自拍照未來可能儲存在DNA裡？突破性技術將改變數位儲存方式

在數位影像儲存領域，DNA分子可能成為硬碟之外更環保且穩定的替代方案。瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的研究團隊正在開發一套全新的影像壓縮標準，專門針對這項極具潛力的新興技術。

根據統計，全球每年拍攝的照片總量將在幾年內突破2兆張。這些影像有些保留在智慧型手機中，更多則上傳至雲端，不斷佔用資料中心的磁帶和硬碟空間。然而，這些傳統儲存方式不僅容量有限，儲存期限也受限制，更別提對環境造成的負擔。

影像處理專家、EPFL多媒體訊號處理組負責人Touradj Ebrahimi教授指出：「我們估計，僅僅1公克的DNA就能儲存約2.15億GB的資料，相當於86萬個250GB的外接硬碟，足以容納約5萬張照片。」

DNA作為生命密碼，能夠長期穩定儲存遺傳資訊。2022年，科學家甚至在格陵蘭冰層中發現了儲存完好的200萬年前DNA。如今，隨著DNA定序與合成技術的進步，科學家已能讀寫這種「生命編碼」。

將DNA應用於資料儲存時，首先需將二進位格式(0,1)轉換為DNA序列(A,T,C,G)，再合成為DNA鏈並儲存在適當環境中。讀取資料時，只需逆向解碼即可還原資訊。

雖然這項技術在長期歸檔方面潛力巨大，但仍面臨成本高昂與存取時間較長等挑戰。不過，DNA儲存具備超高密度、超長壽命與低功耗等優勢，吸引全球研究團隊投入開發，包括Ebrahimi教授的實驗室。

身為JPEG委員會主席，Ebrahimi教授正推動「JPEG DNA」計畫，與國際電工委員會、日本拓殖大學等機構合作，開發專為合成DNA設計的影像壓縮標準。他強調：「如何在編碼、合成、儲存、擴增與定序後準確重建影像，是項重大挑戰。但有了通用標準，工程師就能開發高效的編碼與壓縮方法。」

研究團隊已設計出評估DNA儲存方法的編碼程式，包含測試影像組、比較標準、糾錯機制，以及處理生化限制的技術。針對大型多媒體檔案，團隊更開發出能將二進位資料高效轉換為DNA序列的新型壓縮演演算法，無需預先解碼.jpg檔案，不僅速度更快、更可靠，還能減少DNA合成量與運算需求，同時提升影像品質。

Ebrahimi教授表示：「隨著人工智慧與機器學習技術進步，我們將能持續最佳化JPEG DNA標準，改進編碼與糾錯機制，同時保持與標準語法及解碼程式的相容性。」這項突破性技術有望徹底改變人類儲存數位記憶的方式。

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