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Pubblicato il: 21/02/2022
Alcune immagini degli "ambienti virtuali": un impianto chimico e un laboratorio chimico di analisi
Si chiama "VirtChem", The VIRtual Immersive Education for CHEMistry and Chemical Engineering, il progetto di didattica innovativa che dal 21 al 24 febbraio parte dall’Università Statale di Milano per svilupparsi, successivamente, con lezioni ed esercitazioni anche nelle università partner Charles di Praga e Sorbonne di Parigi.
Finanziato nell’ambito di 4EU+, l’alleanza che coinvolge sei Atenei europei tra cui l’Università Statale di Milano, VirtChem debutta nei prossimi giorni combinando lezioni teoriche in presenza con esercitazioni pratiche grazie alle opportunità offerte dalla realtà virtuale ed immersiva.
Il contributo della Statale prevede, in particolare, la proposta agli studenti che parteciperanno al progetto didattico, nove per ciascuna delle Università coinvolte – Statale, Charles e Sorbonne di “ambienti virtuali” in cui gli studenti potranno sperimentare esercitazioni in un impianto chimico virtuale e in un laboratorio chimico di analisi realizzati con avanzati software di simulazione che l’Ateneo già propone agli iscritti dei corsi di laurea di Chimica Industriale e Scienze Farmaceutiche. Per i partecipanti, inoltre, la possibilità di sperimentare il programma di molecular modelling “VEGA ZZ”, in uso alla Statale. A guidare gli studenti, ci saranno per l’Ateneo milanese i docenti Carlo Pirola (dipartimento di Chimica) e Alessandro Pedretti (dipartimento di Scienze Farmaceutiche).
“Il progetto didattico – spiega il professor Pirola - si pone il duplice obiettivo di unire le competenze nate nelle tre università europee a riguardo di laboratori chimici virtuali nelle diverse aree della chimica (industriale, inorganica-analitica, molecolare) e di offrire un percorso didattico che possa unire in modo sinergico lezioni didattiche di tipo tradizionale con laboratori innovativi di tipo virtuale-informatico. Gli studenti potranno in questo modo svolgere un percorso che parte da lezioni su libro e arriva in mondi applicativi virtuali, impossibili da visualizzare all’interno delle didattiche tradizionali. Il carattere internazionale del progetto consente inoltre di vivere il percorso confrontandosi con compagni di altre nazioni europee e di visitare e lavorare nei loro Atenei di persona”.
L'impianto chimico virtuale riprodotto da EYE4EDU
EYE4EDU: realtà immersiva nell’impianto chimico virtuale
Per quanto riguarda i software di realtà virtuale di un impianto chimico, utilizzato nel corso di Laurea in Chimica Industriale della Statale, si tratta di EYE4EDU: realtà virtuale immersiva di un impianto di Crude Distillation Unit. L’impianto “virtuale” in cui si muovono gli studenti -prodotto dalla Società AVEVA e installato nei computer disponibili in una sala virtuale realizzata con il contributo del CTU, il Centro per l'innovazione didattica e le tecnologie multimediali dell’Università Statale - riproduce nei minimi dettagli un impianto chimico reale sia in termini strutturali che di comportamento chimico-fisico. Nel software sono presenti circa 20 esercitazioni a complessità crescente, oltre alla possibilità di visitare l’impianto tramite un avatar operatore che deve essere opportunatamente attrezzato con i dispositivi di protezione corretti, a seconda della missione che si vuole intraprendere. Ci sono diverse modalità di visualizzazione (in prima o in terza persona) e la possibilità di muoversi nell’impianto virtuale come drone visitando l’impianto dall’alto. Il software può essere utilizzato sia in modalità classica con un semplice monitor e un controller gamepad o in modalità totalmente immersiva tramite visore e comandi oculus.
Il laboratorio chimico virtuale "LabSim"
LabSim: analisi nel laboratorio chimico virtuale
L’altro "ambiente virtuale" è un’applicazione Web 3D denominata “LabSim - Chemical Laboratory Simulator of Qualitative Inorganic Analysis" che riproduce un laboratorio di analisi chimica qualitativa inorganica e all’interno del quale, quindi, si possono svolgere alcune delle più ‘classiche’ attività di questo tipo di laboratorio. Il software, interamente sviluppato dal professor Pedretti, nasce dall’emergenza pandemica: per poter proseguire nella didattica, con le esercitazioni in laboratorio, durante la pandemia, il docente della Statale ha così progettato il software che si è rivelato un utile strumento di didattica innovativa per “guidare” gli studenti nella ‘vita’ di laboratorio. Disponibile per diversi tipi di device, compresi i dispositivi mobili, l’ambiente può essere esplorato anche utilizzando soli comandi vocali consentendo l’esperienza anche a studenti con disabilità consentendo loro un’esperienza unica in 3D a 360 gradi grazie ai visori per la realtà virtuale. LabSim, inoltre, è basato su database di oltre 5.700 reazioni chimiche per il riconoscimento di circa 60 analiti.
Il molecular modelling con "VEGA ZZ"
Il molecular modelling con "VEGA ZZ"
Per i partecipanti al progetto VirtChem, un’altra opportunità sarà quella di esercitarsi attraverso il programma “VEGA ZZ”, anch’esso interamente sviluppato internamente al laboratorio del dipartimento di Scienze Farmaceutiche "Modeling & Drug Design Unit" di cui fa parte il professor Pedretti. Si tratta di una suite completa per il molecular modelling: è quindi possibile la visualizzazione 3D di molecole anche stereo con visori VR, nonché, tra le altre la possibilità, compiere l’analisi conformazionale delle molecole; la mappatura delle superfici molecolari; simulazioni di dinamica molecolare e attività di editing delle molecole.
“Il programma VEGA ZZ – evidenzia Alessandro Pedretti - rappresenta la nostra punta di diamante in quanto molto apprezzata da numerosi ricercatori in tutto il mondo (sono più di 24mila gli utenti registrati con più di 35mila PC attivati). È completamente gratuito ed illimitato per uso accademico/educativo, mentre alle aziende è richiesto un contributo economico per il supporto tecnico. Il programma è stato utilizzato con successo anche nella ricerca contro il COVID-19 nell’ambito del progetto H2020 EXSCALATE4COV in cui l’Università Statale è partner con il nostro laboratorio".
Contatti
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Alessandro Pedretti
Dipartimento di Scienze Farmaceutiche
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