MASTER-UP: BREVE PRESENTAZIONE
Antonio Laganà, Osvaldo Gervasi, Carlo Manuali, Valentina Piermarini, Noelia Faginas Lago, Leonardo Pacifici, Antonio Riganelli
[email protected]@computer.org
Dipartimento di Chimica, Dipartimento di Matematica e Informatica, Centro
Ateneo Servizi Informatici, Università degli Studi di Perugia, Italy
There is no science or art that cannot be taught to everyone, …., and there are few things whose rules and principles cannot be reduced to simple notions and put in mutual relationships.
(D’Alambert, introduction to the Encyclopédie, 1751)
Sommario
• Presentazione di MASTER-UP Origini e Finalità I protagonisti
• Attività di ricerca legate a MASTER-UP
Presentazioni di MASTER-UP: origini e finalità
MASTER-UP è uno spinoff della Università di Perugia che nasce dalla convergenza di alcune linee di ricerca in calcoli di strutture elettroniche e dinamica molecolare con tecnologie informatiche di grid computing e realtà virtuale.L’obiettivo di MASTER-UP è l’utilizzo dei prodotti della ricerca molecolare e informatica per l’insegnamento, l’addestramento, la pubblicità e il divertimento
Presentazioni di MASTER-UP: i protagonisti
MASTER-UP aggrega giovani ricercatori universitari provenienti dal Dipartimento di Chimica e dal Dipartimento di Matematica e Informatica dell’Università degli Studi di Perugia
Attività di MASTER-UP
• e-Learning (supporti didattici docenti di discipline molecolari, gestione sito eu- ropeo di ECHEMTEST, editoria book- e-book)
• Ambienti con materiali e procedure chimi- che virtuali (ambienti di addestramento, Laboratorio chimico virtuale su web)
• Spot di realtà virtuale molecolare
Attività di MASTER-UP
• Sviluppo, produzione e commercializza- zione di prodotti innovativi
• Gestione delle basi di conoscenza di Strutture pubbliche e private
• Workshop e congressi
• Convenzioni e progetti per le applicazioni della ricerca
Attività di ricerca su cui MASTER-UP si basa
• Simulazioni molecolari a priori su griglie di computer (Chemgrid(Firb,Firs), SIMBEX(Cost))
• Sviluppo di strumenti didattici di e- learning (ELCHEM (Cost))
• Sviluppo di strumenti di realtà virtuale sia a livello umano che molecolare (European VMSLab)
Dalla rappresentazione alla simulazione
Illustrazione:Rappresentazione grafica di apparati
e processi
Visualizzazione:Rappresentazione di dati
e concetti
La Realtà Virtuale è soltanto l’ultimo passo del processo continuo di realizzare antologie e/o simulacri di processi naturali
Simulazione e realtà virtuale:
Rappresentazioni realistica, basata su
modelli matematici, di dati e concetti
La realtà virtuale come experiential learning
Virtual experiential learning (l’apprendere attraverso il fare virtuale)
Rende reali i concetti astratti e poco visivi
Agisce come supporto nella fase pre e post laboratorio reale
Il flusso delle informazioni può essere controllato nel tempo e nello spazio
Favorisce il piacere nell’apprendimento e le motivazione(imparare giocando)
Possibilità di forte integrazione con tecnologie di rete familiari ai giovani
La realtà virtuale come tool didattico
Consente esperienze didattiche hands on nei corsi a distanza di materie scientifiche
ed ingegneristiche
Fungono da supporto per la preparazione di una esperienza e la sua successiva
razionalizzazione
La realtà virtuale multiscala
Molecular Virtual Molecular Virtual Reality (MVR)Reality (MVR)
L’utente interagisce direttamente con molecole
ed aggregati molecolari
Scala delle nano-tecnologie
Human Virtual Reality Human Virtual Reality (HVR)(HVR)
L’utente interagisce con strumenti ed apparati
Scala dell’uomo
Nel nostro approccio si combinano:
VMSLab: Virtual Molecular Science Laboratory
In VMSLab un laboratorio chimico didattico è stato mappato e riprodotto in realtà virtuale.
Il laboratorio è fatto di stanze virtuali in ognuna delle quali avviene un esperimento.
Obiettivo: offrire agli studenti un ambiente computer assisted per condurre esperienze di laboratorio del curriculum universitario
Tecnologie impiegate
• Rappresentazioni VR: X3D, VRML
• Tecnologie Web: Java, JavaScript
• Linguaggi Web e la rappresentazione del Knowledge: XML e XML “tematici”
(MathML e CML)
• Grafica 3D: 3DStudioMax• Animazioni: VMD
VMSLab-G: the portal – http://www.vmslab.org
Go to VRML animation
VMSLab-G: flame spectroscopy
VMSLab-G: Spettroscopia IR (HVR)
Go to the VRML animation
VMSLab: Spettroscopia UV-VIS (HVR)
Go to the VRML animation
VMSLab: clusterizzazione su benzene (MVR)
Simulazione di una reazione in fasegassosa complessa: dinamica molecolare di benzen-Ar2.
La presente rappresentazione “virtuale” riproduce i calcolidi dinamica molecolare
VMSLab: la reazione chimica (MVR)
Simulazione di una reazione in fasegassosa tipica di alcuni processiatmosferici ottenuta da calcoli di dinamica molecolare.
VMSLab: lo spot acqua minerale (MVR)
Ione sodio in acqua (Spot Lete).In questo caso la simulazione è costruita artificialmente a scopo didattico, pubblicitario o ludico.
Cliccal’immagineper entrare
VMSLab: solubilizzazione (MVR)
Solvatazione del cloruro sodio in acqua (simulazione costruita).
Cliccal’immagineper entrare
VMSLab: il docking funzionale (MVR)
Docking molecolare (simulazione costruita).
Cliccal’immagineper entrare
Possibili interazioni di MASTER-UP con aziende
• Supporto alla Ricerca e sviluppo basata su realtà virtuale e calcoli su grid• Divulgazione, insegnamento, istruzioni per l’uso e addestramento fuori linea e ubiquitario• Simulazioni situazioni di rischio chimico ed eccezionali anche via web• Spot pubblicitari• Divertimento educativo
Bibliografia
Bibliografia
Circa 250 articoli scientifici pubblicati su riviste internazionali (J. Chem. Phys., J. Phys. Chem, Chem. Phys. Letters, Lecture Notes in Computer Science, Future Generation of Computer Systems, International Journal Quantum Chemistry, Journal of Computational Methods in Science and Engineering, Lecture Notes in Chemistry, Molecular Physics, Physical Chemistry Chemical Physics, Theoretica Chimica Acta, etc.) ed oltre 300 comunicazioni a congresso
Realtà virtuale come tool didattico
Le nostre esperienze di utilizzo di tecniche di VR in education vengono gestite dal portale:
http://www.vmslab.org
Virtual Molecular Science Laboratory(Work in progress)
MASTER-UP e realtà virtuale:ambiti di manovra
• Divulgazione scientifica CD multimediali Supporto a programmi televisivi di natura scientifica
• Training personale industria Training on-demand con l’ausilio di tecniche di VR
• Costruzioni di “ambienti learning” interattivi
supporti a corsi on-line e/o supporto a corsi tradizionali on-campus
Top Related