaniv Erlich)合作,发明了一种类似DNA的讯息储存方式,可以将大量讯息巧妙地隐藏在非生命物体中。



这项技术的一个最直接应用就是,我们可以将非生命体的制造讯息储存在其中,并透过读取这一讯息来完美复制原物体。



我们知道,有机生命将自己的「组装和操作说明」以DNA的形式储存,而非生命物体却没有这种形式。



任何人想要3D列印一个对象都需要一组程式码指令。他们如果想要多年后再次列印同一对象,那么需要访问该对象的原始数位讯息——非生命体本身不会储存这些列印指令。



不过,随着这项新技术的出现,非生命体也可以像有机生命体一样「繁衍」了。



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用塑胶中储存的DNA讯息列印兔子

「通过这种方法,我们可以将3D列印指令整合到一个对象中。这样,在几十年甚至几个世纪后,我们就可以直接从对象本身获取这些指令,」罗伯特⋅格拉斯解释说。





过去几年的多项发展使得DNA数据储存成为可能。其中一项便是格拉斯的方法,该方法使用嵌入在微小玻璃珠中的DNA「QR Code」来标记产品。这些奈米珠有多种用途,例如,作为地质测试的示踪剂或作为区分优质食品和假冒品的标记。这些QR Code相对较短,只有100位二进制程式码(100个位置,每个都是「0」或「1」)。一家名为Haelixa的衍生公司已将该技术商业化。



同时,在DNA中储存大量数据也已经成为可能。以色列的电脑科学家、也是格拉斯目前的合作伙伴亚尼夫‧艾利希(Yaniv Erlich)开发了一种方法,该方法理论上可以在1克DNA中储存215000TB的数据。格拉斯本人能用DNA储存整张音乐专辑,相当于15MB的数据。

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亚尼夫‧艾利希(Yaniv Erlich)



现在,两位科学家已经将这些发明结合到一种新的数据储存形式中,他们称之为「DNA联(DNA of Things)」,它是物联网(Internet of Things)的进一步发展。



作为例子,研究人员透过塑胶中添加的含有DNA的微小玻璃珠3D列印了一只兔子,其中列印指令的大小约100KB。格拉斯说:「我们的兔子和真的兔子一样,也有它自己的DNA。」



就像生物学里说的,这种新方法保留了几代人的讯息——科学家们可以从兔子的一小部分中获取列印讯息来列印一整只新的兔子。这个过程能够被重复五次,本质上他们创造了原始兔子的「曾曾曾孙」。



「所有其他已知的储存形式都具有固定的几何形状:硬碟驱动器必须看起来像硬碟驱动器,而CD必须像CD。你无法在不丢失讯息的情况下改变它们的形状,」艾利希说,「DNA是目前唯一可以以液体形式存在的数据储存介质,它能够被储存入到任何形状的物体中。」



透过3D列印来隐藏资料

这项技术的进一步应用是将讯息隐藏在日常物品中,技术专家将其称为「隐写术」。为了展示这种应用,技术专家们回顾了历史:在第二次世界大战期间,华沙犹太人区的稀少文件中有一个祕密档案。该档案当时被犹太历史学家和当地居民放在牛奶罐中而没有被希特勒的军队发现。今天,这个档案已被列入联合国教科文组织的《世界记忆名录》里。





研究人员将有关此档案的短片(大小约为1.4MB)储存在玻璃珠中,然后将其注入普通眼镜的镜片里。



艾利希说:「这样的一副眼镜,通过机场安检没有任何问题。这样,它所包含的讯息就会从一个地方被传送到另一个地方。」从理论上讲,这些玻璃珠可以被隐藏在任何塑胶物体中,只要制造这些塑胶的过程中没有过高的温度产生。这样的塑胶的材料包括环氧化物、聚酯、聚氨酯和矽树脂等。



可用在药物标记和建筑材料上

此外,该技术可用于标记药物或建筑材料,例如黏合剂或油漆。格拉斯解释说,有关品质的讯息可以被直接储存在药物或物料本身。这意味着医学管理机构可以直接从产品中读取生产品质控制的测试结果;在建筑物中,进行装修的工人可以找到原始结构中使用了哪些制造商的哪些产品。



目前,该方法仍然相对昂贵。格拉斯说,转换塑胶兔子的DNA中储存的3D列印文件的成本约为2000瑞士法郎(约台币6万3千元),而其中很大一部分用于合成相应的DNA分子。但是,对象的批量越大,单位成本就越低。



这项日益成熟的技术,想必会对讯息储存甚至诸多衍生领域产生深远影响。



  • 相关报导:A new method can turn nearly any object into a data storage unit, researchers report.
  • 本文授权转载自大数据文摘

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