Un sistema de almacenamiento de ADN con codificación de doble regla utilizando mapeo caótico para controlar el contenido de GC

Resumen Motivación El ADN como un medio de almacenamiento novedoso se considera una solución efectiva a la creciente demanda mundial de información debido a su alta densidad y fiabilidad duradera. Sin embargo, los primeros esquemas de codificación ignoraron la naturaleza biológicamente restringida de las secuencias de ADN en busca de una alta densidad, lo que llevó a dificultades en la síntesis y secuenciación de ADN. Este artículo propone un nuevo esquema de codificación de almacenamiento de ADN. El sistema codifica la mitad de los datos binarios utilizando cada una de las dos reglas de codificación complementarias de contenido de GC para obtener una secuencia de ADN. Resultados Después de simular la codificación de formatos de documentos e imágenes representativos, se obtuvo una secuencia de ADN que conforma estrictamente con las restricciones biológicas, alcanzando un potencial de codificación de 1.66 bit/nt. En el proceso de decodificación, se introdujo un mecanismo para prevenir la propagación de errores. Los resultados de la simulación demuestran que al agregar código Reed-Solomon, el 90% de los datos aún se pueden recuperar después de introducir un error del 2%, lo que demuestra que el esquema de almacenamiento de ADN propuesto tiene alta robustez y fiabilidad. Disponibilidad e implementación: El código fuente del esquema de códec de este artículo está disponible en https://github.com/Mooreniah/DNA-dual-rule-rotary-encoding-storage-system-DRRC.