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虚拟现实照片
利用虚拟现实技术解读复杂数据|Igor Kraguljac

硬件和软件基础设施的进步使得对材料进行真实模拟成为可能,从而更好地理解它们的行为。利用这些进步,德州农工大学的计算材料科学暑期学校(CMS3)旨在培养学生使用一些最先进和最广泛使用的计算材料科学模拟工具。

美国国家科学基金会(NSF)提供了一项为期三年、价值50万美元的资助,使学校有可能扩大规模,包括更多的参与者,扩展课程,通过虚拟和增强现实工具引入沉浸式可视化,并提供更短、深入的种子课程。

在德克萨斯农工大学航空航天工程系教授Amine Benzerga博士的指导下,CMS3在为期10天的暑期学校中对学生进行了计算模拟工具的培训。

模拟是实现材料基因组计划的关键要素之一,该计划旨在支持美国机构更快、更低成本地发现、制造和部署对经济安全和人类福祉至关重要的先进材料。CMS3将通过培训科学家和工程师来实现这一使命,他们将发现和开发材料,使具有国家重要性的技术成为可能。

CMS3通过为未来的研究人员提供尽可能多的计算技术,帮助推动计算材料科学(CMS)的蓬勃发展。提供的培训将使参与者具备必要的知识和技能,以推动模拟启用材料研究的前沿。

国家科学基金会奖项利用现有的网络基础设施,通过本地和远程培训扩大参与,包括来自代表性不足群体的参与。虽然暑期学校只能容纳20名学生,但随着远程功能的增加,班级规模可以扩大到80名远程研究生和博士后研究人员,包括行业参与者。

本泽加说:“简而言之,这个想法是以一种非常新颖的方式为新一代材料科学家配备最先进的计算模型。”

胺Benzerga
Amine Benzerga |图像:专业摄影

学校的扩建包括通过虚拟现实(VR)和增强现实(AR)工具引入沉浸式可视化,以帮助具有不同背景和学习风格的学生解释复杂的材料数据。对于这一部分,将聘请由航空航天工程系助理教授达伦·哈特尔博士运营的沉浸式力学可视化实验室。

本泽加说:“对研究生来说,在材料模拟过程中分析来自超级计算机的大量数据是具有挑战性的。”

这个想法是使用AR和VR来帮助学生更好地可视化模拟结果。“有时候,更好的可视化不仅会带来更好的结果 理解,但会激发新的想法,从而更好地分析、解释和展示他们的工作,”本泽加说。

另一个目标是扩大CMS的专家网络,包括国家实验室和学术机构,国内和国际机构,他们将为连续微观力学,介观模拟等领域的教学工作做出贡献 而且原子建模,具有数据科学的首要主题。

达伦·哈特尔
达伦·哈特尔|图片:专业摄影

本泽加还希望扩大这所学校的规模,在每年的不同时间提供专业领域的短期种子项目。他说:“这种模式有一个横向主题和一个纵向主题。”到目前为止,这种模式一直是横向的。我们教授多种代码,但学生们没有机会深入学习任何一种代码。”

专门的课程将持续三到五天,让专家们有时间更深入地教授一种特定的计算方法。本泽加设想第一年只面向校内参与者,未来可能会增加远程访问。

整个项目旨在培养科学家和工程师,他们将发现和开发使具有国家重要性的技术成为可能的材料。

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