Microsoft y Warner Bros recuperaron y almacenaron la película Superman del año 1978 en un cuadrado de vidrio del tamaño de un posavasos de dos milímetros de espesor. Fue la primera prueba de concepto de Project Silica, una iniciativa de Microsoft Research que permite almacenar datos en un vidrio de cuarzo.
Esto es posible gracias a los últimos avances que combinan inteligencia artificial y láseres ópticos ultra rápidos. El vidrio de silicio soporta diferentes amenazas ambientales que podrían destruir archivos históricos u otros bienes culturales. El material es resistente a elevadas temperaturas, puede mojarse o desmagnetizarse y es una alternativa para crear archivos físicos de contenido digital.
Warner Bros siempre está detrás de las últimas tecnologías que le permitan preservar su amplia biblioteca de películas, dibujos animados, cortos, programas de radio, comedias, etc. muchas de estas piezas son verdaderos tesoros que es importante preservar.
La empresa, durante mucho tiempo buscó tecnología de almacenamiento que resistiera al paso de los años, que sobreviviera a desastres naturales y que no demandara temperaturas o mantenimiento constante.
Por eso, cuando se enteraron que los científicos de Microsoft Research estaban investigando tecnología basada en vidrio para el almacenamiento, se pusieron en contacto para trabajar juntos.
Disminuir los costos de almacenamiento a largo plazo
Toda la información que se almacena en la llamada "nube" en realidad está alojada en datacenters físicos ubicados en diferentes partes del mundo, gracias a esto las personas y empresas pueden acceder a su información desde cualquier dispositivo.
Sin embargo, a medida que crece la cantidad de datos generados, la capacidad tecnológica existente para guardarlos se reduce. A largo plazo, los costos de almacenamiento se incrementan, los discos duros y las cintas magnéticas se gastan, hay ciertos formatos de archivo que se vuelven obsoletos y las actualizaciones son caras.
En el caso de Warner Bros, por ejemplo, migran sus archivos digitales cada tres años para adelantarse a eventuales problemas de deterioro de esos materiales.
El almacenamiento en vidrio tiene el potencial para convertirse en una opción de bajo costo por varios motivos, por un lado, no necesita aire acondicionado ni alto consumo de energía, esto podrían disminuir la huella ambiental que el almacenamiento de datos genera.
Otra ventaja que tiene es que los datos se escriben en su superficie una sola vez y, gracias a que los láseres cambian de manera permanente la estructura del vidrio, la información se pueda preservar durante siglos.
A diferencia de las copas o las lamparitas de luz, los cuadrados de vidrio de cuarzo utilizados para el almacenamiento de datos son muy difíciles de destruir. En el proceso de investigación, el vidrio fue horneado a más de 500°, hervido y frotado con lana de acero y cuando leyeron los datos, todo seguía ahí.
"Nos propusimos eliminar el costoso ciclo que implica mover y rescribir datos. Queremos algo que se pueda guardar en un estante por 50, 100 o mil años y olvidarse de eso está ahí hasta que alguien lo necesite" comentó Ant Rowstron, director asociado adjunto de laboratorio de Microsoft Research Cambridge en Reino Unido, que colaboró con la Universidad de Southampton para desarrollar Project Silica.
El proyecto busca almacenar lo que se conocen como datos "fríos", es decir, datos de archivo de gran valor que las organizaciones deberían preservar pero a los que no se necesita acceder de manera frecuente.
Esto podría incluir datos médicos que necesitan guardarse durante toda la vida de un paciente, datos financieros, contratos legales, información geológica, planes de construcción que las ciudades deben mantener, entre otros.
"Con casi cien años de historia, en Warner Bros tenemos la biblioteca más grande en la industria de medios y entretenimiento, si bien nuestros desafíos son únicos por la escala que tienen, no son únicos en términos del problema que tratamos de resolver", comentó Vicky Colf, jefa de tecnología en Warner Bros.
Transformar los datos digitales en objetos físicos
Warner Bros tiene planes de contingencia para los peores escenarios posibles (terremotos, huracanes, incendios, humedad) que podrían arruinar las cintas que tienen archivadas. Su objetivo es tener tres copias de cada archivo —dos digitales y una física original— almacenadas en diferentes partes del mundo.
Si bien los negativos originales de muchas películas pueden durar siglos si son almacenados en las condiciones adecuadas, hay algunos programas de TV cuyas copias físicas originales tienen una vida útil limitada que demanda la migración a formatos más modernos.
Para las películas y programas de TV actuales que se graban de manera digital, la tercera copia de calidad de archivo tiene un ciclo de migración muy corto de tres a cinco años, algo que resulta difícil de manejar.
"Supongamos que un programa de TV va directo a nuestros archivos digitales, no hay nada físico, el archivo digital va a ingresar, pero no hay nada que podamos poner en una bóveda o en cualquier soporte físico que pueda guardarse dentro de un edificio" explicó Steven Anastasi, vicepresidente de archivos y servicios de preservación de medios globales en Warner Bros.
Warner Bros. recurrió a Project Silica para crear un objeto físico permanente que pudiera almacenar contenido digital y, al mismo tiempo, ofrecer copias durables a modo de back up. Actualmente, para los lanzamientos en digital, la empresa crea una tercera copia del archivo que la devuelve al formato de un filme análogo.
Divide el material final en tres componentes de color –cian, magenta y amarillo– y transfiere a cada uno a negativos de película en blanco y negro que no se desgastan como la película a color. Esos negativos se ubican en un archivo de almacenamiento frío en espacios donde la temperatura y la humedad son controladas en forma estricta, estos espacios también tienen detectores de aire que buscan señales de descomposición que puedan indicar problemas. Si necesitan la cinta de nuevo, deben revertir esos complicados pasos.
"Ese proceso es caro, y sólo hay pocos laboratorios de películas en el mundo que pueden hacerlo. Y el proceso no es óptimo desde un punto de vista cualitativo", comentó Brad Collar, vicepresidente senior de archivos globales e ingeniería de medios de Warner Bros.
"Cuando filmamos algo de manera digital con pixeles en la pantalla e imprimimos eso en un medio análogo llamado película, destruimos los valores originales de los pixeles. Si podemos tomar la representación digital de esos pixeles y ponerla en un medio digital como el silicio y leerla de vuelta justo como era cuando salió de la cámara, hemos realizado nuestra labor de preservación lo mejor que hemos podido. Eso es lo que me gusta de este proceso," agregó.
Crear negativos de película de archivo para cada episodio de TV filmado de manera digital es un proceso costoso. El objetivo es que Project Silica pueda ser una alternativa más económica y de mayor calidad para crear archivos físicos de contenido digital.
Hay mucho trabajo por delante para alcanzar esa escala: los investigadores de Microsoft necesitarán incrementar de manera significativa la velocidad a la que los datos pueden ser escritos y leídos, así como su densidad.
Warner Bros imagina su propia infraestructura para leer datos desde archivos de vidrio. Ambas empresas han llegado muy lejos y eso las vuelve optimistas: "Si la solución de Project Silica prueba ser tan rentable y escalable como podría ser, será algo que nos encantaría ver en otros estudios, entre nuestros colegas y otras industrias. Si funciona para nosotros, creemos que será un beneficio para cualquiera que quiera preservar y archivar contenido," agregó Colf.
¿Cómo funciona?
En Microsoft Research se investigan técnicas de almacenamiento de la próxima generación, son soluciones que no implican grandes costos ni inconvenientes cuando una organización tiene que decidir dónde almacenar sus datos.
El laboratorio de Microsoft Research de Cambridge trabajó junto con el Centro de Investigación Optoelectrónica de la Universidad de Southampton, donde los investigadores almacenaron datos en vidrio con láser.
Con una inversión de Azure, el laboratorio de Microsoft en Cambridge formó un equipo interdisciplinario de físicos, expertos en óptica, ingenieros eléctricos e investigadores con antecedentes en almacenamiento para avanzar en el desarrollo de esta tecnología.
Los láseres infrarrojos de Project Silica codifican los datos en "vóxels", el equivalente tridimensional de los pixeles que forman una imagen plana. A diferencia de los medios ópticos de almacenamiento que escriben datos en la superficie de algo, Project Silica almacena datos dentro del vidrio.
Una pieza de vidrio de dos milímetros de espesor, por ejemplo, puede contener más de 100 capas de vóxels. Los datos son codificados en cada vóxel al cambiar la fuerza y orientación de cada pulso intenso de laser que deforma de manera física el vidrio.
Para volver a leer esos datos, los algoritmos de aprendizaje automático decodifican los patrones creados cuando la luz polarizada brilla a través del vidrio. A diferencia de la cinta –con la cual hay que esperar tiempo en cola para llegar al lugar que uno quiere ver o escuchar– los algoritmos pueden llegar a cualquier punto dentro del cuadrado de vidrio, esto reduce de manera potencial el tiempo de retraso para recuperar la información.
"Muchos recordarán que cuando escuchábamos un casettes, llevaba tiempo rebobinar o adelantar la cinta hasta llegar a la parte que queríamos escuchar. En comparación a eso, es muy rápido leer desde el vidrio porque permite moverse de manera simultánea dentro de los ejes X o Y o Z", comentó Richard Black, ingeniero de investigación de software en Microsoft.
