AI助力DNA数据解码数分钟完成原需数日任务

在人工智能和数据存储领域，一项突破性技术正将DNA存储的实用化进程向前推进了一大步。研究人员开发出一种名为“DNAformer”的人工智能方法，可以在不到10分钟内高效、准确地解码存储于DNA中的数字数据，而传统方法通常需要耗费数天时间。这一进展有望让DNA存储成为未来计算和数据存储的切实选择。

DNA 凭借其高密度、长时效存储的特性，一直被认为是未来存储技术的理想载体。据美国加州大学圣地亚哥分校的研究团队介绍，DNA 能够以极其紧凑的形式存储大量数据，并且在适宜条件下可以完好保存数千年。此外，DNA 的天然可复制性使其在长期数据保存中具有无与伦比的优势。然而，将信息编码至 DNA 中并准确读取却是一个极为复杂的过程。数据存储过程中，DNA 链条可能混杂不清，或者因各种原因导致信息丢失或失真。传统的解码方法往往需要耗费大量时间和计算资源，以从这些“错字连篇、撕裂的纸片”中还原出完整的内容。

为了解决这一巨大的技术挑战，加州大学圣地亚哥分校与以色列理工学院的研究团队开发出“DNAformer”系统。这一方法基于深度学习技术，能够迅速识别混乱信息中的潜在模式，从中重建DNA序列。系统由三个核心组件组成：一个深度学习模型，用于重新构建DNA序列；一个专门设计的计算算法，用以检测和修复数据错误；以及一个解码算法，将DNA中的信息转化为数字化数据并修正剩余缺陷。在实验中，DNAformer成功读取了存储于DNA中的100兆字节数据，其解码速度较传统方法快近90倍，同时在准确性方面也更胜一筹。这些解码文件包括一张彩色试管图像、一段24秒的音频文件（记录了宇航员尼尔·阿姆斯特朗登月时的经典演讲），以及一篇关于DNA存储潜力的书面文字。

团队计划进一步优化DNAformer，使其能够适应更先进的DNA数据编码技术。据以色列理工学院的研究人员介绍，该方法的适应性较强，可融合特定的DNA合成与测序方法，同时能够扩展用于未来尚未开发的技术解决方案。“由于我们的方法并不依赖于特定的合成和测序方式，它具备高度的灵活性和前瞻性，可以延展到更具商业可行性的未来技术中。”

这项研究不仅加速了DNA存储的技术发展，还为长期数据保护提出了全新解决方案。随着数据存储需求的不断增长，DNA存储作为一种高效、环保且可持久保存的技术路径，其未来应用前景将更加广阔。