Cercetătorii de la Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iași au creat un soft gratuit care permite profesorilor să genereze rapid modele moleculare 3D tipăribile, folosind orice imprimantă 3D standard.
Instrumentul, testat deja în trei licee ieșene, elimină conversia manuală a datelor structurale și a primit recunoaștere în două publicații științifice internaționale.
Aplicația este disponibilă gratuit și oferă personalului didactic posibilitatea de a crea rapid modele moleculare care pot fi utilizate în activități didactice, prezentări sau demonstrații practice, facilitând predarea interactivă și intuitivă a noțiunilor complexe.
Coordonatorul proiectului, Marius Mihășan, prof. univ. dr. habil. la Facultatea de Biologie, afirmă că spre deosebire de alte soluții existente, instrumentul dezvoltat la UAIC este conceput special pentru imprimante 3D accesibile, disponibile pe scară largă, și oferă instrucțiuni clare pentru realizarea modelelor, facilitând astfel utilizarea sa în mediul educațional.
Cum funcționează instrumentul gratuit pentru modele moleculare 3D
Instrumentul a fost dezvoltat de echipa UAIC în cadrul unui proiect intitulat ‘Soluție digitală inovatoare pentru îmbunătățirea educației în domeniile bio-moleculare prin producerea de modele moleculare tipărite 3D’.
‘Calitatea educației în științele biomoleculare are un impact direct asupra societății și asupra vieții noastre de zi cu zi. Un element esențial al acestei educații este înțelegerea legăturii dintre structura și funcția moleculelor. De obicei, această legătură este predată de profesori folosind modele și imagini 2D, animații sau filme 3D. Însă, s-a demonstrat că elevii sau studenții învață mai eficient atunci când pot atinge și manipula modele fizice ale moleculelor complexe. Această modalitate le oferă o experiență de învățare mai clară și mai captivantă. Până acum, au existat diverse metode de a crea astfel de modele fizice, dar imprimarea 3D oferă cea mai mare flexibilitate și 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 Mihășan, într-un comunicat postat luni pe site-ul universităț
ii ieșene.
Potrivit acestuia, principala provocare tehnică constă în convertirea datelor structurale corecte din punct de vedere științific, disponibile în baze de date specializate, precum RCSB Protein Data Bank (RCSB PDB), în fișiere care pot fi utilizate direct pentru imprimare 3D.
Unde a fost testat 3DP-Jmol și ce rezultate a dat
‘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 fișier pentru imprimarea 3D. Această etapă este esențială nu doar pentru ca modelul să poată fi imprimat corect, ci și pentru eficiența sa ca instrument educațional sau demonstrativ. Parametri importanți ai moleculei, precum dimensiunea, tipurile de atomi, dimensiunile legăturilor, trebuie corelați atent cu dimensiunile finale ale modelului fizic și cu specificațiile 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 fișiere 3D tipăribile, utile la clasă pentru a ilustra forma și funcția biomoleculelor’, a declarat Marius Mihășan.
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 și a modului de vizualizare dorit, iar fișierele generate se descarcă și pot fi tipărite pe orice imprimantă 3D standard. Pentru utilizatorii avansați, 3DP-Jmol poate fi rulat și independent, pe propriul calculator sau integrat în pagini web dedicate, oferind posibilitatea personalizării și procesării avansate a structurilor macromoleculelor. Proiectul este în continuă dezvoltare, cu funcționalități noi adăugate constant. Deși obiectivul este o funcționare stabilă și intuitivă, performanța poate varia în funcție de configurație și utilizare’, a completat Marius Mihășan.
Recunoașterea internațională a proiectului UAIC Iași
Modelele moleculare 3D au fost integrate într-un studiu educațional desfășurat în trei licee din Iași: Colegiul Național ‘Mihai Eminescu’ Iași, Colegiul Național ‘Garabet Ibrăileanu’ Iași și Liceul Teoretic de Informatică ‘Grigore Moisil’ Iași.
Potrivit sursei citate, proiectul se bucură deja de recunoaștere academică internațională, rezultatele fiind publicate în două lucrări științifice, iar modelele și software-ul fiind prezentate în cadrul mai multor universități și conferințe de specialitate, confirmând relevanța și impactul inițiativei.
Inițiativa a pornit de la un proiect pilot inițiat și finanțat 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 studenți și cadre didactice, a realizat și a pus la dispoziție, gratuit, 86 de modele destinate cadrelor didactice din cadrul UAIC. Echipa a realizat atât proiectarea modelelor moleculare tipăribile, cât și producerea lor prin imprimare 3D, fiecare model fiind adaptat la cerințele specifice ale utilizatorilor în ceea ce privește dimensiunile, materialele, culorile și detaliile structurale.
