3D tištěný králík s DNA věcí. Kredit: ETH Zurich / Julian Koch.

Když někdo má 3D tištěný objekt a chce si ho vytisknout znovu, tak mu k tomu samotný objekt nestačí. Potřebuje k tomu příslušný soubor instrukcí, tedy původní digitální informaci o objektu. Takovou informaci samotné 3D objekty běžně neobsahují. V živé přírodě to ale neplatí. Organismy v sobě za normálních okolností nesou genetickou informaci, která je uložená v podobě DNA. A podle genetické informace je v zásadě možné vytvořit nový organismus.

Robert Grass. Kredit: R. Grass.

Švýcarští odborníci z ETH Zurich se spojili s izraelským odborníkem, toho času na americké Columbia University, a rozhodli se, že vloží „dědičnou“ informaci i do formálně neživých 3D tištěných objektů. Vznikla z toho nová metoda, s jejíž pomocí je možné uložit digitální data prakticky v čemkoliv, co lze vytisknout na 3D tiskárně. Vedoucí výzkumu Robert Grass je přesvědčený, že když takto uloží data do 3D tištěného objektu, tak je pak bude možné přečíst po celá dlouhá desetiletí nebo spíše staletí.

Grass a spol. se očividně inspirovali v přírodě. Dokonce natolik, že použili DNA, i když nenese genetickou, nýbrž digitální informaci. Jejich metoda je založena na dvou klíčových technologiích. Grass a jeho tým z ETH Zurich vyvinuli postup, jak označit produkty nebo materiály pomocí skleněných nanokuliček s DNA čárovým kódem. Takové značení je možné použít například pro označení produktů drahých značek nebo třeba pro sledování pohybu vody či hornin v geologii. Takový DNA čárový kód je relativně krátký a zahrnuje jen 100 bitů. S touto technologií podniká spin-off ETH Zurich jménem Haelixa.

Yaniv Erlich. Kredit: Columbia University.

Zároveň se ukázalo, že v DNA je možné uložit naprosto ohromující množství digitálních dat. Izraelský počítačový vědec Yaniv Erlich vyvinul metodu, se kterou lze teoreticky uložit 215 tisíc TB dat v jediném gramu DNA. Švýcarští a izraelští vědci se spojili a dali 3D tištěným objektům „dědičnou“ informaci. Pro svou novou technologii vymysleli super název „DNA of Things“, tedy „DNA věcí“ (DoT), očividně podle „Internet of Things“, čili „Internetu věcí“. Jejich výzkum publikoval časopis Nature Biotechnology.

Grass s kolegy otestovali DNA věcí na 3D tištěném králíkovi. Ten v sobě obsahuje DNA s digitální informací, která zahrnuje instrukce pro 3D tisk tohoto králíka. Jde zhruba o 100 kB dat. Badatelé to udělali tak, že do plastu pro 3D tisk přidali nanokuličky s DNA, která obsahuje zmíněnou informaci. Jak Grass trefně dodává, jejich 3D tištěný králík je jako živý králík, protože ve svém těle nese návod na postavení sebe sama. I když je to o poznání jednodušší návod, nežli u biologického králíka.

Ehrlich připomíná, že všechna soudobá datová média mají pevně daný tvar. Jedinou známou výjimkou je právě DNA, s copyrightem matky přírody. Jedině DNA může existovat i jako součást kapaliny, díky čemuž může být vložena do objektů prakticky libovolného tvaru. Svou DNA s digitální informací může mít knoflík u košile, láhev s vodou nebo třeba čočky brýlí. Pozoruhodnou DNA věcí se jistě vyplatí i nadále sledovat.

Video:  Storing data in everyday objects


Literatura
ETH Zürich 9. 12. 2019, Nature Biotechnology online 9. 12. 2019.