পৃথিবী উষ্ণ হচ্ছে, কিন্তু এই লোকেরা হার্ড ড্রাইভ তৈরি করতে বরফ ব্যবহার করছে

তথ্যের সঞ্চয় হল মানুষের প্রযুক্তিগত সাধনার পবিত্র গ্রেইলগুলির মধ্যে একটি (এজিআই ছাড়াও)।

পাথরের খোদাই থেকে গিঁটযুক্ত দড়ি, পাঞ্চড কার্ড থেকে চৌম্বকীয় টেপ এবং হার্ড ড্রাইভ পর্যন্ত, মানুষ সব ধরণের স্টোরেজ মিডিয়া চেষ্টা করেছে, কিছু সাফল্য এবং কিছু ব্যর্থতার সাথে।

কিন্তু এখন, বেইজিং ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির পণ্ডিতরা রেসে একটি নতুন খেলোয়াড় যোগ করেছেন – একটি স্টোরেজ মাধ্যম যা হাজার হাজার বছর ধরে সরল দৃষ্টিতে লুকিয়ে আছে।

বরফ। ফ্রিজে এবং আপনার পানীয়ের জন্য বরফ। এটা যে সহজ.

এটি অবশ্যই বরফের মধ্যে শব্দগুলি খোদাই করার বিষয়ে নয়… তবে আরও সূক্ষ্ম পদ্ধতি: বরফের মধ্যে আটকে থাকা ক্ষুদ্র বুদবুদগুলিকে কাজে লাগিয়ে তথ্য এনকোডিং।

এই প্রযুক্তিটি কিছুটা শ্লেষ বলে মনে হচ্ছে, তবে এটি সম্পর্কে সাবধানে চিন্তা করুন: অফলাইন, ঠান্ডা এবং হ্যাক করা কঠিন – এটি কি "কোল্ড স্টোরেজ" এর আক্ষরিক অর্থ নয়?

প্রকৃতির হার্ড ড্রাইভ, ঠান্ডা এবং পুরানো

পৃথিবী উষ্ণ হচ্ছে, এবং কিছু লোক হার্ড ড্রাইভ হিসাবে বরফ ব্যবহার করার কথা ভাবছে। কি একটি বন্য ধারণা! প্রকৃতপক্ষে, এর পিছনের নীতিটি আশ্চর্যজনকভাবে মার্জিত, এবং কোটি কোটি বছরের পুনর্জন্ম দ্বারা কার্যকর প্রমাণিত হয়েছে:

পৃথিবীর পৃষ্ঠের প্রায় 10% বরফ দ্বারা আবৃত। বায়ুমণ্ডল জলাশয়ে সঞ্চালিত হয়, এবং যখন জল জমে যায়, তখন এটি বায়ুমণ্ডলকে "আটকানো বুদবুদ" আকারে আটকে রাখে। বিশ্বজুড়ে প্রাচীন বরফের কোরগুলি প্রাচীন বায়ুমণ্ডলের গোপনীয়তা সিল করে এবং প্রাকৃতিক সময় ক্যাপসুলে পরিণত হয়। তারা বিজ্ঞানীদের জন্য একটি ভান্ডার, বিলিয়ন বছর আগের পৃথিবীর চেহারা পুনরুদ্ধার করে এবং পরিবেশ ও বিবর্তন সম্পর্কে অমীমাংসিত রহস্যের নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।

অন্য কথায়, পৃথিবী যদি একটি কম্পিউটার হয়, তবে বরফ তার "হার্ড ড্রাইভ"। যে বুদবুদগুলি পালাতে পারে না সেগুলি অসংখ্য ডেটা পয়েন্ট।

এই জিনিসগুলি জানার পরে, আপনি যখন বারে যাবেন তখন আপনার একটি ভিন্ন অভিজ্ঞতা হতে পারে: বারটেন্ডারের নিখুঁত স্বচ্ছ বরফের কিউবগুলির সাধনা আসলে প্রকৃতির নিয়মের বিরুদ্ধে…

বেইজিং ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির অধ্যাপক এবং থার্মোডাইনামিক্সের বিশেষজ্ঞ সং মেনজিকে কীভাবে আরও সঠিকভাবে বরফে আটকে থাকা বুদবুদগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করা যায়। তিনি আমাকে বলেছিলেন যে তিনি যখন 2018 সালে টোকিও বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন বিশেষ গবেষক ছিলেন, তখন তিনি মাইক্রোন আকারের আটকে পড়া বুদবুদগুলির উপর প্রচুর গবেষণা করেছিলেন এবং বুদবুদ নিয়ন্ত্রণের সাধারণ ধারণাটি বের করেছিলেন।

এই আবিষ্কারগুলি তার মনে বীজের মতো শিকড় গেড়েছিল, নতুন অনুপ্রেরণার জন্ম দেয়:

যেহেতু প্রকৃতি বরফকে "হার্ড ড্রাইভ" হিসাবে ব্যবহার করতে পারে, আমরা কেন পারি না?

বুদবুদ নিয়ন্ত্রণের নীতিটি সহজ: যখন জল জমে যায়, তখন এটি দ্রবীভূত গ্যাসগুলিকে চেপে ধরে আটকে থাকা বুদবুদ তৈরি করে। এটি খুব দ্রুত ঠান্ডা, এবং বুদবুদ ডিম্বাকৃতি হবে; এটি খুব ধীরে ধীরে ঠান্ডা করুন, এবং সুই-আকৃতির বুদবুদ প্রদর্শিত হবে; এটিকে আরও ধীরে ধীরে ঠান্ডা করুন, এবং কোনও বুদবুদ থাকবে না – এমন একটি দক্ষতা যা অভিজ্ঞ বারটেন্ডার ইতিমধ্যে আয়ত্ত করেছেন।

এই বুদবুদগুলির আকারগুলি 1 এবং 0, বিন্দু বা অনুভূমিক রেখা, চালু এবং বন্ধের সাথে মিলে যায়, এটি কি ডেটার একটি অংশ হয়ে যায় না?

কিন্তু একা এই আবিষ্কার যথেষ্ট নয়। যদি এটি 1 এবং 0 এর একটি সাধারণ ম্যাপিং হয়, তাহলে বরফের টুকরো একটি সম্পূর্ণ বাক্য সংরক্ষণ করতে সক্ষম হবে না। এই আবিষ্কারটিকে আরও বাস্তবসম্মত করতে দলটিকে এনকোড করা তথ্যের দক্ষতা এবং সঞ্চয়স্থানের ঘনত্ব উন্নত করতে হবে।

BIT টিম একটি ডিভাইস তৈরি করেছে, যাকে আপনি বরফের ঘনক্ষেত্রগুলির জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা একটি "2D প্রিন্টার" হিসাবে কল্পনা করতে পারেন: সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের জন্য নীচে একটি ঠান্ডা প্লেট সহ স্বচ্ছ প্লাস্টিকের শীটগুলির মধ্যে জলের একটি স্তর স্যান্ডউইচ করা হয় এবং তারপরে সুনির্দিষ্ট সংকেত প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে, ঠান্ডা প্লেটের জন্য একটি নিখুঁত তাপমাত্রা বক্ররেখা তৈরি করা হয়৷

দুটি ভেরিয়েবল, তাপমাত্রা এবং সময় নিয়ন্ত্রণ করে, দলটি স্থিরভাবে এবং দক্ষতার সাথে সুশৃঙ্খল বুদবুদ তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিল। এটি কোডিং, তবে এটি বরফের মধ্যে একটি পেইন্টিং তৈরি করার মতো।

ডিকোডিং প্রক্রিয়াটিও সহজ এবং মার্জিত, একটি নান্দনিকতা সহ যা প্রোগ্রামাররা বুঝতে পারে: বরফের একটি ছবি তুলুন, এটিকে একটি গ্রেস্কেল ছবিতে রূপান্তর করুন এবং কম্পিউটার ভিশন অ্যালগরিদম বাকিটি দখল করে। সফ্টওয়্যারটি বুদবুদের আকার, আকৃতি, পরিমাণ, বিতরণ এবং অন্যান্য তথ্য পড়ে এবং এটিকে বাইনারি বা মোর্স কোডে অনুবাদ করে।

"007" মুভিতে কল্পনা করুন, বন্ড, যিনি ড্রাই মার্টিনি পান করতে অভ্যস্ত, একটি বিশাল বর্গক্ষেত্র আইস কিউব সহ একটি ককটেল পান। বারটেন্ডারের চোখ তাকে বুঝতে দেয় যে দরজাটি কতটা গভীর। বন্ড দ্রুত স্মার্ট চশমা দিয়ে আইস কিউবের বুদবুদ পড়ে, এবং গোপনীয় তথ্য হস্তান্তর করে।

অবশ্যই, ল্যাবরেটরি থেকে হলিউড ব্লকবাস্টারে যেতে এখনও অনেক পথ বাকি।

বাস্তবে ফিরে, প্রফেসর সং স্বীকার করেছেন যে যদিও বরফ সংরক্ষণের ঘনত্ব ঐতিহ্যগত হার্ড ড্রাইভের মতো বেশি নয়, তবে এটি দলের প্রাথমিক প্রত্যাশার বাইরে: একটি 10 ​​x 10 সেমি বরফের টুকরো "প্রায় 3 বা 4 পৃষ্ঠার তথ্য সংরক্ষণ করতে পারে।"

যদিও এটি কম্পিউটারে SSD-এর সাথে ধরতে পারে না, অন্তত একটি আক্ষরিক "কোল্ড স্টোরেজ" সমাধানের জন্য, এটি ইতিমধ্যে বেশ ভাল। স্টোরেজ ঘনত্বের অগ্রগতি গবেষণা দলের উপর নির্ভর করে না, কিন্তু শিল্পের উপর। এই গবেষণাটি প্রয়োগের সম্ভাবনা প্রদর্শনের পরিবর্তে মৌলিক বিজ্ঞানের উপর বেশি জোর দেয়।

এই প্রযুক্তির পুনরুত্পাদনের অসুবিধা সম্পর্কে জিজ্ঞাসা করা হলে, প্রফেসর সং বলেছিলেন যে প্রচলিত বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ হার্ডওয়্যার ব্যবহার করে, এবং একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ হ্যান্ড-অন এবং কম্পিউটার দক্ষতা ব্যবহার করে, এটি প্রায় সম্পূর্ণরূপে পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে এবং এটি "প্রায় 10,000 ইউয়ান" এর জন্য পুনরুত্পাদন করা যেতে পারে।

অবশ্যই, এটি একটি মোটামুটি এবং আশাবাদী অনুমান মাত্র। এর মানে এই নয় যে কেউ 10,000 ইউয়ান খরচ করে বাড়িতে হার্ড ড্রাইভ তৈরি করা শুরু করতে পারে। এর অর্থ হল এই কাগজের পিছনের প্রযুক্তিটি পুনরুত্পাদন করা কঠিন নয় এবং জনপ্রিয়করণের জন্য একটি কম থ্রেশহোল্ড রয়েছে।

ঠান্ডা প্রযুক্তি, গরম ভবিষ্যত

বরফ অবশ্যই একটি স্টোরেজ মাধ্যম নয় যা সমস্ত পরিস্থিতিতে ভাল কাজ করে এবং এটি সলিড-স্টেট ড্রাইভগুলিকে সম্পূর্ণরূপে প্রতিস্থাপন করতে পারে না, যার স্টোরেজ ঘনত্ব এবং স্থায়িত্বের ক্ষেত্রে বিশাল সুবিধা রয়েছে। কিন্তু এর মানে এই নয় যে স্টোরেজ মাধ্যম হিসেবে বরফ অন্বেষণ করা ইচ্ছাপূর্ন চিন্তা। প্রকৃতপক্ষে, বিদ্যুতের উপর ভিত্তি করে ঐতিহ্যবাহী স্টোরেজ প্রযুক্তি দ্বারা সম্মুখীন হওয়া চ্যালেঞ্জগুলি বরফ দ্বারা সমাধান করা যেতে পারে।

একটি উদাহরণ হিসাবে মেরু অঞ্চল নিন। ঐতিহ্যবাহী ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতি শুধুমাত্র নিম্ন তাপমাত্রার চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয় না, তবে বিদ্যুতের অভাবের কারণেও সীমাবদ্ধ। স্যাটেলাইটের মাধ্যমে প্রচুর পরিমাণে তথ্য আপলোড করাও ব্যয়বহুল এবং অস্থির। এই সাদা জগতে, একটি আপাতদৃষ্টিতে সাধারণ বরফের টুকরো পুরো বৈজ্ঞানিক অভিযান দলের গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার বহন করতে পারে।

অথবা যুদ্ধের ছায়ায়, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ডাল সহজেই ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির লাইফলাইন কেটে ফেলতে পারে। বরফ স্টোরেজ প্রায় কোন শক্তি খরচ করে না। বরফের একটি সাধারণ টুকরো সার্ভারের ওজন বহন করতে পারে। এটি তাপীয় ইমেজিং দ্বারা চিহ্নিত করা যায় না এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ দ্বারা ট্র্যাক করা যায় না। এটি গোপন এবং নিরাপদ।

অন্য দৃষ্টিকোণ থেকে, আইস স্টোরেজ একটি আক্ষরিক "কোল্ড স্টোরেজ" সমাধান। যে ডেটাগুলিকে ধরে রাখতে হবে এবং ব্যাক আপ করতে হবে কিন্তু ঘন ঘন পড়ার দরকার নেই তা আইস-এ এনকোড করা হয় এবং শূন্য খরচে সংরক্ষণ করা যায়।

বরফের সঞ্চয়স্থান বিশেষত পাওয়ার এবং হার্ডওয়্যার ব্যর্থতার ক্ষেত্রে বা এমনকি কেয়ামতের পরিস্থিতিতেও কার্যকর। কল্পনা করুন যখন চরম আবহাওয়া সুনামির সূত্রপাত করে, অথবা যখন মানুষ বোকামি করে শেষ বিশ্বযুদ্ধ শুরু করে এবং নিজেদেরকে বিলুপ্তির দিকে ঠেলে দেয়… পৃথিবীর জীবন্ত পরিবেশ পুনরুদ্ধার না হওয়া পর্যন্ত বরফ সংরক্ষণ শেষ "তথ্য সিন্দুক" হিসাবে কাজ করতে পারে এবং সমাজ আবার অঙ্কুরিত হয়।

আজ, মানুষ বরফ থেকে ডিএনএ বের করেছে এবং সফলভাবে আর্কটিক নেকড়েদের ক্লোন করেছে। যখন মানুষের বেঁচে থাকার সময় আসে, তখন কেন হাজার হাজার বছরের জ্ঞান ও সাংস্কৃতিক ঐতিহ্য সংরক্ষণের জন্য বরফের দিকে ঝুঁকবেন না – আমাদের অস্তিত্বের প্রমাণ?

অবশ্যই, মূলধারার দৃষ্টিকোণ থেকে, এই জিনিসগুলি খুব দূরে, খুব তাড়াতাড়ি এবং খুব গুরুত্বহীন। সুতরাং আসুন আমাদের দৃষ্টিভঙ্গি পরিবর্তন করি: ইন্টারনেট এবং AI দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা তৃতীয় এবং চতুর্থ প্রযুক্তিগত বিপ্লবগুলিও পৃথিবীতে অত্যধিক পরিমাণে ইলেকট্রনিক বর্জ্য নিয়ে এসেছে। ডেটা সঞ্চয় করার জন্য বরফ ব্যবহার করা বিপরীত পরিবেশগত দর্শনের প্রতিফলন:

বৈজ্ঞানিক কল্পকাহিনী সিনেমার অদূর ভবিষ্যতে ইলেকট্রনিক বর্জ্যের পাহাড় বেশি দূরে নয়। যখন তথ্যটি পড়া হয় এবং বরফের আর প্রয়োজন হয় না, তখন এটি পুরোপুরি পানিতে "অপমানিত" হতে পারে, বা সরাসরি অন্যান্য ব্যবহারে, যেমন সংরক্ষণ, রসদ, খাদ্য এবং এমনকি নির্মাণে ব্যবহার করা যেতে পারে।

স্থাপত্যের কথা বলতে গেলে, সং মেনজির দলের জন্য তথ্য সংরক্ষণই একমাত্র অনুপ্রেরণা নয়। টোকিওতে, তিনি বুঝতে পেরেছিলেন যে সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রিত বুদবুদগুলির ব্যবহার কেবল বরফের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়, এতে আরও কঠিন বা বহু-ফেজ উপাদানও রয়েছে।

কিছু দিন আগে, আমরা বিআইটিতে আমাদের অফিসে পদার্থ প্রকৌশল বিজ্ঞানে এই প্রযুক্তি ব্যবহারের সম্ভাবনা সম্পর্কে কথা বলেছিলাম।

উদাহরণস্বরূপ, অপরিবর্তনীয় জলবায়ু পরিবর্তনের কারণে বা মহাকাশ প্রযুক্তির বিস্ফোরণের কারণেই হোক না কেন, একদিন মানুষ অবশেষে পরিণত হবে যাকে মাস্ক "মাল্টি-প্ল্যানেট প্রজাতি" বলে। কিন্তু মানুষ যখন চাঁদ বা মঙ্গল গ্রহে বাস করতে যাবে, তখন তারা দেখতে পাবে যে তাদের বড় আকারের নির্মাণের উপকরণের অভাব রয়েছে। বিশ্বের অনেক দল নির্মাণ কাজে ব্যবহারের জন্য উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপের মাধ্যমে কঠিন পদার্থে চন্দ্রের ধূলিকণা ঘনীভূত করার সম্ভাবনা অন্বেষণ করছে।

বরফ সংরক্ষণের নীতিটি এখানেও প্রযোজ্য: তাপমাত্রা এবং চাপের মতো শারীরিক পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করে, বিভিন্ন কঠিন পদার্থে বুদবুদ (বা বিদেশী অন্তর্ভুক্তি) সঠিকভাবে তৈরি করা যেতে পারে। এই বুদবুদের কণার আকার, রূপবিদ্যা, পরিমাণ এবং বন্টনও কঠিন পদার্থের ভৌত বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করবে।

ধরুন একটি বিল্ডিং নির্মাণের জন্য বিভিন্ন আকারের ইট প্রয়োজন। পৃথিবীতে, আমরা ছাঁচ ঢালাই, কাটিং বা উপাদান মুদ্রণের মাধ্যমে এটি অর্জন করি, যা বহির্জাগতিক গ্রহগুলিতে পুনরায় ব্যবহার করা কঠিন। যাইহোক, "ইট" প্রিন্ট করার জন্য বুদবুদের মাধ্যমে কঠিন পদার্থ নিয়ন্ত্রণ করে, আপনি হাত বা হাতুড়ি দ্বারা প্রয়োজনীয় আকারে তাদের ভাঙ্গতে পারেন – এটি মহাকাশে মানুষের নির্মাণ দক্ষতা এবং জীবনের গুণমানকে ব্যাপকভাবে উন্নত করবে।

(এই সম্ভাবনাগুলি কাগজে উল্লেখ করা হয়েছে, তবে একাডেমিক জার্নালে পাণ্ডুলিপি গ্রহণের জন্য কিছু উদ্দেশ্যমূলক নিয়মের কারণে, এই কাগজটি তথ্য সঞ্চয়ের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।)

প্রযুক্তিগত বিপ্লবের মহান আখ্যানে, লোকেরা সর্বদা নতুন অগ্রগতির সন্ধান করে – দ্রুত, আরও ছোট, শক্তিশালী, বুদ্ধিমান, ইত্যাদি৷ কিন্তু কখনও কখনও প্রকৃত উদ্ভাবনের জন্য "এক ধাপ পিছিয়ে নেওয়া" এবং আমরা যে জিনিসগুলিকে স্বাচ্ছন্দ্যের জন্য গ্রহণ করি তা পুনরায় পরীক্ষা করা এবং ব্যবহার করা প্রয়োজন৷

এই কাগজটি অধ্যয়ন করার পরে, আমি একটি সাহসী বিবৃতি নিয়ে এসেছি: সবচেয়ে শক্তিশালী প্রযুক্তি প্রায়শই সবচেয়ে জটিল এবং ব্যাপক নয়, তবে একটি নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে সহজ, মার্জিত এবং নিখুঁত হওয়া উচিত। এটির জন্য কোন বিরল পৃথিবীর উপাদান, কোন ইলেকট্রনিক বর্জ্য এবং প্রায় কোন বিদ্যুতের প্রয়োজন নেই, তবে শুধুমাত্র জল, ঠান্ডা বাতাস এবং কিছু মানুষের বুদ্ধিমত্তা প্রয়োজন।

অবশেষে, আমি আসলে আশা করি যে আপনি, যারা এই নিবন্ধটি পড়ছেন, আপনার জীবদ্দশায় বরফ সংরক্ষণ প্রযুক্তি ব্যবহার করার প্রয়োজন হবে না। কিন্তু যদি মানবজাতির শেষ অনিবার্য হয়, হিমবাহগুলি পুনরুদ্ধারের আশা রক্ষা করতে পারে।