Metody wirtualnej rzeczywistości w bioinformatyce

Treści kształcenia:

1. Zasady wizualizacji 3D. Przegląd technologii VR. Metody wirtualnej rzeczywistości w badaniach struktury i dynamiki złożonych układów.

2. Podstawowe elementy specjalizowanej platformy VisNow (https://visnow.icm.edu.pl) służącej do analizy i manipulowania trójwymiarowymi obiektami, ze szczególnym uwzględnieniem układów (bio)molekularnych, (bio)medycznych oraz molekularnych pól. Praktyczne ćwiczenia z wykorzystaniem tego środowiska.

3. Siły molekularne na poziomie mikroskopowym (o atomowej zdolności rozdzielczej) i mezoskopowym (z wykorzystaniem efektywnych potencjałów dla całych grup molekularnych). Podstawy środowiska modelowania, wizualizacji i manipulowania strukturami (bio)molekularnymi, NAMD/VMD (https://www.ks.uiuc.edu/Research/namd/, https://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/). Podstawy modelu sterowanej (interaktywnej) dynamiki molekularnej (”Steered Molecular Dynamics”) z uwzględnieniem sił generowanych przez badacza. Sterowana dynamika molekularna w zastosowaniach praktycznych.

4. Praktyczne zastosowania specjalizowanego systemu wirtualnej rzeczywistości bazującego na manipulatorach 3D-systems (https://www.3dsystems.com/haptics-devices/touch/) .

5. Podstawy technologii druku 3D. Praktycznie zastosowania w drukowaniu złożonych układów (bio)molekularnych. Inne zastosowania metod VR.

Umiejętności i kompetencje:

Zapoznanie studentów z podstawami teorii wizualizacji 3D oraz technologii systemów wirtualnej rzeczywistości. Nabycie praktycznych umiejętności zastosowań technik VR w badaniach struktury i funkcji układów (bio)molekularnych oraz w innych zastosowaniach, istotnych z punktu widzenia rozwoju nowoczesnych metod bioinformatyki i biologii systemów.

Wiedza:

Zna podstawowe teorie oraz technologie wizualizacji 3D i systemów wirtualnej rzeczywistości (K_W05).

Umiejętności:

Potrafi stosować wizualizacji 3D i technik wirtualnej rzeczywistości w badaniach struktury i funkcji układów (bio)molekularnych oraz w innych zastosowaniach, istotnych z punktu widzenia rozwoju nowoczesnych metod bioinformatyki i biologii systemów

(K_U08).