Įsivaizduokite tušinuko kamštelio dydžio kapsulę, kurioje saugoma visa Lietuvos istorija – nuo Kovo 11-osios Akto iki dailininko Mikalojaus Konstantino Čiurlionio paveikslų.
Visos šios plika akimi nematomos žinios yra tik labai mažoje kapsulės dugno dalyje, nors iš tikrųjų gali sutalpinti šimtus milijardų knygų puslapių.
Tai įmanoma tik todėl, kad toks milžiniškas žinių kiekis yra užkoduotas DNR molekulėse. Šioje srityje dirbantis Vilniaus universiteto (VU) Verslo mokyklos doktorantas, vienas iš startuolio „Dnamic“ įkūrėjų Robertas Skliaustas tiki, kad ateityje biotechnologijos taps atsakymu į vis didėjančius pasaulio duomenų saugojimo iššūkius.
Mokslas, atvedęs į verslą
Genetiką baigęs Robertas pasakoja duomenų saugojimo DNR pasaulį atradęs studijuodamas VU Verslo mokyklos giliųjų technologijų verslo (angl. Deeptech Entrepreneurship) magistrantūroje. Jis priduria, kad šis konceptas nėra naujas ir mena dar 1869-uosius, kai buvo atrasta DNR.
„Jeigu atmestume visą šventumą, kurį suteikiame DNR – gyvybė, genai ir pan., esminė jos funkcija yra saugoti žinias. Tai buvo suprasta ją atradus, tačiau tuo metu neturėjome reikalingų technologijų. Dėl to šis sumanymas ilgą laiką nebuvo išėjęs už laboratorijos ribų“, – sako R. Skliaustas.
Susidomėjęs šia tema, Robertas ėmė gilintis į DNR duomenų saugojimo technologijos komercializavimą. Baigęs studijas jis prisijungė prie Lietuvos biotechnologijų įmonės „Genomika“, kuri, be kitų krypčių, vysto DNR duomenų saugojimo technologiją kartu su kitais partneriais. Būtent ten jis ėmėsi ieškoti, kaip šią technologiją pritaikyti praktiškai.
O šiais metais doktorantas kartu su komanda įkūrė startuolį „Dnamic“, kurio tikslas – toliau vystyti DNR duomenų saugojimo technologiją ir ją komercializuoti archyvų, mokslo ir kitų sričių, kurios kaupia milžiniškus kiekius žinių, reikmėms.
Kodėl duomenims saugoti reikia DNR?
Šiuo metu visame pasaulyje duomenims saugoti naudojamos trys technologijos – HDD kietasis diskas, SSD diskas ir LTO juosta. Tad kodėl duomenims saugoti prireikė DNR?
Kaip paaiškina Robertas, minėtas technologijas vysto kelios įmonės pasaulyje, o pačios technologijos, anot jo, jau pasiekė savo teorinę ribą – jos negali būti mažesnės ar talpinti daugiau žinių.
„Galima tik didinti jų kiekį. Todėl dabar mes statome labai daug duomenų centrų, kurie naudoja milžinišką kiekį energijos. JAV duomenų centrai šiuo metu sunaudoja 6 proc. visos energijos. Prognozuojama, kad iki 2028 m. šis procentas išaugs iki 17“, – sako jis.
Be to, pasak R. Skliausto, duomenų kiekiai kasmet sparčiai auga – vien pernai žmonija sugeneravo 181 zetabaitą duomenų. Jei 181 zetabaitas duomenų būtų sudėtas į USB raktus, iš jų susidarytų tokia grandinė, kuria Žemę būtų galima apjuosti šimtus tūkstančių kartų.
„Vienas zetabaitas yra trilijonas terabaitų. Vis dėlto esamos technologijos iš 181 zetabaito duomenų mums leidžia saugoti tik 10 proc. Be to, duomenų kiekiai tik auga: numatoma, kad iki 2028 m. jie pasieks 320 zetabaitų“, – priduria jis.
Anot R. Skliausto, itin didelius kiekius duomenų generuoja dirbtinis protas, sensoriai, moksliniai tyrimai. Pavyzdžiui, CERN dalelių greitintuvas Šveicarijoje per vieną bandymą sugeneruoja apie 10 petabaitų duomenų. Savo duomenis jie saugo visuose pasaulio serveriuose.
Žinios DNR gali išlikti 10 tūkst. metų
Problemų su šiuo metu egzistuojančiomis technologijomis kyla ir dėl duomenų saugojimo tvarumo. Pavyzdžiui, kietasis diskas visas žinias gali saugoti iki penkerių metų, o vėliau didėja pavojus, kad dalis duomenų išsitrins. Tuo tarpu žinios DNR pavidalu gali būti saugoma 10 tūkst. metų. Tam nereikia nei ypatingų sąlygų, nei energijos.
R. Skliausto įkurta „Dnamic“ nesiekia, kad itin daug duomenų generuojančios organizacijos visiškai nebenaudotų esamų technologijų. DNR jie pristato kaip alternatyvų duomenų saugojimo būdą.
Šiuo metu tokią alternatyvą įmonė siūlo Lietuvos vyriausiojo archyvaro tarnybai. Bendradarbiaudama su tarnyba, įmonė rengiasi visas archyvuose saugomas žinias perrašyti į DNR.
Neseniai Lietuvos vyriausiojo archyvaro tarnybai buvo įteiktas DNR pavidalu įrašytas Kovo 11-osios Aktas, o anksčiau tokiu būdu jau buvo įrašytas Lietuvos himnas ir 196 M. K. Čiurlionio paveikslai.
Kaip tai atrodo praktiškai?
Pasak pašnekovo, kiekvienas skaitmeninis failas kompiuteryje iš tiesų yra sudarytas iš nulių ir vienetų. Šios žinios visų pirma „išverčiama“ į biologinę kalbą – keturias DNR raides (A, T, C, G).
Tuomet algoritmas nustato, kokia seka šios raidės turi būti išdėstytos, kad tiksliai atitiktų originalius duomenis. Pagal šias instrukcijas specialus įrenginys „išspausdina“ atitinkamą DNR seką, kurioje ir užkoduojamos visos žinios.
Kaip pasakoja Robertas, kol kas šis procesas trunka apie 6 val. Tiek pat užtrunka ir žinių iš DNR nuskaitymas. Būtent dėl to DNR technologija kol kas nepritaikyta duomenims, kurių reikia greitai. Šiuo atveju DNR pavidalu reikšmingiausia saugoti tokius duomenis, kurių prireikia kartą per mėnesį ar rečiau.
DNR – ir kosmose?
Anot R. Skliausto, duomenų saugojimo DNR technologija archyvams itin aktuali tuo atveju, jei šaliai kiltų karo grėsmė: „Jeigu bomba nukristų ant archyvo, dokumentai sudegtų.
Žinoma, kapsulė irgi galėtų būti pažeista, bet didesnė tikimybė, kad joje esančios žinios būtų išsaugotos. DNR technologija reikšminga ir tuo, kad joje esančias žinias galima lengvai gabenti. Į vieną kapsulytę gali sudėti visą Lietuvos istoriją ir ją gabenti kišenėje, užkasti ir atkasti po 10 metų.“
Ateityje, pasak jo, duomenis DNR pavidalu galėtų saugoti ir didelės žiniasklaidos priemonės – LRT, BBC, CNN. Tokiu būdu galėtų būti saugojami ir filmai, dideli moksliniai projektai. Jis priduria DNR matantis ir kaip galimą duomenų saugojimo sprendimą kelionių kosmose metu.
„Kosmose yra radiacija. Dideli jos kiekiai iš esmės pažeidžia visas šiuo metu mūsų turimas technologijas. Jeigu žinias saugai kietajame diske, jos, visų pirma, gali būti prarastos.
Antra, tokios laikmenos yra sunkios ir užima daug vietos. Jeigu visus reikiamus duomenis užkoduotume DNR kapsulėje, kuri yra atspari radiacijai ir magnetiniams laukams, ją būtų galima transportuoti, pavyzdžiui, į Marsą“, – sako VU Verslo mokyklos doktorantas.
Kokia Lietuvos verslumo padėtis?
R. Skliaustas teigia, kad rašydamas magistro darbą atrado meilę mokslui. Duomenų saugojimo DNR pavidalu tema įkvėpė jį gilintis ne tik į DNR, bet ir į giliąsias technologijas apskritai.
Doktorantūroje jis analizuoja, kaip giliosios technologijos turėtų būti vystomos atsižvelgiant į Pramonės 5.0 principus, nukreiptos į žmogų, tvarumą ir atsparumą. Jis siekia sukurti naują inovacijų vystymo modelį, skirtą visiems, kurie siekia vystyti giliąsias technologijas.
Be to, Robertas yra vienas iš Pasaulio verslumo stebėsenos (angl. Global Entrepreneurship Monitor, GEM) tyrėjų. Anot jo, Lietuva pagal verslumo sąlygas yra pirma Europoje. Vis dėlto pašnekovas sako, kad didžiausia šalies problema – negebėjimas kurti giliųjų technologijų, aukštos pridėtinės vertės verslų.
„Jeigu galvotume apie išteklius, tai turėtų būti mūsų pagrindinis tikslas. Mes neturime nei naftos, nei iškastinio kuro, vieninteliai mūsų ištekliai yra žmonių galvos. Turėjome skaitmeninio verslo bumą, tačiau dabar jis subanalėjo, fintech dėl ištikusių krizių taip pat traukėsi. Žinoma, turime gerų pavyzdžių, bet kažkodėl negebame jų replikuoti“, – pažymi jis.
Šis straipsnis – VU kampanijos „Daugiau, nei gali įsivaizduoti“ dalis. Daugiau naujienų apie VU bendruomenės narius, jų tyrimus, mokslinius atradimus ir prasmingą veiklą galite rasti čia.
