Les 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.