De kunstenaars Cyrus Clarke en Monika Seyfried, en de wetenschapper Jeff Nivala pakken het naderende probleem van ‘data warming’ aan door data op te slaan in planten via dna-manipulaties. Het project, Grow Your Own Cloud genoemd, slaat gegevens op in de natuur en absorbeert daarmee CO2 in plaats van datacenters die koolstofdioxide uitstoten.
Het vele malen bekroonde project Grow Your Own Cloud (GYOC) werkt met data als materiaal en de natuur als technologie. Centraal staat het onderzoek naar hoe dna-gegevensopslagmethoden een nieuwe materialiteit rond data kunnen bewerkstelligen, om zo te inspireren tot en fantaseren over toekomsten waarin data een duurzame en publieke hulpbron zijn.
Achtergrond
Cyrus Clarke (VK) is een kunstenaar en futurist met een achtergrond in economie en digitale technologieën. Monika Seyfried (Polen) is een interaction designer met een achtergrond in kunst, fotografie en film maken. In haar werk begeeft ze zich op het snijvlak van opkomende technologieën, digitale media en de natuurlijke omgeving, waarbij ze zintuiglijk rijke, interactieve ruimtes creëert. Jeff Nivala is een Amerikaanse onderzoekswetenschapper en principal investigator aan de Universiteit van Washington. Hij werkt nauw samen met faculteit en studenten als onderdeel van het Molecular Information Systems Lab in de Allen School of Computer Science and Engineering. Zijn wetenschappelijke interesses zijn breed gericht op de intersectie van moleculaire en synthetische biologie/biochemie met technologieontwikkeling.
Swipen
Bijna alles wat we doen produceert data, van het swipen van creditcards tot mailen en van het vragen van de weg tot afspraakjes. De datacenters die al deze data opslaan, zijn voornamelijk in handen van Google, Amazon, Facebook en Apple (GIGA). Volgens de drie initiatiefnemers (zie kader) is het onwenselijk dat vier particuliere ondernemingen zo’n macht hebben, omdat data immers het nieuwe goud zijn.
Maar hun grootste zorgen gaan uit naar het landbeslag en energieverbruik die gepaard gaan met datacenters. ‘Vandaag gebruiken datacenters wereldwijd meer energie dan het hele Verenigd Koninkrijk, en tegen 2025 zullen ze meer dan twintig procent van onze wereldwijde energie verbruiken. In een postindustrieel informatietijdperk zijn gegevens de nieuwe olie, en bedrijven die zich bezighouden met gegevens zijn de grootste ter wereld. Net als olie voordien heeft onze vraag naar gegevens een impact op het milieu. De broeikasgassen die door dataverbruik worden uitgestoten, zijn nu al vergelijkbaar met die van de luchtvaartindustrie, en het ziet ernaar uit dat ze exponentieel zullen toenemen.’
Dit alles leidt tot het fenomeen data warming. Het drietal wil dit voorkomen voordat het weer te laat is. Volgens hen was begin 2020 het aantal bytes in het digitale universum veertig keer groter dan het aantal sterren in het waarneembare universum. Veel van deze gegevens, video’s, foto’s en berichten liggen slapend op servers en vormen een soort ‘digitaal afval’.
In de achtertuin
GYOC stelt zich een wereld voor waarin dataopslag CO2 absorbeert, waar een datacenter gegevens kan laten groeien in je achtertuin. Zij noemen het onderzoekswerk naar alternatieven voor de huidige systemen van opslag, verwerking en verkoop van gegevens. Daarbij gebruiken zij geen silicium maar dna om gegevens op te slaan. Dna is niet alleen het oudste, maar ook het efficiëntste en dichtste medium voor gegevensopslag in het heelal; momenteel kan tot tweehonderd petabyte aan gegevens per gram worden opgeslagen.
De onderzoekers stellen dat het huidige proces van coderen en decoderen van binaire gegevens naar en van gesynthetiseerde dna-strengen relatief kostbaar en tijdrovend is, maar dat spoedig deze kosten minder dan een dollar per terabyte aan gegevens bedragen. Dan kan deze schone, biologische gegevensopslag wedijveren met de huidige siliciumindustrie.
Inmiddels heeft de groep een methode ontwikkeld om de genetische informatie van organismen te lezen. Hiervoor gebruikt GYOC geavanceerde dna-sequencingapparatuur, waarmee de genetische informatie van organismen is te lezen en de samenstelling van de ACGT-moleculen binnenin is te begrijpen. ‘Dit houdt in dat dna-strengen door kleine openingen in een membraan worden geleid, waar een elektrische stroom doorheen loopt. Wanneer dna-basen passeren, verstoren zij de stroom op een karakteristieke manier. Deze informatie wordt vervolgens verwerkt met behulp van bedrijfseigen software om de weer te geven boodschappen te decoderen’, verklaren ze hun methode.
Planten hebben het potentieel om grote hoeveelheden gegevens in hun dna op te slaan. ‘Stel je voor dat bomen al onze gegevens zouden kunnen opslaan? Dan zouden we er zeker veel meer planten. Daarom is het onze ambitie om een overgang te helpen bewerkstelligen van vuile ‘datafarms’ naar echt groene datafaciliteiten’, aldus het trio.
Databloemenwinkel
De onderzoekers hebben al diverse projecten uitgevoerd. Een ervan is de datatuin, een nieuw soort data-infrastructuur die de eenwording tussen mensen, ecosystemen en technologie bevordert. In de installatie zijn planten gecodeerd met data. Het coderingsproces houdt in dat digitale gegevens zoals tekst, jpeg’s en mp3’s worden omgezet in een biologisch formaat, dna, waarbij ACGT wordt gebruikt in plaats van binair. In de datatuin worden in het dna van de planten opgeslagen gegevens gedecodeerd met de nieuwste genetische sequencingtechnologieën. Dit proces wordt in gang gezet door een vloeibaar monster in een nanopore sequencer te brengen, die de genetische informatie analyseert om verborgen boodschappen, geluiden en beelden te onthullen die in de ruimte kunnen worden ervaren.
In 2018 is in Kopenhagen een bestaande bloemenwinkel omgetoverd tot een datacentrum van de toekomst. De databloemenwinkel was bedoeld om wetenschappelijke kennis buiten het lab in te zetten en artistieke apparaten buiten de galerie te gebruiken. Stel je een wereld voor waarin de plaatselijke bloemenwinkel in feite een gedecentraliseerd biologisch datacentrum is.
De databloemist gaf de klant advies over de verzorging van zijn plant, om ervoor te zorgen dat zijn gegevens zouden bloeien en groeien. Ze kregen een data-verzorgingskaart mee die bij de plant hoort, met belangrijke informatie en verzorgingsinstructies. Elke bezoeker ging weg met een gecodeerde plant en een speciale downloadkit, waarmee ze ons een monster van hun gecodeerde plant konden sturen, dat we konden gebruiken om hun gegevens terug te lezen.
Duurzaam streamen
Muziek en films streamen leggen een groot beslag op datacenters en bijbehorende infrastructuur. ‘Onderzoekers ontdekten dat het streamen van één enkel nummer – ‘Despacito‘ – evenveel elektriciteit verbruikte als het gecombineerde jaarlijkse elektriciteitsverbruik van vijf Afrikaanse naties. We moeten vraagtekens zetten bij een cultuur van luisteren die onmiddellijke toegang, oneindige opslag en constant gebruik verwacht’, melden de onderzoekers.
GYOC biedt een alternatief. ‘In samenwerking met de natuur slaan we muziekbestanden op in dna. Muziek die op deze manier wordt opgeslagen kan koolstofdioxide absorberen in plaats van het uit te stoten, blijft in een formaat dat nooit verouderd raakt, en is generaties lang deelbaar.’ Het nieuwe, echt groene muziekformaat heet ceed.
Ceed is het nieuwe, echt groene muziekformaat. Het gebruikt dna-datatechnologie om geluidsbestanden op te slaan in de genetische taal van het leven. Met ceed groeit je muziek. Het kan zich voortplanten en natuurlijke schoonheid brengen in je omgeving. GYOC wil ceed verder ontwikkelen met gelijkgestemde artiesten en organisaties, om de wereld een echt groen formaat voor muziek te bieden.
