Все эти инновационные решения дают прекрасную возможность не только буквально увидеть результаты новейших разработок в области нанотехнологий, но и влиять на них, взаимодействуя с виртуальными моделями на различных уровнях моторики. Но не стоит забывать и о том, что технологии интерактивной визуализации можно использовать не только для иллюстрации и популяризации, но и при проведении рабочих исследований и разработок в области нанотехнологий.
Интерактивная визуализация - это не только технология представления результатов, это еще и рабочее место специалиста-нанотехнолога и его инструмент для работы в "виртуальном наномире".
Давайте рассмотрим, что это может дать на реальном примере.
Не так давно группа ученых из НИВЦ МГУ поставила перед собой задачу - рассчитать на супер-компьютере лекарство и проверить результаты расчета на практике. В качестве примера взяли лекарство, препятствующее образованию тромбов в сосудах.
Задача заключалась в том, что супер-компьютер (кластер НИВЦ МГУ) перебирал огромную базу данных органических молекулярных соединений в поиске наиболее подходящего кандидата на лекарство. За полтора года было исследовано 6 000 соединений, из которых выбрали 20 самых удачных экземпляров. По этим моделям были синтезированы реальные химические соединения - кандидаты в лекарство. В результате 3 образца из 20 синтезированных, показали эффективность на 1-2 порядка выше, чем у ныне существующего лекарства.
Процесс расчета состоял в том, что в сложной и объемной молекуле белка нужно было "закупорить" некую полость при помощи синтезированной молекулы ингибитора. Все расчеты на супер-компьютере делались "вслепую", а визуализировался сам результат финального расчета, то есть положение молекулы лекарства внутри белка. Так, например, при синтезе лекарств программа на суперкомпьютере перебирала различные варианты расположения модели лекарства в полости белка и рассчитывала силы межмолекулярного взаимодействия (силы Ван-дер-Вальса). При этом основным критерием отбора было то, насколько "прочно" лекарство фиксируется в полости белка Тизина.
Минус этого метода заключался в том, что много времени было затрачено на "слепой" перебор и тестирование сложных молекулярных соединений. По результатам расчетов строилась модель белка с оптимальным расположением лекарства в полости белка.
Процедуру выбора можно было бы упростить, если бы мы обеспечили ученого методами интерактивной визуальной аналитики. Представьте себе, что вместо "слепого" метода, у исследователя есть возможность виртуально перебирать виртуальные лекарства, вставлять их в модель белка буквально собственными руками и при этом сразу же видеть наглядный результат.
Технология интерактивной визуализации (виртуальной реальности) позволяет "поменять" местами процесс расчета и визуализации.
Ученые сначала своими руками пытаются подобрать кандидат в лекарство, "примеряя" его виртуальную модель к белку, а затем решают, стоит ли просчитывать ее на суперкомпьютере.