DNAにデジタルコンテンツを保存する技術は、分子の密度、耐久性、そして低消費電力という特性を活かした新興技術です。DNAは、せいぜい数年、あるいは数十年で劣化するNANDフラッシュやHDDとは異なり、何世代にもわたって保存可能です。また、一般的なデータストレージシステムの約1億倍ものデータ容量を誇ります。しかし、DNAストレージからデータを取得するプロセスは複雑で、かなり時間がかかります。朗報です。イスラエルの研究者らが画期的な技術を開発したことで、この処理速度が3,200倍向上したとTechXploreが報じています。
イスラエル工科大学テクニオン校のチームは、DNAに保存されたデジタル情報の取得を劇的に高速化・高精度化するAIツールを開発しました。「DNAformer」と名付けられたこのシステムは、従来の最も高精度な方法と比べて3,200倍の速度を誇り、優れた結果をもたらすとされています。これは、生物材料を用いた効率的で大規模なデータストレージへの可能性を示しています。商用市場への投入にはまだ時間がかかりすぎますが、研究者たちは正しい方向に進んでいると考えています。
この新しいアプローチにより、100MBのデータをわずか10分で処理できます。これは、現在の最良の方法では数日かかる処理時間を大幅に上回ります。3.1MBのデータを扱ったテストでは、このツールは複数の種類のコンテンツを処理しました。カラーの静止画像、月面着陸時のニール・アームストロングの短い音声録音、DNAの保存の利点に関するテキスト、暗号化または圧縮されたファイルを模倣したランダム生成データなどです。
データを保存するために、カスタマイズされたDNA分子が合成されます。情報を読み取るには配列解析が必要ですが、これにより欠失や置換などの様々なエラーが発生し、順序が乱れた、あるいは破損したデータコピーが返されます。DNAformerは、欠陥のある入力から正しいパターンを識別するアルゴリズムを用いてこれらの問題を解決します。このモデルには、カスタマイズされた訂正コードと、ノイズの多い配列を検出するための安全層が含まれています。そして、特殊なツールを使用してこれらのエラーを除去し、配列をデジタル形式に戻します。
DNAformerは、テクニオンで構築されたシミュレータによって生成された合成データセットを用いて学習されたTransformerモデルに基づいています。速度向上に加え、DNAformerは従来の高速検索手法と比較して最大40%の精度向上を示しました。この性能は、実世界のDNAストレージデータの処理、特に従来の修正手法では困難な不完全またはノイズの多い配列を扱う際に、飛躍的な進歩をもたらします。
研究者たちは、DNAformerを特定のニーズに合わせて調整する計画であり、このシステムは産業用途および研究用途向けに拡張できると考えています。このシステムは柔軟性を備え、DNAの書き込みと読み取り方法の将来的な進歩に合わせて進化できるため、持続可能で大容量のストレージソリューションに対する高まる需要に応えることができます。
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アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。
