利索能及
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专利号: 2023104828195
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.生物分子结构弛豫可视化交互方法,包括:

S1.接收导入的生物分子结构文件,并进行解析,以及根据解析结果构建生物分子三维模型;

S2.对生物分子结构的空间位置进行交互式调整,以便于对生物分子结构进行观察;

S3.基于生物分子三维模型进行交互式生物分子结构建模;

S4.生物分子结构弛豫模拟;

S5.生物分子结构弛豫终止;

所述的方法还包括基于以下设计来实施步骤S4:

力学模型:力学环境包括共价键连接原子间的键长伸缩势能和非共价键连接原子间的兰纳‑琼斯(Lennard‑Jones)势能;共价键伸缩势能采用理想弹簧模型,通过虎克定律(Hooke’s law)将共价键的拉升变形与原子受力定量为线性关系;

加速度计算:F(t)=ma(t),其中,F(t)为t时刻原子所受净力,m为原子质量,a(t)为t时刻原子加速度;

时间演化算法:引入Verlet算法进行各原子位置坐标和速度的迭代计算和更新;

Verlet算法的基本原理是根据牛顿定律计算原子的位置和速度,采用离散时间补偿进行时间演化;

2

位置更新:r(t+Δt)=2r(t)‑r(t‑Δt)+a(t)Δt;其中,Δt为时间间隔,r(t‑Δt),r(t)和r(t+Δt)分别为t‑Δt,t和t+Δt时刻的原子位置坐标;

速度更新:v(t)=[r(t+Δt)‑r(t‑Δt)]/2Δt。

2.根据权利要求1所述的方法,还包括:以文件形式保存生物分子结构弛豫的动力学轨迹。

3.根据权利要求1所述的方法,还包括:对结构弛豫轨迹的间隔时间进行设定,以及根据间隔时间,生成生物分子结构弛豫的动力学轨迹文件中的数据。

4.根据权利要求1所述的方法,所述的对生物分子结构的空间位置进行交互式调整,包括,控制观察视角的拉近、推远、平移和旋转,以实现生物分子结构的放大和缩小以及视角切换。

5.根据权利要求1所述的方法,所述基于生物分子三维模型进行交互式生物分子结构建模包括通过实施单原子或多原子的抓取、平移和旋转操作,以改变生物分子结构。

6.根据权利要求1所述的方法,生物分子结构弛豫终止包括当确定某个时间段内的结构调整幅度小于设定阈值时,选择终止结构弛豫过程,或者在某个时间段内的结构调整幅度小于设定阈值时,自动终止结构弛豫过程。

7.根据权利要求1‑6之一所述的方法,还包括:基于虚拟现实实施所述方法。

8.生物分子结构弛豫可视化交互装置,包括:计算设备、交互设备、显示设备和传感器设备;计算设备用于执行权利要求1‑6中任意一项权利要求所述的方法;显示设备用于呈现交互画面;交互设备用于实施交互操作;传感器设备用于监测交互设备的交互动作。

9.生物分子结构弛豫可视化交互装置,包括:计算设备、头戴式虚拟现实设备、虚拟现实手柄设备和传感器设备;计算设备用于执行权利要求7所述的方法;头戴式虚拟现实设备用于呈现交互画面;虚拟现实手柄设备用于实施交互操作;传感器设备用于监测虚拟现实手柄设备的交互动作。