OpenMM MCP Server

OpenMM MCP 服务

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🧬 OpenMM 与 Abacus MCP 服务

一个全面的模型上下文协议（MCP）服务，使用 OpenMM 进行分子动力学模拟，并使用 Abacus 进行 DFT 计算。此服务通过大模型集成，为复杂的分子模拟提供自然语言界面。

✨ 功能

• 完整的 OpenMM 集成：支持所有 OpenMM 功能，包括高级积分器、压强耦合器和约束
• DFT 计算：集成 Abacus DFT 引擎，用于量子力学计算
• 预配置模板：提供可直接使用的蛋白质模拟、膜系统等配置
• 高级采样：元动力学、自由能计算和增强采样方法
• GPU 加速：支持 CUDA 和 OpenCL 平台，实现高性能计算
• 任务管理：异步执行任务，并支持持久化和监控
• 自然语言界面：使用简单的英文命令与复杂的模拟进行交互

🚀 快速开始

安装

# 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 集成

将以下内容添加到 Code/Cline/Claude MCP 设置中：

{
  "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：将路径替换为你的实际项目路径！

🛠️ 可用工具

基本工具

• create_md_simulation - 创建简单的 MD 模拟
• create_dft_calculation - 创建 DFT 计算
• control_simulation - 控制模拟执行（开始/停止/暂停）
• get_task_status - 检查任务状态
• list_all_tasks - 列出所有任务
• analyze_results - 分析模拟结果

高级工具

• create_advanced_md_simulation - 支持完整的 OpenMM 功能（50 多个参数）
• setup_protein_simulation - 使用预配置模板设置蛋白质模拟
• setup_membrane_simulation - 设置膜蛋白模拟

💬 使用示例

简单水模拟

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

高级蛋白质模拟

"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"

膜蛋白模拟

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

📊 OpenMM 参数参考

积分器

• LangevinMiddle - Langevin 中间积分器（推荐）
• Verlet - Verlet 积分器（NVE 系综）
• Brownian - 布朗动力学
• VariableLangevin - 可变步长 Langevin
• VariableVerlet - 可变步长 Verlet
• NoseHoover - Nose-Hoover 恒温器

力场

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

水模型

• tip3p - TIP3P 水模型
• tip3pfb - TIP3P-FB 水模型（推荐）
• tip4pew - TIP4P-Ew 水模型
• spce - SPC/E 水模型

平台

• CUDA - NVIDIA GPU（速度最快）
• OpenCL - 通用 GPU
• CPU - CPU 计算
• Reference - 参考实现

非键合方法

• PME - 粒子网格 Ewald（推荐用于周期性系统）
• NoCutoff - 无截断（小型系统）
• CutoffNonPeriodic - 非周期性截断
• CutoffPeriodic - 周期性截断
• Ewald - 传统 Ewald 求和

约束

• None - 无约束
• HBonds - 氢键约束（推荐）
• AllBonds - 所有键约束
• HAngles - 氢键角约束

压强耦合器

• MonteCarloBarostat - 各向同性压强控制
• MonteCarloAnisotropicBarostat - 各向异性压强控制
• MonteCarloMembraneBarostat - 膜系统压强控制

精度

• mixed - 混合精度（推荐）
• single - 单精度
• double - 双精度

🔧 配置

环境变量：

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"

📁 项目结构

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)

📚 补充文档

• 安装指南 - 详细的安装说明
• 使用指南 - 全面的使用示例
• Roo Code 集成 - 详细的集成指南
• OpenMM 参数 - 完整的参数参考
• 项目分析 - 技术分析与改进建议

🔍 故障排除

常见问题

1. “未找到 OpenMM”警告

   • 这是正常现象，服务会以模拟模式运行
   • 如需执行实际模拟，请安装 OpenMM：conda install -c conda-forge openmm

2. “找不到命令”错误

   • 检查 Python 是否在 PATH 中
   • 确认项目路径是否正确
   • 尝试使用绝对路径

3. 权限错误

   • 确保项目目录具有读写权限
   • 检查 task_data 目录是否可写

验证配置

# Test server startup
python run_openmm_server.py

# Test MCP functionality
python test_mcp_server.py

🤝 贡献

1. Fork 此仓库
2. 创建功能分支
3. 进行更改
4. 添加测试
5. 提交拉取请求

🆘 支持

如果遇到任何问题：

1. 运行测试脚本：python test_mcp_server.py
2. 查看文档
3. 检查日志文件（如果已配置）
4. 在 GitHub 上提交问题

📄 许可证

本项目采用 GNU General Public License v3.0 许可。

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祝模拟愉快！🎉