Une nouvelle méthode peut transformer n'importe quel objet en unité de stockage de données

• Les chercheurs utilisent des molécules d'ADN pour stocker des informations dans des objets du quotidien.
• Les informations peuvent être récupérées des décennies, voire des siècles plus tard.
• Pour le moment, la technologie est assez chère.

À l'ère de l'information d'aujourd'hui, les données mondiales croissent à un rythme énorme. Les périphériques existants (disque SSD, disques durs et bandes magnétiques) pour stocker ces données atteindront bientôt leurs limites physiques.

C'est pourquoi les scientifiques essaient d'utiliser des molécules d'ADN comme architecture de stockage à froid à long terme. Il peut prendre n'importe quelle forme et se montrer au-delà d'une densité et d'une endurance exceptionnelles. En théorie, un seul gramme d'ADN peut stocker 215 pétaoctets de données pendant des milliers d'années.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'ETH Zurich (Suisse) et d'Erlich Lab LLC (Israël) ont développé une nouvelle façon de stocker une grande quantité d'informations (en utilisant uniquement des molécules d'ADN) dans des objets du quotidien tels que des bouteilles d'eau, des boutons de chemise et même des lentilles en verre. Les informations peuvent être récupérées directement à partir des objets même après des décennies ou des siècles.

Des études antérieures, telles que le marquage de produits avec un « code-barres » ADN et le stockage de volumes de données massifs dans l'ADN, ont permis aux chercheurs de créer un nouveau type de stockage de données nommé « DNA des objets ». Les objets (unités de stockage) sont liés à des informations via Internet, d'où le nom.

Comment ont-ils fait ?

Pour créer des objets dotés d'une mémoire immuable, les chercheurs ont fusionné des molécules d'ADN à un matériau fonctionnel. Ils ont encodé les données dans les molécules d'ADN d'une manière qui résiste aux erreurs.

Ils ont utilisé le schéma d'encodage de la fontaine d'ADN pour corriger les erreurs d'abandon extrêmes et récupérer des données à partir de quantités infimes de matériel.

Cependant, le simple fait de mélanger l'ADN avec des matériaux fonctionnels conduit souvent à une dégradation de l'ADN en raison de l'augmentation des températures et du stress d'hydrolyse lors de la préparation du mélange.

Ceci peut être éliminé en encapsulant l'ADN dans des nanoparticules de silice. L'ADN encapsulé dans des particules de silice facilite le mélange de l'ADN avec le matériau d'inclusion et augmente la demi-vie des molécules d'ADN.

Référence :Nature Biotechnologie | DOI :10.1038/s41587-019-0356-z | ETH Zurich 

Ces molécules d'ADN peuvent être mélangées avec divers matériaux et façonnées via des techniques d'impression 3D ou de moulage.

L'équipe de recherche a imprimé en 3D un lapin en plastique pour démontrer la nouvelle méthode. Le lapin contient 100 kilo-octets de données - l'instruction pour imprimer le lapin. Cela signifie que l'objet porte son propre plan, tout comme de vrais lapins.

Un lapin en plastique imprimé en 3D qui contient 100 Ko de données sous forme de molécules d'ADN | Crédit :ETH Zurich / Julian Koch

Ils ont également récupéré les données (instructions d'impression) d'un petit morceau de lapin et les ont utilisées pour en imprimer un tout nouveau en 3D. Ils ont répété le processus 5 fois, créant le « arrière-arrière-arrière-arrière-petit-enfant » du premier lapin.

Applications

La technologie pourrait être utilisée pour cacher des informations secrètes dans un matériau ordinaire, une technique appelée stéganographie. Les chercheurs l'ont démontré en stockant un court métrage (1,4 mégaoctet) dans les verres de lunettes conventionnelles. On peut passer ces lunettes à travers la sécurité de l'aéroport sans être détecté.

Théoriquement, il est possible de dissimuler des informations dans tous les objets en plastique (y compris le silicone, le polyuréthane, le polyester et les époxydes) tant qu'ils n'atteignent pas des températures extrêmement élevées pendant le processus de fabrication.

Il est utile dans les applications où les informations au niveau du plan doivent être accessibles, soit dans un objet fabriqué en série, soit dans un article personnalisé. Dans les implants dentaires, par exemple, chaque structure est unique et personnalisée uniquement pour un patient particulier.

Une application plus futuriste de cette technologie serait dans le domaine des dispositifs auto-répliquants. La technique a une capacité de réplication suffisante pour créer du matériel de stockage pour un approvisionnement illimité d'objets.

Lire :Microsoft a créé un stockage de données ADN entièrement automatisé

La technologie est assez chère :traduire un seul fichier d'impression 3D coûte plus de 2 000 $. Cependant, le coût de l'unité diminue à mesure que la taille du lot de l'objet augmente.