港大研究团队研发Gungnir编解码系统 受区块链技术启发 助力 DNA 数据长期储存
香港大学(港大)工程学院研究团队成功研发出新型 DNA 数据储存编解码系统「Gungnir」。该研究由计算与数据科学学院罗锐邦教授和电机与计算机工程系李灿教授带领,首次将受区块链启发的计算策略应用于 DNA 数据储存,显著提升从严重受损的 DNA 序列中恢复数码资讯的能力,有望将 DNA 数据储存的实际耐用程度由不足十年,大幅延长至数百年。
DNA 是极具潜力的长期数据存档媒介。它能在极小的物理空间内储存大量资讯,在适当条件下可稳定保存数千年,而且储存期间毋须耗能。然而,随着储存时间增加,DNA 分子会逐渐受损,电脑便可能无法准确读回原来储存的文件。现有编解码方法在纠正 DNA 某些类型的错误时能力有限,较适合从新近合成的 DNA 储存介质中恢复数据,难以应对长期储存所累积的分子损伤。
Gungnir 首次将区块链的先进计算技术应用于 DNA 数据储存,为纠正 DNA 错误开拓了一条全新路径。它利用强大的计算能力,不断推演可能的原始数据,再逐一验证,直至确认正确的资讯。换言之,计算能力越强,Gungnir 就越能从严重受损的 DNA 中找回原本的资讯。这种方法将 DNA 储存的容错上限提升至 20% 的错误率,较现有方法提高约四倍。
这项技术让储存在 DNA 中的资讯即使经历高度分子降解,仍有机会被准确恢复。在极限测试中,Gungnir 能从一份相当于在自然条件下存放约四百年的 DNA 中恢复全部数据。这意味着,在相同环境下,DNA 数据储存的耐用程度有望由不足十年延长至数百年。随着计算能力持续增长,Gungnir 的纠错能力亦有望同步提升,让 DNA 有潜力成为一座可延续千年的「数据档案馆」。
研究成果已刊登于《自然通讯》(Nature Communications),论文题为「Gungnir codec enabling high error-tolerance and low-redundancy DNA storage through substantial computing power」。
论文连结: https://www.nature.com/articles/s41467-026-71485-x
关于Gungnir: https://github.com/HKU-BAL/Gungnir
关于罗锐邦教授
罗锐邦教授现任香港大学计算与数据科学学院副教授。他亦担任助理院长(学习事务与学生拓展)及副学部主任(人工智能与数据科学系)。他2010-2015在香港大学师从林德华教授完成生物信息学博士学位,随后2016-2017年在约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)计算生物学中心师从 Steven Salzberg 教授和 Michael Schatz 教授完成博士后培训。
罗教授致力于生物信息学算法和临床信息学研究。他已发表超过 100 篇论文,其中 10 篇引用次数超过一千次。他自 2019 年起被科睿唯安(Clarivate Analytics)评为全球前 1% 学者,获百度研究院选为全球 AI 华人年轻学者前 150 名,2019 年获《麻省理工科技评论》选为亚太区「35 岁以下创新者」前 10 名,并于 2017 年获《福布斯》评选为亚洲医疗与科学领域「30 位 30 岁以下精英」。
关于李灿教授
李灿教授现任香港大学电机与计算机工程系副教授、先进半导体与集成电路中心(Centre for Advanced Semiconductors and Integrated Circuits,CASIC)副主任及电子工程工学学士课程主任,并为 IEEE 高级会员。他的研究聚焦人工智能硬件、神经形态计算、非挥发性存储器及包括忆阻器在内的新兴纳米电子器件。加入港大前,他曾于美国加州惠普实验室工作;他于北京大学取得学士及硕士学位,并于美国麻省大学阿默斯特分校取得博士学位。
李教授的研究成果获广泛引用,至今已被引用超过 13,000 次。他于2025年入选科睿唯安「高被引学者」,并自2022年起获列为全球首1%学者。他曾获国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(港澳)、香港研究资助局杰出青年学者奖,以及裘槎基金会「裘槎麦德华前瞻科研大奖」。
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