Хранение данных ДНК: метод ИИ ускоряет извлечение данных в 3200 раз

Хранение данных ДНК: метод ИИ ускоряет извлечение данных в 3200 раз
09:00, 25 Мар.

Исследователи с факультета компьютерных наук Генри и Мэрилин Тауб разработали метод на основе ИИ, который ускоряет поиск данных на основе ДНК на три порядка, при этом значительно повышая точность. В состав исследовательской группы вошли аспирант Омер Сабари, доктор Даниэлла Бар-Лев, доктор Итай Орр, профессор Эйтан Яакоби и профессор Туви Эцион.

Исследование опубликовано в журнале Nature Machine Intelligence. Хранение данных ДНК — это новая область, которая использует ДНК как платформу для хранения информации.

ДНК предлагает значительные преимущества в качестве носителя информации, в том числе: Долгосрочное сохранение: в 2013 году исследователи в Дании успешно извлекли ДНК из кости лошади возрастом 700 000 лет.

В 2021 году международная группа извлекла ДНК из мамонтов, живших более миллиона лет назад. Напротив, срок службы магнитных дисков, используемых в центрах обработки данных, измеряется годами или, в лучшем случае, несколькими десятилетиями.

Это подчеркивает потенциал ДНК для долгосрочного хранения. Энергоэффективность и экономическая эффективность : «облако», которое обеспечивает работу большинства современных вычислительных сервисов, опирается на центры обработки данных , которые потребляют около 3% мировой электроэнергии и выделяют около 2% от общего объема выбросов углерода.

С экспоненциальным ростом данных ожидается, что воздействие существующих технологий на окружающую среду значительно возрастет.

Непревзойденная плотность данных: ДНК-хранилище обеспечивает плотность данных в 100 миллионов раз больше, чем традиционное цифровое хранилище.

Это означает, что том, который в настоящее время содержит один мегабайт, теоретически может хранить до 100 терабайт с использованием ДНК. ДНК — это молекула, состоящая из последовательности органических соединений, называемых нуклеотидами.

Эти нуклеотиды подразделяются на четыре типа, представленные буквами A, C, G и T. В отличие от традиционных вычислений, где данные кодируются с использованием только двух цифр (0 и 1), хранение ДНК основано на последовательностях из четырех букв, что значительно увеличивает количество возможных комбинаций.

Для записи (хранения) данных в этой технологии требуется синтез ДНК — создание молекул ДНК на основе последовательностей, кодирующих информацию.

Для чтения сохраненных данных необходимо секвенирование ДНК. Проблемы хранения данных ДНК Разработка технологии хранения данных на основе ДНК сопряжена с рядом технологических проблем: Как синтез, так и секвенирование являются длительными и подверженными ошибкам процессами, приводящими к ошибкам удаления, вставки и замены.

Из-за ограничений процесса синтеза, производятся множественные копии каждой молекулы ДНК, кодирующей данные.

Эти копии хранятся вместе, неупорядоченно, в контейнере для хранения В процессе секвенирования извлекается множество ошибочных копий этих молекул, большинство из которых содержат ошибки, а некоторые полностью исчезают.

DNAformer: поиск данных с помощью искусственного интеллекта Текущее исследование представляет собой комплексное вычислительное решение для поиска и исправления ошибок в сложных системах хранения на основе ДНК.

Используя передовые алгоритмы и методы кодирования, исследователи продемонстрировали, что их решение сокращает время поиска и чтения данных с нескольких дней до всего лишь 10 минут.

Разработанный Технионом метод DNAformer основан на модели трансформатора, обученной на смоделированных данных (сгенерированных с помощью симулятора, который также был разработан в Технионе) для реконструкции точных последовательностей ДНК из ошибочных копий.

Метод также включает в себя специальный код исправления ошибок, адаптированный для ДНК, что обеспечивает надежную целостность данных.

Кроме того, механизм дополнительного запаса безопасности обнаруживает особенно шумные последовательности ДНК (нежелательные сигналы или ошибки, возникающие в процессе секвенирования, которые могут помешать точной интерпретации данных) и применяет мощные алгоритмические инструменты для эффективной обработки.

В конце процесса данные преобразуются обратно в цифровую информацию. Новый метод позволяет считывать 100 мегабайт данных со скоростью в 3200 раз быстрее, чем самый точный существующий метод — без потери точности.

По сравнению с ранее известными быстрыми методами DNAformer также повышает точность до 40%, при этом значительно сокращая время обработки.

Это было продемонстрировано на наборе данных объемом 3,1 мегабайта, который включал: Цветное неподвижное изображение 24-секундный аудиоклип со словами астронавта Нила Армстронга на Луне Письменный текст, в котором обсуждаются преимущества ДНК как перспективного метода хранения данных.

Случайные данные для иллюстрации применимости к зашифрованным или сжатым данным Исследователи планируют разработать индивидуальные версии DNAformer, адаптированные под различные потребности.

Они подчеркивают, что их технология масштабируема и адаптируема, то есть ее можно оптимизировать для крупномасштабных приложений хранения данных, удовлетворяя потребности рынка и будущие достижения в области синтеза и секвенирования ДНК.

Рубрика: Технологии. Читать весь текст на android-robot.com.

 

Политический деятель и меценат Игорь Пушкарев Игорь Пушкарев – это имя, которое знакомо каждому, кто следит за политической и деловой жизнью России. Этот выдающийся политик, предприниматель, канд...

Председатель ВЭБ.рф Игорь Шувалов Функционал ВЭБ.РФ регламентируется федеральным законом «О государственной корпорации развития ВЭБ.РФ» и подчинён задаче поддержки экономического разв...

В Курской области вводится запрет на посещение приграничья С 15 марта в регионе устанавливается ограничение на посещение гражданскими лицами ряда населённых пунктов в приграничных районах, а также прилегающих...

Где купить цифровую видеокамеру в Москве? Все цифровые камеры создают цифровые изображения, которые можно сохранить при необходимости на компьютере. Они выполняют быструю съемку и передачу из...

Расход воды в системах очистки: особенности работы мембранной фильтрации Современные технологии водоподготовки позволяют получать питьевую воду превосходного качества. Наиболее эффективным методом считается обратный осмос,...

Как выбрать оптимальный тариф в 1С Фреш 1С является безусловным лидером на отечественном рынке программного обеспечения, предназначенного для автоматизации различных бизнес-процессов. Предл...

Глобальное потепление и его влияние на зимние виды спорта Спортивные организации, курорты и спортсмены могут работать вместе, чтобы создать более устойчивое будущее для зимних видов спорта. Важно помнить, чт...

В мире: Русофобия приводит к бегству денег из Прибалтики Считается, что «экономическое чудо» прибалтийских стран после распада СССР произошло из-за обильных инвестиций, сделанных в основном скандинавскими с...

Полиция Сербии пригрозила протестующим в Белграде силовым ответом в случае продолжения нападений Полиция Сербии в последний раз предупреждает участников протестов в Белграде о том, что в случае продолжения нападений перейдет к силовому вмешательс...

Эксплуатация и обслуживание оцинкованных Lada Эксплуатация и обслуживание оцинкованных автомобилей Lada требует особого внимания к кузову, который защищен слоем цинка. Оцинковка является эффектив...

Какие есть страховки для авто? Эксплуатация современного автотранспорта сопряжена с большими сложностями – нужно покупать топливо и запасные части, производить все нужные регламент...

Поездка с риском для жизни: смолянин «налетел» на неожиданное препятствие на дороге в центре города Крышка люка, на которую наехал молодой человек, больно ударила не только по авто, но и по бюджету горожанина. Максим, герой нашей истории, — об...

Где купить цифровую видеокамеру в Москве? Все цифровые камеры создают цифровые изображения, которые можно сохранить при необходимости на компьютере. Они выполняют быструю съемку и передачу из...

Расход воды в системах очистки: особенности работы мембранной фильтрации Современные технологии водоподготовки позволяют получать питьевую воду превосходного качества. Наиболее эффективным методом считается обратный осмос,...

В смерти актрисы Ким Сэ Рон обвиняют её экс-бойфренда Ким Су Хёна. Их роман предположительно начался, когда ей было 15, а ему — 27 Недавно стало известно о смерти южнокорейской актрисы Ким Сэ Рон в возрасте 24 лет — звезда фильма "Человек из ниоткуда" покончила с собой. Новость с...

"На каких девочек-подростков это рассчитано?". Ксения Собчак высказалась о Шамане и Екатерине Мизулиной на фоне слухов о том, что общественница беременна 43-летняя Ксения Собчак в своем шоу "Осторожно: Собчак" высказалась о романе Екатерины Мизулиной и Шамана. Журналистка заявила, что не верит в реальн...

Займы без платных услуг и подписок Сегодня наиболее востребованным способом оплаты покупок в случае отсутствия или недостаточности средств является оформление займа. Люди берут деньги ...

Типичные ошибки при оформлении микрозаймов в МФО В связи с непростой финансовой ситуацией в мире люди всё чаще прибегают к услугам микрокредитования. Зачастую это становится единственным средством д...

В России стартовали продажи пикапов Sollers ST8 Компания Соллерс сообщает о старте продаж полноприводных пикапов Sollers ST8, производство которых налажено в Ульяновске. Новые автомобили с оцинкова...

Кроссоверы Geely вновь стали лидерами по сохранению остаточной стоимости Две модели Geely удостоились наград за высокую остаточную стоимость по результатам 11-й ежегодной премии «Residual value — 2025» от аналитического аг...

Эпицистостомия — надежное решение проблем с мочеиспусканием Современные технологии в области медицины предлагают решения, которые могут кардинально изменить жизнь пациентов, столкнувшихся с проблемами мочеиспу...

Массаж, необходимый любому мужчине В череде сложных трудовых будней любому человеку хочется отдохнуть от работы, быта, забот и обязанностей. И мы знаем на 100%, как расслабиться предст...

В смерти актрисы Ким Сэ Рон обвиняют её экс-бойфренда Ким Су Хёна. Их роман предположительно начался, когда ей было 15, а ему — 27 Недавно стало известно о смерти южнокорейской актрисы Ким Сэ Рон в возрасте 24 лет — звезда фильма "Человек из ниоткуда" покончила с собой. Новость с...

"На каких девочек-подростков это рассчитано?". Ксения Собчак высказалась о Шамане и Екатерине Мизулиной на фоне слухов о том, что общественница беременна 43-летняя Ксения Собчак в своем шоу "Осторожно: Собчак" высказалась о романе Екатерины Мизулиной и Шамана. Журналистка заявила, что не верит в реальн...

Расписание поездов в Брянской и Калужской областях изменится в марте Расписание пригородных поездов в Брянской и Калужской областях изменится с 17 марта на время ремонта инфраструктуры. Так, на Сухиничском направлении ...

Нефтеперекачивающая станция на Волге отмечает 60-летие Недалеко от живописных берегов Волги, на границе города Сызрань, разместилась одноименная нефтеперекачивающая станция. Как великая река перекатывает ...

Avatr 11 для России В Москве представили электрический кроссовер Avatr 11, который вышел на российский рынок официально. Модель продаётся у нас уже около полутора лет, н...

Раскрыты примерные сроки старта продаж нового «Москвич 8»: первые машины уже собраны Дилеры компании «Москвич» назвали примерные сроки старта продаж модели 8. Кроме того, по их словам у завода уже есть собранные автомобили, но до сих ...

Паттерны TBH и TBL | Price Action Сегодня рассмотрим достаточно простые паттерны Прайс Экшн — TBH и TBL. Использовать их совсем не сложно, поэтому эта стратегия форекс подойдет ...

Видео курс «Волны Вульфа» — Бесплатно Выкладываю Видео курс «Волны Вульфа» абсолютно Бесплатно! Курс уже очень давно создан, его больше не продаем так же давно, паттерн Волны Ву...

Avatr 11 для России В Москве представили электрический кроссовер Avatr 11, который вышел на российский рынок официально. Модель продаётся у нас уже около полутора лет, н...

Раскрыты примерные сроки старта продаж нового «Москвич 8»: первые машины уже собраны Дилеры компании «Москвич» назвали примерные сроки старта продаж модели 8. Кроме того, по их словам у завода уже есть собранные автомобили, но до сих ...

Вот так, по мнению россиян, должен выглядеть идеальный отдых Россияне, как выяснилось в недавнем исследовании сервиса OneTwoTrip, почти единодушны в одном: идеальный отдых – это путешествие. 97,5% опрошенных вы...

Склады дилеров забиты новыми машинами – что будет дальше? В начале 2025 года на российском авторынке складывается непростая ситуация: склады новых автомобилей переполнены, дилеры работают в убыток, продажи у...

Разработчик игры Monopoly Go Scopely покупает команду Pokemon Go Гигант мобильных игр Scopely заплатит 3,5 миллиарда долларов за приобретение игрового подразделения Niantic, включая студию, стоящую за Pokémon Go, с...

Как США отбросили все опасения по поводу безопасности ИИ в течение нескольких дней после прихода Дональда Трампа к власти ЕС имеет давнюю репутацию мирового стандартизатора и надежного партнера для международного сотрудничества в сфере регулирования, особенно в цифровой ...

Крипторынок отошёл от экстремального страха Влияние на рынок:2Картина рынкаКриптовалютный рынок отскочил на 2% за последние 24 часа до $2.67 трлн. Пока ситуация выглядит как небольшой отскок по...

Признаки внутренней слабости рынка труда США Влияние на рынок:2Рынок труда в США стагнирует, несмотря на видимое повышение числа рабочих мест. Опубликованные в пятницу данные за январь показали ...

DOOGEE представила новые флагманы Технологические новинки из Поднебесной. Китайские разработчики представили на российском рынке потрясающие смартфоны: стильную премиум-модель 4 в одн...

Хитрость, которую должен знать каждый пользователь Snapchat Если вы пользователь Snapchat, который когда-либо имел несчастье использовать приложение на телефоне Android, то вы наверняка уже в курсе, как хорошо...

Что такое популизм и почему он бесит политиков. Объясняем простыми словами Популизм — политическая стратегия, которая направлена на быстрое завоевание симпатий широких народных масс. В его основе — простые, но эмоционально з...

Учёные МИСИС работают над созданием нового магнита Специалисты российского университета пытаются добиться сплава, способного в некоторых случаях заменить магниты с редкоземельными элементами. Об этом ...

В России стартовали продажи пикапов Sollers ST8 Компания Соллерс сообщает о старте продаж полноприводных пикапов Sollers ST8, производство которых налажено в Ульяновске. Новые автомобили с оцинкова...

Кроссоверы Geely вновь стали лидерами по сохранению остаточной стоимости Две модели Geely удостоились наград за высокую остаточную стоимость по результатам 11-й ежегодной премии «Residual value — 2025» от аналитического аг...

Эксплуатация и обслуживание оцинкованных Lada Эксплуатация и обслуживание оцинкованных автомобилей Lada требует особого внимания к кузову, который защищен слоем цинка. Оцинковка является эффектив...

Какие есть страховки для авто? Эксплуатация современного автотранспорта сопряжена с большими сложностями – нужно покупать топливо и запасные части, производить все нужные регламент...

Где смотреть матчи НБА, КХЛ и других видов спорта? Сегодня болельщики имеют доступ к спортивным трансляциям с любой точки мира, что связано с постоянным развитием цифровых технологий. Чтобы не пропуст...

Как заказать Nike по доступной цене Nike – один из самых известных мировых брендов спортивной одежды и обуви. Эта американская компания была основана в 1964 году профессиональным бегуно...

Паттерны TBH и TBL | Price Action Сегодня рассмотрим достаточно простые паттерны Прайс Экшн — TBH и TBL. Использовать их совсем не сложно, поэтому эта стратегия форекс подойдет ...

Видео курс «Волны Вульфа» — Бесплатно Выкладываю Видео курс «Волны Вульфа» абсолютно Бесплатно! Курс уже очень давно создан, его больше не продаем так же давно, паттерн Волны Ву...

Названы города, где лучше всего живется пожилым россиянам Москва и Санкт-Петербург стали лидерами рейтинга регионов России по уровню жизни людей старше 55 лет, пишет «Коммерсант». Рейтинг подготовлен исследо...

Россиянам рекомендовали не торопиться закрывать краткосрочные вклады Несмотря не некоторое ухудшение условий по вкладам, забирать деньги с краткосрочных депозитов пока рано, считает главный аналитик Банки.ру Богдан Зва...

Джонатан Андерсон покидает пост креативного директора Loewe Джонатан Андерсон уходит с поста креативного директора модного дома Loewe, который он занимал 11 лет. Об этом 40-летний дизайнер сообщил сегодня ночь...

Ким Кардашьян подала в суд на Канье Уэста из-за трека, в котором их дочь Норт поёт вместе с Пи Дидди Между бывшими супругами Канье Уэстом и Ким Кардашьян разразился очередной скандал. Его спровоцировал новый трек 47-летнего рэпера, в котором его с Ка...

Как отправить факс с электронной почты Еще несколько лет назад деятельность какой-либо компании сложно было представить без факсового устройства. Но технологии не стоят на месте, и со врем...

Срочный выкуп квартир Срочный выкуп квартиры – это процесс приобретения компанией недвижимости, принадлежащей клиенту, без применения рекламы и поиска покупателя со сторон...

Эпицистостомия — надежное решение проблем с мочеиспусканием Современные технологии в области медицины предлагают решения, которые могут кардинально изменить жизнь пациентов, столкнувшихся с проблемами мочеиспу...

Массаж, необходимый любому мужчине В череде сложных трудовых будней любому человеку хочется отдохнуть от работы, быта, забот и обязанностей. И мы знаем на 100%, как расслабиться предст...

Займы без платных услуг и подписок Сегодня наиболее востребованным способом оплаты покупок в случае отсутствия или недостаточности средств является оформление займа. Люди берут деньги ...

Типичные ошибки при оформлении микрозаймов в МФО В связи с непростой финансовой ситуацией в мире люди всё чаще прибегают к услугам микрокредитования. Зачастую это становится единственным средством д...

DOOGEE представила новые флагманы Технологические новинки из Поднебесной. Китайские разработчики представили на российском рынке потрясающие смартфоны: стильную премиум-модель 4 в одн...

Хитрость, которую должен знать каждый пользователь Snapchat Если вы пользователь Snapchat, который когда-либо имел несчастье использовать приложение на телефоне Android, то вы наверняка уже в курсе, как хорошо...

Эксплуатация и обслуживание оцинкованных Lada Эксплуатация и обслуживание оцинкованных автомобилей Lada требует особого внимания к кузову, который защищен слоем цинка. Оцинковка является эффектив...

Какие есть страховки для авто? Эксплуатация современного автотранспорта сопряжена с большими сложностями – нужно покупать топливо и запасные части, производить все нужные регламент...

Тепловая стабилизация проводящего полимера упрощает производство биоэлектроники Недавние достижения в области материаловедения открыли новые возможности для создания биоэлектроники — устройств, предназначенных для ношения или имп...

Когда робот становится боссом: изучение власти, подчинения и взаимоотношений с машинами Как робот выполняет функции начальника на работе? Результаты исследований польских ученых, опубликованные в журнале Cognition, Technology & Work, пок...

Стало известно, когда в стране отключат отопление: названы даты по городам Стало известно, когда в стране отключат отопление: названы даты по городам Коммунальщики начали готовиться к завершению отопительного сезона. Точные ...

Теперь пятницу объявили выходной: Мишустин выдал россиянам «счастливый лотерейный билет» Теперь пятницу объявили выходной: Мишустин выдал россиянам «счастливый лотерейный билет»В 2025 году россиянам несказанно повезло, словно каждый, кто ...

Цифровую стратегию – в жизнь Мальцовскй портландцемент завершил создание современного пульта управления в цехе обжига клинкера в рамках стратегии ЦЕМРОСа по цифровизации заводов....

Цифровой кабинет специалиста АПК: работодателям стучаться! В ближайшее время решение о трудоустройстве будет принимать дипломированный аграрий в своём личном онлайн-кабинете, в который работодателям сначала н...

Руководство РГПУ им. А. И. Герцена покрывало Вишневского в секс-скандалах со студентками – потерпевшая Не так давно стало известно о случаях харассмента со стороны преподавателя РГПУ им. А. И. Герцена и депутата ЗакСа Бориса Вишневского. Несколько бывш...

Против правды не пойдешь – С журналиста «Медузы» Ивана Голунова сняли обвинение На период внутренней проверки полицейские, задержавшие корреспондента, не смогут исполнять свои обязанности. С журналиста «Медузы» Ивана Голунова сня...

Идеальный выбор подарка: почему бокалы в подарочной коробке – стильное и универсальное решение для любого праздника

Бокалы в подарочной коробке: элегантность, стиль и практичность

Почему именно бокалы? Они сочетают в себе изысканность и функци...

Всеобъемлющее сопровождение юридических лиц и предпринимателей: бухгалтерия, налоги, правовая защита и стратегическое планирование

Ключевые направления комплексного сопровождения