Химия – сложный предмет, который нуждается не только в изучении теории, но и в практическом освоении. Чтобы узнать, как работают молекулы, в течение многих лет студенты химии манипулировали физическими моделями этих молекул, увеличивая их в сотни раз. Однако, по мнению группы исследователей из Великобритании, увеличенные модели молекул недостаточны для того, чтобы студенты могли действительно понять их предметный материал. Простое изучение химии с программой виртуальной реальности

Кто хочет побросаться молекулами?

Главная проблема в том, что доступные на сегодняшний день модели неспособны показать, как молекулы работают динамически; они не могут показать их движение или гибкость. Внедрение компьютерных приложений позволило развить методику обучения. В итоге студенты могут наблюдать и манипулировать молекулами на экране монитора. Но и этого исследователям показалось недостаточно, так как такой метод не имеет практического подхода в режиме реального времени.

Простое изучение химии с программой виртуальной реальности

Поэтому-то и была создана система виртуальной реальности, способная показать, как сложные молекулы существуют в трехмерном пространстве. Пользователи могут даже физически манипулировать молекулами, чтобы лучше узнать об их свойствах. Исследование на эту тему опубликовано в статье «Отбор молекулярных конформаций и динамики в рамках многопользовательской виртуальной реальности».

Тестирования виртуальной реальности

Простое изучение химии с программой виртуальной реальности

Новая система позволяет пользователям осуществлять «совместное размещение». Это явление, при котором взаимодействия в реальном трехмерном физическом пространстве приравниваются с взаимодействиями в моделируемой 3D-среде. Данные, используемые в симуляциях, могут постоянно обновляться и улучшаться, даже в момент использования системы.

Одновременно системой могут пользоваться 6 человек. Причем абсолютно не имеет значения: будут эти люди находиться в одной комнате или в разных уголках Земли. Беспроводные контроллеры, похожие на пинцеты, позволяют пользователям захватывать молекулы и их части.

Простое изучение химии с программой виртуальной реальности

Для проверки и тестирования системы использовались 32 добровольца. Их попросили выполнить три различные задачи:

  1. Манипулирование молекулой метана через углеродную нанотрубку.
  2. Манипулирование молекулой органического гелицена, чтобы изменить ее ориентацию.
  3. Завязывание узла в полипептиде.

Ни один из добровольцев никогда раньше не использовал систему виртуальной реальности, но все они могли использовать ее в той или иной степени. Другое тестирование показало, что система способна позволить двум людям бросить молекулярный buckyball взад и вперед по реальной комнате.

Уникальная система должна ускорить прогресс в наномасштабных областях молекулярной инженерии, включая конформационное картирование, разработку лекарств, синтетическую биологию.

Источник

Другие интересные новости