Issuu on Google+

DOOR: WALTER WIJNHOVEN

OP WEG NAAR ONSTERFELIJKE INFORMATIE Informatiedrager die de mensheid overleeft Als je dit leest in het jaar 1.002.013 (check de kalender even), dan is het gelukt. Dan is er een manier om data te bewaren, die het mogelijk maakt dat je dit artikel uit 2013 leest. De onderzoeker die aan de wieg van deze ontwikkeling staat, is Jeroen de Vries.

30 EDITIE 273

PCA 273_Datadrager.indd 30

09-12-13 11:10


REPORTAGE

Jeroen de Vries ontwikkelt nalatenschap voor de eeuwigheid

V

Onsterfelijke informatie

De datadrager met de geëtste QR-code

an kleitablet tot magnetische

barriers in patterned media’. Belangrijk

Zou het niet verstandig zijn als we iets

dataopslag: de mens is al

onderdeel hiervan is de ontwikkeling

van onszelf nalaten? Precies dat laatste

duizenden jaren in de weer

van een datadrager die de eeuwen

is het doel van het Human Documents

met het vastleggen en bewaren van

kan doorstaan. Jeroen: “Als we nu iets

Project (HDP) waarbij de promotor van

informatie. De afgelopen decennia is de

willen nalaten over de mensheid komt

Jeroen, professor Miko Elwenspoek,

opslagcapaciteit fors gestegen. Prachtig

het er eigenlijk op neer dat we dat niet

betrokken is. Maar wat moet je nalaten:

natuurlijk, maar het belangrijkste

kunnen. Er zijn geen geschikte media

heel Wikipedia? In wat voor taal schrijf

probleem is nog steeds niet opgelost:

en er is geen uitleesbare dataopslag

je dat? Welk opslagsysteem heeft een

de houdbaarheid van die informatie.

die iemand, zonder kennis van een

levensduur van 1 miljard jaar? In wat

Wetenschapper Jeroen de Vries, van het

bepaalde taal, zou kunnen leren. Er

voor code schrijf je die data weg, ASCII?

MESA+ Instituut voor Nanotechnologie

gelden andere eisen, wanneer we

Hoe leg je dan uit wat ASCII is? Waarbij

van de Universiteit Twente, beet zich vast

informatie willen opslaan die langer zal

je rekening moet houden met het feit

in dit probleem. En hoe: hij ontwikkelde

bestaan dan de mensheid zelf.”

dat een niet-menselijke intelligentie het moet kunnen uitlezen. Allemaal koren

een informatiedrager die de complete mensheid moet kunnen overleven. PC-

HUMAN DOCUMENTS PROJECT

op de molen van Jeroen de Vries. “Vorig

Active sprak met hem in de cleanroom.

Wie weet hoe de wereld eruitziet over

jaar nam ik deel aan een HDP-workshop

een miljoen jaar, of een miljard? Zijn er

aan Stanford University in Californië

dan nog mensen, leven zij nog zoals wij?

met antropologen en Egyptologen, een

DATADRAGER DIE EEUWEN DOORSTAAT “Techniek heeft me altijd geïnteresseerd. Op de middelbare school koos ik voor een technisch vakkenpakket en daarna ging ik elektrotechniek studeren aan de Universiteit Twente.” In oktober 2013 promoveerde Jeroen, vanuit de vakgroep Transducers Science and Technology, op het proefschrift ‘Energy

Is het niet verstandig als we iets van onszelf nalaten? PC-ACTIVE 31

PCA 273_Datadrager.indd 31

08-12-13 14:38


De cleanroom waar de datadrager ontwikkeld werd

Met de microscoop wordt alle informatie zichtbaar

gevarieerd gezelschap. Er is zelfs een

Arrhenius, blijkt dat bij een temperatuur

kernopslagfaciliteit, dan zouden disk en

groep die kijkt of je data ook in levend

van 473 kelvin (200°C) en bij één uur in

data het miljoenen jaren moeten kunnen

DNA zou kunnen opslaan. Dan zou je

de oven de disk voor minstens 1 miljoen

uithouden.”

data kunnen reproduceren. Maar dat is

jaar moet blijven werken.

RAMPSPOED OF NALATENSCHAP

een heel ander traject.” [1] Jeroen: “Na de test was er geen

Jeroen gaat uit van twee scenario’s

WET VAN ARRHENIUS

zichtbare degradatie van het wolfraam

waarom we informatie voor zo’n lange tijd

De huidige generatie harde schijven

en was de informatie nog goed uit

willen opslaan: een ramp die de aarde

houdt het zo’n tien jaar vol voordat

te lezen. Bij hogere temperaturen

heeft verwoest waarna de maatschappij

degradatie optreedt. Om te bewijzen

(tot 713 kelvin / 440°C) wordt het

de wereld opnieuw moet opbouwen.

dat de ontwikkelde disk met QR-code

moeilijker de QR-code te ontcijferen.

En het creëren van een nalatenschap

(zie kader ‘Hoe werkt de datadrager?’)

Vervolgonderzoek moet uitwijzen of

voor toekomstige intelligenties die

nog steeds leesbaar is na miljoenen

de disk ook hogere temperaturen

op aarde evolueren of afkomstig zijn

jaren, was een verouderingstest nodig.

kan weerstaan, bijvoorbeeld in een

van andere werelden. “Wat ik een

Volgens de wet van Arrhenius, genoemd

brandend huis. Maar als we een plek

boeiende gedachte vind: stel dat het

naar de Zweedse wetenschapper Svante

vinden die erg stabiel is, zoals een

misgaat met de mensheid en we weten het, dan kunnen we opslaan wat er is misgegaan. Kijk naar Midden-Amerika,

Bedenk een test voor Jeroen!

daar waren geavanceerde stammen

Een aantal opzienbarende tests, die Jeroen uitvoerde met bachelorstudent

dat duidelijk werd waarom. Zoiets zou

Dimitri Schellenberg, is te bekijken op internet [2]. Er is bijvoorbeeld een eitje

opgeslagen moeten worden, van heel

op de disk gebakken. Jeroen: “Wat ik ook graag nog zou willen testen is hoe snel

de mensheid of een deel ervan. Alsof

de toplaag slijt. Die is van vrij dun maar hard materiaal.”

de dinosaurussen een disk hebben

LEZERSVRAAG: Wie helpt Jeroen aan nog meer bruikbare testideëen? Stuur je reactie naar pc-active@hcc.nl. De beloning: ‘eeuwige’ roem!

die vrij plotseling verdwenen zonder

achtergelaten waarop we kunnen lezen waarom ze zijn uitgestorven. Wat we kunnen opslaan? In principe alles wat

32 EDITIE 273

PCA 273_Datadrager.indd 32

08-12-13 20:30


REPORTAGE

Onsterfelijke informatie

Hoe werkt de datadrager? Jeroen de Vries ontwikkelde een optische informatiedrager die informatie voor extreem lange periodes kan opslaan, waarin elke bit wordt weggeschreven door etstechnieken. Als informatiedrager koos hij voor een wafer, bestaande uit wolfraam ingekapseld door siliciumnitride. Er is gekozen voor wolfraam omdat dit extreme temperaturen kan weerstaan. In het wolfraam is een QR-code geëtst, beschermd door het nitride. Elke pixel van de grote QR-code bevat een kleinere QR-code met hierin weer andere informatie opgeslagen. Zo kent de kleine drager een grote informatiedichtheid. Jeroen: “Je ziet eerst de ‘grote’ data. Om de meer geavanceerde data te kunnen lezen heb je betere technieken nodig zoals een vergrootglas, microscoop of elektronenmicroscoop. Hoe hoger de datadichtheid van de QR-code, hoe beperkter de schade mag zijn voordat de code onleesbaar wordt. Je kunt met het blote oog zien welke stukjes ontbreken, dat is doorgaans te repareren.” we de moeite waard vinden, zoals een

De disk heeft drie lagen. Als onderlaag silicium en daarop

digitale afbeelding van de Mona Lisa. In

siliciumnitride, een hard materiaal en (mits niet te dik)

dit onderzoek hebben we een digitaal

transparant, met daartussen wolfraam. Daar bovenop zit

exemplaar van het hoofdstuk over dit

weer een laag siliciumnitride. Wolfraam, bekend onderdeel

medium uit mijn proefschrift gebruikt.”

van de inmiddels ‘verbannen’ gloeilamp, heeft van de metalen het hoogste smeltpunt (3.422°C).

POSITIEVE REACTIES Hoe waren de reacties op Jeroens

Nadeel is dat als de temperatuur te hoog wordt er scheurtjes

bevindingen? “Veel reacties waren

in de toplaag ontstaan, de meerdere lagen zetten niet gelijk

positief, men vond het ook interessant

uit. Jeroen: “Met deze materialen is er dus een bovengrens

dat dit in Nederland ontwikkeld is.

aan toegestane verhitting. Maar dat hoeft geen onoplosbaar

Wel dachten sommigen dat de QR-

probleem te zijn.” De gebruikte disk kan 28 gigabyte aan

code hetgene was dat we werkelijk

informatie bevatten en is niet herschrijfbaar.

wilden opslaan, maar dat is puur een demonstratie. En iemand zei: ‘Mijn frituurpan kan ook tegen 180 graden dus die houdt het ook wel een miljoen jaar vol’. Maar daar zijn andere processen

Toen de toplaag van de disk begon

om te kijken hoe lang zo’n draad is:

aan het werk: metalen kunnen oplossen,

te breken onder invloed van hoge

millimeters, de langste zelfs meer dan

bijvoorbeeld. De reden waarom de

temperaturen en zuurstof, begon het

een centimeter. Verbazingwekkend!

theorie in principe moet werken, is

wolfraam met zuurstof te verbinden

Misschien is hier ooit een toepassing

dat we door temperatuurverhoging de

en een kristalstructuur te vormen. De

voor te bedenken.”

processen versnellen.”

draadjes die ontstonden, 100 nanometer breed, waren zo lang dat ze met een

ONVERWACHT GEVOLG

optische microscoop te zien waren. Er

INFOLINK 273-33

Heeft het onderzoek onverwachte

staken gewoon haren uit. Ik heb er een

uitkomsten opgeleverd? “Jazeker!

filmpje van gemaakt met de microscoop

voor de links bij dit artikel: www.hcc.nl/273-33

PC-ACTIVE 33

PCA 273_Datadrager.indd 33

08-12-13 14:39


PC-Active editie 273