Delftse onderzoekers hebben een virtual reality labtafel gemaakt waarmee men in moleculaire simulaties kan ingrijpen.
Het is even wennen om samen met vijf mannen met vreemde brillen op in een halfdonkere kamer naar een glasplaat te staren. Maar zodra de computer is opgestart en de driedimensionale structuren de ruimte boven de glasplaat vullen krijgt het woord Virtual Reality (VR) betekenis. Michal Koutek is bijzonder trots op het eindproduct van zijn promotieonderzoek. Het project, waar nog een promovendus en vier afstudeerders aan hebben gewerkt, is een samenwerking tussen de afdelingen Computational Physics en Computer Graphics van de TU Delft. “Wij zochten naar een manier om in contact met data te komen”, zegt Koutek. Dit gebeurt deels door de creatie van een 3D-omgeving maar zeker ook door de mogelijkheid objecten in deze ruimte te manipuleren. Een beamer die 48 keer per seconde het beeld voor het linkeroog danwel het rechteroog projecteert is gesynchroniseerd met brillen die tegelijkertijd het juiste oog afdekken. Dit creëert het idee dat je werkelijk in een driedimensionale doos kijkt.
Manipulatie
Wat er getoond wordt is een real time moleculaire dynamicasimulatie. Een seconde komt ongeveer overeen met een picoseconde op moleculair niveau. Het MolDRIVE systeem is zo opgezet dat alle mogelijke simulatiepakketten de VR-omgeving kunnen voeden. Op dit moment gebruikt men het Groningse pakket Gromacs om eiwitten te simuleren.
Een toverstafje fungeert in de VR-omgeving als aanwijsstok, afstandsbediening en als manipulatiegereedschap, om aan moleculen te trekken bijvoorbeeld. De kracht die hierbij wordt uitgeoefend is zichtbaar gemaakt door een grote veer. Deze visuele feedback illustreert op een heel aanschouwelijke wijze de richting en grootte van de uitgeoefende kracht. “Het is nu mogelijk sommige biomoleculaire experimenten virtueel uit te voeren, met nieuwe mogelijkheden die alleen VR kan bieden”, zegt Koutek. Er zijn nog geen wetenschappelijke doorbraken bereikt in Delft maar het systeem is ook nog steeds in ontwikkeling. Jaap Flohil is als toegevoegd onderzoeker met een Biopartner-subsidie bezig een businessplan te schrijven. Hij wil voor de farmaceutische industrie dockingsproblemen gaan oplossen. “Juist het kunnen manipuleren van een antagonist voor een receptor in een 3D-omgeving biedt voordelen. Je ziet gewoon onmiddellijk waar een molecuul past in het uiterst complexe oppervlak van een eiwit en je kan makkelijk een zijketen wegbuigen die in de weg zit.” Het is de bedoeling om gebruik van het visualisatiesysteem aan te bieden aan bijvoorbeeld farmaceutische bedrijven, of zelfs het hele systeem, bestaande uit SGI graphics server, beamer, brillen en kast, voor een klant te gaan bouwen. “In de huidige opzet kost het systeem 400.000 euro, maar liever willen wij onderzoekers helpen een oplossing voor hun problemen te geven.” De eerste gezamenlijke sessies zijn al een feit.
Wereldwijd zijn er verschillende Virtual Reality/visualisatiesystemen, waarvan de bekendste wellicht de CAVE is. “De voordelen van ons systeem zijn de prijs en de gebruikersvriendelijkheid van de laboratoriumtafelmetafoor. Met MolDRIVE op de Workbench kun je uren lang staan en experimenteren met jouw eigen moleculaire simulaties. Ook kun je makkelijk met meerdere onderzoekers tegelijk werken. Hier kan je eenvoudig op millimeterniveau dingen kan manipuleren”, zegt Koutek. “De CAVE leidt ook een beetje af, deze is eigenlijk te mooi.”
Voor meer informatie:
Meer over MolDRIVE: Michal’s proefschrift:
Nog geen opmerkingen