OpenMM MCP Server

OpenMM MCP Server

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🧬 OpenMM & Abacus MCP Server

OpenMM を使用した分子動力学シミュレーションと、Abacus を使用した DFT 計算を行うための、包括的な Model Context Protocol（MCP）サーバーです。このサーバーは、LLM との連携を通じて、複雑な分子シミュレーションを自然言語で操作できるインターフェースを提供します。

✨ 特長

• OpenMM の完全な統合：高度なインテグレーター、バロスタット、拘束条件など、すべての OpenMM 機能をサポートします
• DFT 計算：量子力学計算のための Abacus DFT エンジンとの統合
• 事前設定済みテンプレート：タンパク質シミュレーション、膜システムなどにすぐに使える設定
• 高度なサンプリング：メタダイナミクス、自由エネルギー計算、拡張サンプリング手法
• GPU アクセラレーション：高性能コンピューティングのための CUDA および OpenCL プラットフォームのサポート
• タスク管理：永続化と監視に対応した非同期タスク実行
• 自然言語インターフェース：簡単な英語のコマンドで複雑なシミュレーションを操作できます

🚀 クイックスタート

インストール

# Clone the repository
git clone <repository_url>
cd openmm-mcp-server

# Install dependencies
pip install -r requirements.txt

# Optional: Install OpenMM for actual simulations
conda install -c conda-forge openmm

# Test installation
python test_mcp_server.py

Roo Code との統合

Code/Cline/Claude の MCP 設定に追加します。

{
  "mcpServers": {
    "openmm-server": {
      "command": "python",
      "args": ["run_openmm_server.py"],
      "cwd": "path-to\\openmm-mcp-server",
      "alwaysAllow": [
        "create_md_simulation",
        "create_advanced_md_simulation",
        "setup_protein_simulation",
        "setup_membrane_simulation",
        "create_dft_calculation",
        "control_simulation",
        "get_task_status",
        "list_all_tasks",
        "analyze_results"
      ]
    }
  }
}

重要：パスを実際のプロジェクトのパスに置き換えてください！

🛠️ 利用可能なツール

基本ツール

• create_md_simulation - 簡単な MD シミュレーションを作成します
• create_dft_calculation - DFT 計算を作成します
• control_simulation - シミュレーションの実行を制御します（開始／停止／一時停止）
• get_task_status - タスクのステータスを確認します
• list_all_tasks - すべてのタスクを一覧表示します
• analyze_results - シミュレーション結果を分析します

高度なツール

• create_advanced_md_simulation - OpenMM の全機能をサポートします（50 以上のパラメーター）
• setup_protein_simulation - 事前設定済みのタンパク質シミュレーションテンプレート
• setup_membrane_simulation - 膜タンパク質シミュレーションの設定

💬 使用例

簡単な水のシミュレーション

"Run a molecular dynamics simulation of a water molecule at 300K for 10000 steps"

高度なタンパク質シミュレーション

"Set up a protein production simulation for 100 nanoseconds at physiological temperature 310K, using Amber19 force field with TIP3P-FB water model, 0.15M salt concentration, and GPU acceleration"

膜タンパク質シミュレーション

"Create a POPC membrane protein simulation for 50 nanoseconds with surface tension control"

📊 OpenMM パラメーターのリファレンス

インテグレーター

• LangevinMiddle - Langevin middle インテグレーター（推奨）
• Verlet - Verlet インテグレーター（NVE アンサンブル）
• Brownian - ブラウン動力学
• VariableLangevin - 可変ステップサイズ Langevin
• VariableVerlet - 可変ステップサイズ Verlet
• NoseHoover - Nose-Hoover サーモスタット

力場

• Amber14：["amber14-all.xml", "amber14/tip3pfb.xml"]
• Amber19：["amber19-all.xml", "amber19/tip3pfb.xml"]
• CHARMM36：["charmm36_2024.xml", "charmm36/water.xml"]

水モデル

• tip3p - TIP3P 水モデル
• tip3pfb - TIP3P-FB 水モデル（推奨）
• tip4pew - TIP4P-Ew 水モデル
• spce - SPC/E 水モデル

プラットフォーム

• CUDA - NVIDIA GPU（最速）
• OpenCL - 汎用 GPU
• CPU - CPU 計算
• Reference - リファレンス実装

非結合相互作用の計算方法

• PME - Particle Mesh Ewald（周期系に推奨）
• NoCutoff - カットオフなし（小規模システム向け）
• CutoffNonPeriodic - 非周期系のカットオフ
• CutoffPeriodic - 周期系のカットオフ
• Ewald - 従来の Ewald 和

拘束条件

• None - 拘束条件なし
• HBonds - 水素結合の拘束条件（推奨）
• AllBonds - すべての結合の拘束条件
• HAngles - 水素結合角の拘束条件

バロスタット

• MonteCarloBarostat - 等方圧力制御
• MonteCarloAnisotropicBarostat - 異方圧力制御
• MonteCarloMembraneBarostat - 膜システムの圧力制御

精度

• mixed - 混合精度（推奨）
• single - 単精度
• double - 倍精度

🔧 設定

環境変数：

export TASK_DATA_DIR="./simulation_data"
export MAX_CONCURRENT_TASKS=4
export DEFAULT_OPENMM_PLATFORM="CUDA"
export LOG_LEVEL="INFO"
export LOG_FILE="./mcp_server.log"

📁 プロジェクト構成

openmm-mcp-server/
├── run_openmm_server.py      # Startup script
├── test_mcp_server.py        # Test script
├── requirements.txt          # Dependencies
├── README.md                 # English documentation
├── README_CN.md              # Chinese documentation
├── src/
│   ├── server_new.py         # Main server
│   ├── advanced_md_tools.py  # Advanced MD tools
│   ├── task_manager.py       # Task management
│   ├── openmm_engine.py      # OpenMM engine
│   ├── abacus_engine.py      # Abacus DFT engine
│   ├── config.py             # Configuration management
│   ├── tools/                # MCP tool implementations
│   ├── resources/            # MCP resource implementations
│   └── utils/                # Utility functions
├── tests/                    # Test files
├── examples/                 # Example code
├── docs/                     # Documentation
└── task_data/                # Task data directory (auto-created)

📚 その他のドキュメント

• インストールガイド - 詳細なインストール手順
• 使用ガイド - 包括的な使用例
• Roo Code との統合 - 詳細な統合ガイド
• OpenMM パラメーター - パラメーターの完全なリファレンス
• プロジェクト分析 - 技術的な分析と改善点

🔍 トラブルシューティング

よくある問題

1. 「OpenMM が見つかりません」という警告

   • これは正常です。サーバーはモックモードで実行されます
   • 実際のシミュレーションを行うには、OpenMM をインストールしてください：conda install -c conda-forge openmm

2. 「コマンドが見つかりません」というエラー

   • Python が PATH に含まれているか確認してください
   • プロジェクトのパスが正しいか確認してください
   • 絶対パスを使用してみてください

3. 権限エラー

   • プロジェクトディレクトリに読み取り／書き込み権限があることを確認してください
   • task_data ディレクトリに書き込み可能か確認してください

設定の確認

# Test server startup
python run_openmm_server.py

# Test MCP functionality
python test_mcp_server.py

🤝 コントリビューション

1. リポジトリをフォークします
2. 機能ブランチを作成します
3. 変更を加えます
4. テストを追加します
5. プルリクエストを送信します

🆘 サポート

問題が発生した場合：

1. テストスクリプトを実行してください：python test_mcp_server.py
2. ドキュメントを確認してください
3. ログファイルを確認してください（設定されている場合）
4. GitHub で issue を作成してください

📄 ライセンス

このプロジェクトは GNU General Public License v3.0 の下でライセンスされています。

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シミュレーションをお楽しみください！🎉