به گز ارش ثریا - از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، پژوهشگران دانشگاه ایالتی آریزونا (Arizona State University – ASU) در دو مطالعه تازه نشان داده‌اند که «دی‌ان‌ای» (DNA) می‌تواند نه‌تنها به‌عنوان رسانه‌ای فوق‌فشرده برای ذخیره حجم عظیم داده‌ها به‌کار رود، بلکه بستری نوین برای رمزنگاری و حفاظت از اطلاعات در مقیاس مولکولی فراهم آورد؛ دستاوردی که می‌تواند آینده سامانه‌های ذخیره‌سازی و امنیت دیجیتال را دگرگون کند.
از آغاز عصر رایانه تاکنون، دو چالش اساسی همواره ذهن پژوهشگران را به خود مشغول کرده است: نخست، چگونه می‌توان سیل فزاینده داده‌های دیجیتال را ذخیره کرد؛ و دوم، چگونه می‌توان این اطلاعات را از دسترسی‌های غیر مجاز مصون داشت. اکنون گروهی از دانشمندان «مؤسسه بایودیزاین» در دانشگاه ایالتی آریزونا به همراه همکاران خود، پاسخی غیر منتظره اما الهام‌گرفته از طبیعت ارائه کرده‌اند: بهره‌گیری از مولکول حیات، یعنی دی‌ان‌ای، به‌عنوان یک سکوی اطلاعاتی.
نتایج این پژوهش‌ها که در نشریات «مواد کاربردی پیشرفته» (Advanced Functional Materials) و «ارتباطات طبیعت» (Nature Communications) منتشر شده، جایگزینی زیست‌الهام برای راهکارهای مبتنی بر سیلیکون پیشنهاد می‌کند. به گفته «هائو یان»، استاد ممتاز دانشکده علوم مولکولی و مدیر مرکز طراحی مولکولی و زیست‌الگو در ASU، فناوری اطلاعات دهه‌ها به سیلیکون وابسته بوده است، اما اکنون می‌توان دی‌ان‌ای را نه‌فقط ماده ژنتیکی، بلکه بستری برای ذخیره و صیانت از اطلاعات دانست.
در نخستین مطالعه، تمرکز پژوهشگران بر ذخیره‌سازی داده‌ها با استفاده از شکل فیزیکی دی‌ان‌ای بوده است، نه صرفاً توالی حروف ژنتیکی آن. دی‌ان‌ای به‌دلیل چگالی ذخیره‌سازی بی‌نظیر و پایداری شگفت‌انگیزش ــ که نمونه‌هایی از آن پس از حدود دو میلیون سال در رسوبات گرینلند بازیابی شده ــ گزینه‌ای جذاب برای آرشیو بلندمدت اطلاعات به‌شمار می‌رود.
دانشمندان ساختارهای بسیار کوچک دی‌ان‌ای را طراحی کرده‌اند که همانند «حروف فیزیکی» یک الفبا عمل می‌کنند و هر یک حامل بخشی از اطلاعات هستند. هنگامی که این ساختارها از درون یک حسگر نانومقیاس عبور می‌کنند، نرم‌افزارهای مبتنی بر یادگیری ماشین، سیگنال‌های الکتریکی ظریف تولیدشده را ثبت و تحلیل می‌کنند. سپس سامانه قادر است داده‌ها را با دقت بالا به واژه‌ها و پیام‌های خوانا تبدیل کند.
این روش، در مقایسه با شیوه‌های متداول ذخیره‌سازی دی‌ان‌ای که به توالی‌یابی ژنتیکی کند و پرهزینه وابسته‌اند، سریع‌تر، کم‌هزینه‌تر و مقیاس‌پذیرتر است. چشم‌انداز پیش‌رو نشان می‌دهد که دی‌ان‌ای می‌تواند به رسانه‌ای فوق‌متراکم، با دوام و ایمن برای نگهداری داده‌های علمی، فرهنگی و حتی اسناد تاریخی بدل شود؛ آن هم با مصرف حداقلی فضا و انرژی.
اما نوآوری پژوهشگران به ذخیره‌سازی محدود نمی‌شود. در مطالعه دوم، آن‌ها نشان داده‌اند که نانوساختارهای دی‌ان‌ای می‌توانند به‌عنوان ابزاری برای رمزنگاری پیشرفته نیز به‌کار روند. در این پژوهش، ساختارهای موسوم به «اوریگامی دی‌ان‌ای» طراحی شده‌اند؛ آرایش‌های تاخورده‌ای از رشته‌های دی‌ان‌ای که اشکال دقیق دوبعدی و سه‌بعدی ایجاد می‌کنند. در این رویکرد، اطلاعات نه به‌صورت بیت‌های ساده، بلکه در الگو و آرایش این ساختارهای نانومقیاس رمزگذاری می‌شود.
برای خواندن این داده‌های رمزگذاری‌شده، پژوهشگران از نوعی میکروسکوپی با قدرت تفکیک بسیار بالا بهره برده‌اند که قادر است ساختارهای منفرد دی‌ان‌ای را با دقت چشمگیر مشاهده کند. سپس الگوریتم‌های یادگیری ماشین هزاران تصویر مولکولی را تحلیل کرده و الگوهای مشابه را گروه‌بندی می‌کنند تا پیام اصلی بازسازی شود. بدون چارچوب رمزگشایی صحیح، این الگوها عملاً بی‌معنا خواهند بود و همین ویژگی، لایه‌ای ذاتی از امنیت فراهم می‌آورد.
این رویکرد، تعداد کدهای مولکولی قابل تولید را به‌طرز چشمگیری افزایش می‌دهد و امکان رمزگشایی غیر مجاز را بسیار دشوارتر می‌کند. افزون بر آن، ذخیره اطلاعات در ساختارهای سه‌بعدی دی‌ان‌ای، سطحی تازه از پیچیدگی و امنیت را به هر «کلید مولکولی» می‌افزاید.
در مجموع، این دو پژوهش نشان می‌دهد که دی‌ان‌ای می‌تواند هم‌زمان نقش یک رسانه ذخیره‌سازی فشرده و سکوی امن مدیریت اطلاعات را ایفا کند. یکی از فناوری‌ها بر خوانش سریع و الکترونیکی اطلاعات مولکولی تأکید دارد و دیگری از خودِ الگوهای مولکولی به‌عنوان حاملان رمزگذاری‌شده بهره می‌برد.
کاربردهای بالقوه این فناوری گسترده است؛ از آرشیو فوق‌فشرده داده‌های علمی و پرونده‌های پزشکی گرفته تا حفاظت از اطلاعات حساس در شرایطی که تجهیزات الکترونیکی متعارف کارایی خود را از دست می‌دهند، مانند دماهای بسیار بالا، محیط‌های پرتوزا یا نگهداری‌های چندده‌ساله. این دستاورد، همگرایی فزاینده زیست‌شناسی، علم مواد، محاسبات و الکترونیک را به‌نمایش می‌گذارد و نشان می‌دهد که آینده ذخیره‌سازی و امنیت اطلاعات شاید در دل همان مولکولی نهفته باشد که راز حیات را در خود حمل می‌کند.
منبع : فناوری
مهلت دانشجویان الزهرا(س) برای ثبت‌نام وام تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی
اعلام نتیجه اولیه آزمون سردفتری اسناد رسمی نوبت سال ۱۴۰۴
مجموعه‌رباعی «دوستش داشته باش» سروده میلاد عرفان‌پور منتشر شد
روایت زندگینامه شهید حاج اسماعیل رضایی منتشر می‌شود
۱۵ درصد مدارس کشور در برنامه بازرسی‌های دوره‌ای قرار می‌گیرند
ارائه ۸۵ طرح دانش‌آموزی در بیست‌وهشتمین جشنواره جوان خوارزمی
تصویر منتشر شده از جاسک
تصویری از عملیات های نیروی هوایی ارتش در شب های اخیر
رژیم چنج در آمریکا رخ داد+عکس
امروز آخرین مهلت اعتراض به آزمون‌های ارشد و دکتری علوم پزشکی
نسخه پیشنهادی سند حکمرانی نظام‌های ارزیابی آموزش عالی بررسی شد
طرح نوین تغذیه با محوریت دانشجویان اجرا می‌شود
پژوهش مسئله‌محور؛ کلید استفاده واقعی از ظرفیت علمی دانشگاه‌ها
استارلینک پایان حکمرانی ارتباطات در ایران است؟
هکرها با دمای بانک خون فرانسه بازی کردند و آن را بالا بردند
تصویب کلیات آیین‌نامه جدید ارتقای اعضای هیئت علمی
دانشگاه شهید بهشتی دلایل عدم تعلق وام دانشجویی را اعلام کرد
فاز دوم آمایش آموزش عالی به‌روز شد
داریوش فرهنگ گوینده یک مستند شد
ابلاغ مصوبه جدید شرکت مجدد در آزمون دستیاری پزشکی توسط رئیس جمهور
رابرت پتینسون با چهلمین جایزه سینماتک آمریکا تجلیل می‌شود
اجرای کنسرت‌نمایش «فرهاد» در تماشاخانه نوفل لوشاتو
اجرای نمایش «خاک نشینان» در فرهنگسرای نیاوران
شکست ترامپ سوژه کارلوس لطوف شد
اهمیت آموزش اخلاق و رفتار حرفه‌ای در محیط دانشگاه به پزشکان جوان
تأکید بر حمایت از ظرفیت‌های بومی امنیت سایبری
لزوم متناسب‌سازی مستمر آموزش علوم پزشکی با نیازهای نظام سلامت
تصویر/فراز مهم پیام رهبر انقلاب
۲ پهپاد لوکاس غنیمت گرفته شدهٔ دشمن آمریکایی توسط سپاه+عکس
آزمون وکالت کانون وکلای دادگستری ۱۴۰۵ با حضور ۱۰۱ هزار نفر برگزار شد
دانش‌آموزان ایران پای آرمان‌های انقلاب و دفاع از وطن ایستاده‌اند
اخذ مجوز استخدام ۹ معلم بازمانده حادثه دبستان شجره طیبه میناب
فوتبال از مدرسه تا تیم ملی؛ وعده تازه برای کشف استعداد در دانش‌آموزان
ایلان ماسک اسپیس ایکس و تسلا را ادغام می‌کند؟
ترامپ اورکل را وادار به عقب نشینی از قرارداد با تراشه ساز چینی کرد
تصمیم جدید وزارت علوم درباره درخواست دانشگاه‌ها برای ایجاد رشته جدید
با وجود تحریم‌ها، تجهیزات کوانتومی بومی در حال ساخت است
وام تحصیلی این دانشجویان ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
تغییر و به‌روزرسانی ۵۰ تا ۷۰ درصدی رشته‌های کشاورزی
گوگل به مدارس هشدار داد
دختران ایرانی در جستجوی «خود»؛ هویت در میدان کشمکش سنت و مدرنیته
روز مبارزه با استکبار، روز به خاک مالیدن پوزه قلدران وحشی خواهد شد
قرآن از راز ماندگاری قدرت فرعون می‌گوید
آغاز کار نگارش جلد دوم مجموعه چهار جلدی «کربن‌شناسی»
آیا بانک‌ها برای خلق پول به مجوز فقهی نیاز دارند؟
مسجد باید میدان‌دار اصلی فعالیت‌های قرآنی جامعه شود
وام تحصیلی دانشجویان برتر، ممتاز و متأهل ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
ثبت‌نام وام‌های تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی دانشجویان شروع شد
اعلام فهرست رشته‌های پذیرش مستقیم دستیاری تخصصی از بین پزشکان عمومی
وزیر علوم: پیوند دانش و فناوری، قدرت ملی را افزایش می‌دهد
مسئولیت شرعی والدین در قبال نیازهای فرزندان امروز چیست؟
موج جدید هک سوپرمارکت‌های اروپا
سرلشکر رضایی: ملت ایران شکست بزرگی را به ترامپ تحمیل کرد
واکنش کاخ سفید پس از شکست جمهوری‌خواهان در انتخابات میان‌دوره‌ای+عکس
شکار پهپادهای آمریکایی سوژه توییت سخنگوی سپاه+عکس
پاسخ صمیمانه فرمانده نیروی دریایی سپاه به نامه دختران جهادگر مازندرانی+عکس
بت ترامپ با شکست در جنگ با ایران ترک برداشت+عکس
زلزلهٔ ۳.۱ ریشتری در عمق ۱۵ کیلومتری زمین، بیرم فارس را لرزاند
انتخابات میان‌دوره‌ای آمریکا و ضربه سیاسی بزرگ به دونالد ترامپ
کنایه سفارت ایران در لندن به ترامپ پس از شکست انتخاباتی +عکس
تب هوش مصنوعی در شرکت‌ها هم داغ شد
علت فوت حمید علیدوستی چه بود؟
داروهایی که به نفع ویروس عمل می‌کند و سلامت بیمار را به خطر می‌اندازد
کشف یک جرم مرموز در لبه منظومه شمسی توسط اخترشناسان
تصویر روز ناسا از شب در سیاره‌ای وهم‌انگیز
کنجکاوی کودک تا کجا باید درباره تلفن همراه والدین پیش برود؟
کتاب صوتی «پل‌های مدیسون کانتی» منتشر شد
چرا از قهرمانان فقط مدال‌هایشان را می‌بینیم؟
کتاب «هم‌سفیر» منتشر شد
ستاره اسکندری پس از هفت سال به صحنه تئاتر بازمی‌گردد
کمبود جدی فضای آموزشی در مناطق حاشیه‌ای و پرتراکم شهری
دانش‌آموزان قرآنی شایسته قدردانی هستند
چرا سریال «روشنایی شب» با واکنش رسانه صهیونیستی مواجه شد؟
محدودیت دسترسی به اطلاعات اسلحه‌ها برای نوجوانان در چت جی پی تی
ثبت‌نام آزمون انتخاب حسابدار رسمی سال ١۴۰۵ آغاز شد؛ اعلام زمان آزمون
تسهیلات جدید برای قبولی‌های ارشد و دکتری از سوی وزارت علوم
نمرات مردودی دانشجویان ورودی ۱۴۰۲ به بعد در معدل کل محاسبه نمی‌شود
تفکیک مسیر ارتقای اساتید علوم انسانی از رشته‌های مهندسی و کشاورزی
امکان ویرایش معدل و سهمیه در آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی فراهم شد
کلیداولیه آزمون دکتری تخصصی علوم پزشکی۱۴۰۵ منتشر شد
ثبت‌نام وام‌های تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی دانشجویان شروع شد
آزمون وکالت کانون وکلای دادگستری ۱۴۰۵ با حضور ۱۰۱ هزار نفر برگزار شد
اعلام فهرست رشته‌های پذیرش مستقیم دستیاری تخصصی از بین پزشکان عمومی
وزیر علوم: پیوند دانش و فناوری، قدرت ملی را افزایش می‌دهد
اهمیت آموزش اخلاق و رفتار حرفه‌ای در محیط دانشگاه به پزشکان جوان
موج جدید هک سوپرمارکت‌های اروپا
دانش‌آموزان ایران پای آرمان‌های انقلاب و دفاع از وطن ایستاده‌اند
وام تحصیلی این دانشجویان ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
پاسخ صمیمانه فرمانده نیروی دریایی سپاه به نامه دختران جهادگر مازندرانی+عکس
تصویر/فراز مهم پیام رهبر انقلاب
مسئولیت شرعی والدین در قبال نیازهای فرزندان امروز چیست؟
لزوم متناسب‌سازی مستمر آموزش علوم پزشکی با نیازهای نظام سلامت
۲ پهپاد لوکاس غنیمت گرفته شدهٔ دشمن آمریکایی توسط سپاه+عکس
روز مبارزه با استکبار، روز به خاک مالیدن پوزه قلدران وحشی خواهد شد
زلزلهٔ ۳.۱ ریشتری در عمق ۱۵ کیلومتری زمین، بیرم فارس را لرزاند
تصمیم جدید وزارت علوم درباره درخواست دانشگاه‌ها برای ایجاد رشته جدید
قرآن از راز ماندگاری قدرت فرعون می‌گوید
دختران ایرانی در جستجوی «خود»؛ هویت در میدان کشمکش سنت و مدرنیته
کنایه سفارت ایران در لندن به ترامپ پس از شکست انتخاباتی +عکس
بت ترامپ با شکست در جنگ با ایران ترک برداشت+عکس
اخذ مجوز استخدام ۹ معلم بازمانده حادثه دبستان شجره طیبه میناب
وام تحصیلی دانشجویان برتر، ممتاز و متأهل ۵۰ درصد افزایش می‌یابد
آیا بانک‌ها برای خلق پول به مجوز فقهی نیاز دارند؟
شکار پهپادهای آمریکایی سوژه توییت سخنگوی سپاه+عکس
سرلشکر رضایی: ملت ایران شکست بزرگی را به ترامپ تحمیل کرد
آغاز کار نگارش جلد دوم مجموعه چهار جلدی «کربن‌شناسی»
واکنش کاخ سفید پس از شکست جمهوری‌خواهان در انتخابات میان‌دوره‌ای+عکس
ترامپ اورکل را وادار به عقب نشینی از قرارداد با تراشه ساز چینی کرد
تغییر و به‌روزرسانی ۵۰ تا ۷۰ درصدی رشته‌های کشاورزی
انتخابات میان‌دوره‌ای آمریکا و ضربه سیاسی بزرگ به دونالد ترامپ
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.