Anàlisi de simulacions moleculars amb visualitzacions 2D i 3D
Una tecnologia pionera per millorar els sistemes d’assistència a la conducció
octubre 1, 2018
Producció d’hidrogen amb llum solar
octubre 1, 2018Les simulacions de dinàmica molecular són simulacions per ordinador dels moviments físics dels àtoms i les molècules i les interaccions entre elles. S’utilitzen en diverses àrees, com la física, la química, la ciència de materials i la modelització de biomolècules.
És el cas del disseny de fàrmacs, les simulacions de dinàmica molecular prediuen el tipus d’enllaç i l’afinitat de la combinació d’una molècula petita (el fàrmac) amb una biomolècula (proteïna). El resultat, si té èxit, és un fàrmac que proporciona un benefici terapèutic per al pacient.
El grup ViRVIG UPC ha treballat en la visualització molecular per tractar diversos aspectes, com ara la generació d’il·luminació realista de models de molècules molt grans o la visualització de simulacions de dinàmica molecular extremadament llargs. Per a aquests objectius, ha desenvolupat eines per a l’exploració visual de simulacions moleculars, cosa que ha facilitat l’anàlisi i ha estalviat temps, en particular en la visualització de trajectòries.
Un exemple d’aplicacions són les simulacions compactes de simulacions moleculars que abstrauen l’estructura 3D en un disseny 2D. A partir d’una aplicació web que ofereix una exploració ràpida i intuïtiva de simulacions completes, es representen múltiples propietats físiques com l’energia, l’índex de fluctuació dels residus o els ponts d’hidrogen, entre altres.
Un segon exemple aborda el repte d’explorar trajectòries moleculars extremadament llargues (de centenars de milers de passos). Per fer-ho, s’analitzen automàticament les dades de les simulacions i se n’extreuen característiques rellevants. Després, a través d’un conjunt de vistes coordinades en 2D i en 3D, s’obté una aplicació que facilita l’exploració progressiva de simulació molecular de manera molt eficient i intuïtiva. El resultat és una aplicació gràfica que es pot executar en un PC amb targeta gràfica.
Els desenvolupaments s’han fet en col·laboració amb el Barcelona Supercomuting Center (BSC), la Universitat d’Ulm, la Universitat de Masaryk, a la República Txeca, i el laboratori de Loschmidt a la Universitat de Masaryk.
Projectes Relacionats
- MobilitApp és una aplicació capaç de predir el mode de transport emprat per la ciutadania mitjançant una eina basada en aprenentatge profund a partir de tres sensors del telèfon mòbil.
- L’objectiu del projecte Muvity, en el qual participa el Laboratori d'Aplicacions Multimèdia i TIC (LAM) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), és desenvolupar una aplicació de telerehabilitació física gamificada per a persones amb lesions cròniques. L’usuari realitza exercicis i juga a jocs dissenyats amb terapeutes que el porten a moure les extremitats superiors i inferiors i aconseguir, així, els objectius fixats.
- Investigadors del Centre de Comunicacions Avançades de Banda Ampla (CCABA) i el Grup de Comunicacions Òptiques (GCO) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) participen en el projecte B5G-OPEN (pel seu nom en anglès, Beyond 5G – OPtical nEtwork coNtinuum), finançat per la Unió Europea, en el marc del qual s’està dissenyant i prototipant una nova arquitectura de transport òptic de paquets integrada d'extrem a extrem basada en xarxes de transmissió i commutació òptiques multibanda.
- Els vehicles autònoms són una realitat a la qual ens acostem a poc a poc, però de manera inexorable. El Centre de Desenvolupament de Sensors i Sistemes (CD6) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) ha desenvolupat tecnologies per a aquest tipus de vehicles, que milloren la seguretat en els desplaçaments. En aquest sentit, i per cobrir les necessitats de percepció de l’entorn a llarg abast, es requereix el desenvolupament d’un conjunt molt complet de sensors, entre els quals s’inclouen càmeres, LIDAR (Light Detection And Ranging) i radar.
