O echipă de cercetători de la Universitatea "Alexandru Ioan Cuza" (UAIC) din Iaşi a dezvoltat un instrument digital inovator care permite cadrelor didactice să genereze modele moleculare 3D uşor de tipărit, contribuind la o mai bună înţelegere a conceptelor complexe din domeniul biomolecular în rândul elevilor şi studenţilor, potrivit Agerpres.
Aplicaţia este disponibilă gratuit şi oferă personalului didactic posibilitatea de a crea rapid modele moleculare care pot fi utilizate în activităţi didactice, prezentări sau demonstraţii practice, facilitând predarea interactivă şi intuitivă a noţiunilor complexe.
Coordonatorul proiectului, Marius Mihăşan, prof. univ. dr. habil. la Facultatea de Biologie, afirmă că spre deosebire de alte soluţii existente, instrumentul dezvoltat la UAIC este conceput special pentru imprimante 3D accesibile, disponibile pe scară largă, şi oferă instrucţiuni clare pentru realizarea modelelor, facilitând astfel utilizarea sa în mediul educaţional.
Instrumentul a fost dezvoltat de echipa UAIC în cadrul unui proiect intitulat "Soluţie digitală inovatoare pentru îmbunătăţirea educaţiei în domeniile bio-moleculare prin producerea de modele moleculare tipărite 3D".
"Calitatea educaţiei în ştiinţele biomoleculare are un impact direct asupra societăţii şi asupra vieţii noastre de zi cu zi. Un element esenţial al acestei educaţii este înţelegerea legăturii dintre structura şi funcţia moleculelor. De obicei, această legătură este predată de profesori folosind modele şi imagini 2D, animaţii sau filme 3D. Însă, s-a demonstrat că elevii sau studenţii învaţă mai eficient atunci când pot atinge şi manipula modele fizice ale moleculelor complexe. Această modalitate le oferă o experienţă de învăţare mai clară şi mai captivantă. Până acum, au existat diverse metode de a crea astfel de modele fizice, dar imprimarea 3D oferă cea mai mare flexibilitate şi costuri reduse. Prin urmare, am început să dezvoltăm 3DP-Jmol, un soft care generează automat modele moleculare imprimabile 3D din date structurale, pe baza unui input minim din partea utilizatorului", a declarat prof.univ.dr.habil Marius Mihăşan, într-un comunicat postat luni pe site-ul universităţii ieşene.
Potrivit acestuia, principala provocare tehnică constă în convertirea datelor structurale corecte din punct de vedere ştiinţific, disponibile în baze de date specializate, precum RCSB Protein Data Bank (RCSB PDB), în fişiere care pot fi utilizate direct pentru imprimare 3D.
"În crearea modelelor moleculare 3D tipăribile din structuri macromoleculare, cea mai dificilă etapă pentru utilizatori este conversia datelor structurale în format STL, cel mai folosit fişier pentru imprimarea 3D. Această etapă este esenţială nu doar pentru ca modelul să poată fi imprimat corect, ci şi pentru eficienţa sa ca instrument educaţional sau demonstrativ. Parametri importanţi ai moleculei, precum dimensiunea, tipurile de atomi, dimensiunile legăturilor, trebuie corelaţi atent cu dimensiunile finale ale modelului fizic şi cu specificaţiile echipamentului de imprimare. 3DP-Jmol simplifică acest proces, generând automat modelele 3D cu un input minim din partea utilizatorului. 3DP-Jmol permite profesorilor să transforme rapid structuri moleculare, cum ar fi, de exemplu, proteine sau ADN, în fişiere 3D tipăribile, utile la clasă pentru a ilustra forma şi funcţia biomoleculelor", a declarat Marius Mihăşan.
Conform acestuia, instrumentul poate fi utilizat direct online, în browser, printr-o integrare web precum EDUMOL3D, fără instalări complicate.
"Profesorul selectează molecula de interes prin indicarea unui cod PDB şi a modului de vizualizare dorit, iar fişierele generate se descarcă şi pot fi tipărite pe orice imprimantă 3D standard. Pentru utilizatorii avansaţi, 3DP-Jmol poate fi rulat şi independent, pe propriul calculator sau integrat în pagini web dedicate, oferind posibilitatea personalizării şi procesării avansate a structurilor macromoleculelor. Proiectul este în continuă dezvoltare, cu funcţionalităţi noi adăugate constant. Deşi obiectivul este o funcţionare stabilă şi intuitivă, performanţa poate varia în funcţie de configuraţie şi utilizare", a completat Marius Mihăşan.
Modelele moleculare 3D au fost integrate într-un studiu educaţional desfăşurat în trei licee din Iaşi: Colegiul Naţional "Mihai Eminescu" Iaşi, Colegiul Naţional "Garabet Ibrăileanu" Iaşi şi Liceul Teoretic de Informatică "Grigore Moisil" Iaşi.
Potrivit sursei citate, proiectul se bucură deja de recunoaştere academică internaţională, rezultatele fiind publicate în două lucrări ştiinţifice, iar modelele şi software-ul fiind prezentate în cadrul mai multor universităţi şi conferinţe de specialitate, confirmând relevanţa şi impactul iniţiativei.
Iniţiativa a pornit de la un proiect pilot iniţiat şi finanţat de UAIC intitulat "Fabricarea de materiale didactice auxiliare pentru disciplinele bio-moleculare predate în cadrul UAIC prin utilizarea tehnologiilor de imprimare 3D", care a vizat generarea de modele pentru cadrele didactice ale UAIC.
În cadrul acestui proiect pilot, o echipă de la Facultatea de Biologie a UAIC, formată din studenţi şi cadre didactice, a realizat şi a pus la dispoziţie, gratuit, 86 de modele destinate cadrelor didactice din cadrul UAIC. Echipa a realizat atât proiectarea modelelor moleculare tipăribile, cât şi producerea lor prin imprimare 3D, fiecare model fiind adaptat la cerinţele specifice ale utilizatorilor în ceea ce priveşte dimensiunile, materialele, culorile şi detaliile structurale
Comentează