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+MindSpore Science 文档
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+简介
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+将 AI 与科学计算相结合(即 AI+科学计算),是指利用人工智能技术(如机器学习、深度学习等)对科学难题进行计算和分析。这种结合突破了传统数学模型和算法的局限,能够借助 AI 强大的计算能力,探索未知领域,并提升计算效率与准确性。AI+科学计算的能力主要来源于大数据的支持和算法的优化,通过不断学习和迭代,AI 可以更好地应对复杂的科学计算问题。
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+MindSpore Science 是基于 MindSpore 融合架构打造的高性能科学计算行业套件,提供业界领先的数据集、SOTA 模型、常用模型接口和前后处理工具。该套件面向 Ascend 深度优化,加速科学行业应用开发。
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+支持特性
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+MindScience-Core 是 MindScience 的核心组件,为开发者提供易用性强、昇腾亲和的常用模型接口,加速 AI4Science 模型开发,主要提供以下几个能力:
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+常用模型接口:
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+- 图计算:由于图的拓扑结构天然适配网格、分子结构等数据形态,AI4Science 领域的模型大量采用以 GNN(Graph Neural Network,图神经网络)为核心的架构。MindScience 为此提供了一套功能完备、与 Ascend 平台深度亲和的 GNN 接口,同时保持与业界主流框架接口的兼容性,有效提升了相关模型的开发效率。
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+- 等变计算:等变计算库 e3nn 专为处理具有对称性的数据场景设计,尤其适配分子、晶体等包含旋转、平移等对称属性的结构。它提供了一套完整的等变神经网络构建工具,能精准捕捉数据的对称性特征,研究者可高效开发符合对称性原理的模型,显著提升分子模拟、材料科学等领域的任务表现。
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+- 物理信息神经网络:物理信息神经网络库 PINNs(Physics-Informed Neural Networks)专为融合物理规律与数据驱动建模设计,尤其适用于流体力学、热传导等偏微分方程(PDE)求解场景。MindScience 的 pde 模块提供了将物理守恒律、边界条件等约束嵌入神经网络的完整工具链,研究者无需依赖大量标注数据,即可高效构建符合物理规律的模型,大幅提升工程仿真、科学计算等领域的求解效率与泛化能力。
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+- 可微分求解器:可微分求解器是一类融合数值计算与自动微分能力的专用工具,核心用于高效求解常微分方程(ODE)、偏微分方程(PDE)等科学与工程问题。它能在输出数值解的同时,反向传播计算梯度信息,完美兼容 MindSpore 深度学习框架。借助这一特性,研究者可将物理方程的求解过程嵌入神经网络训练流程,为科学计算与深度学习的结合提供关键支撑,广泛应用于动力学模拟、控制策略优化等 AI4Science 场景。
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+- 科学计算算子:科学计算算子是支撑 AI4Science 模型构建的核心基础组件,算子经过与 Ascend 结合的深度优化,实现复杂科学计算任务的高效执行。
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+- 分布式并行:分布式并行是应对 AI4Science 大规模任务的核心高效计算方案,通过将海量数据、复杂模型或计算任务拆分到多节点、多设备集群中协同处理,突破单设备的算力与内存瓶颈,为 AI4Science 向更复杂、更精细的研究方向拓展提供了关键算力保障。
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+Applications:
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+.. raw:: html
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+ MindChem
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+.. list-table::
+ :header-rows: 1
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+ * - 应用名称
+ - 简介
+ - 学习类型
+ * - `diffcsp <../MindChem/applications/diffcsp>`__
+ - 晶体结构预测
+ - 监督学习
+ * - `nequip <../MindChem/applications/nequip>`__
+ - 分子动力学建模
+ - 监督学习
+ * - `orb <../MindChem/applications/orb>`__
+ - 分子轨道分析
+ - 监督学习
+ * - `matformer <../MindChem/applications/matformer>`__
+ - 材料性质预测
+ - 监督学习
+ * - `deephe3nn <../MindChem/applications/deephe3nn>`__
+ - 分子模拟
+ - 监督学习
+ * - `crystalflow <../MindChem/applications/crystalflow>`__
+ - 晶体结构生成
+ - 无监督学习
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+.. raw:: html
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+ MindEarth
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+.. list-table::
+ :header-rows: 1
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+ * - 应用名称
+ - 简介
+ - 学习类型
+ * - `Leadformer <../MindEarth/applications/leadformer>`__
+ - 地球科学时序预测
+ - 监督学习
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+
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+.. raw:: html
+
+
+ MindEnergy
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+.. list-table::
+ :header-rows: 1
+
+ * - 应用名称
+ - 简介
+ - 学习类型
+ * - `DAE-PINN <../MindEnergy/applications/dae_pinn>`__
+ - 物理信息神经网络
+ - 监督+物理约束
+ * - `DeepONet-Grig-UQ <../MindEnergy/applications/deeponet_grig_uq>`__
+ - 泛函学习与不确定性量化
+ - 监督学习
+ * - `PowerFlowNet <../MindEnergy/applications/powerflownet>`__
+ - 电力流建模
+ - 监督学习
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+.. raw:: html
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+.. raw:: html
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+ MindFlow
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+.. list-table::
+ :header-rows: 1
+
+ * - 应用名称
+ - 简介
+ - 学习类型
+ * - `acoustic <../MindFlow/applications/acoustic>`__
+ - 声学模拟
+ - 监督学习
+ * - `p2c2net <../MindFlow/applications/p2c2net>`__
+ - 物理建模
+ - 监督学习
+ * - `fno2d <../MindFlow/applications/fno2d>`__
+ - 傅里叶神经算子
+ - 监督学习
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+.. raw:: html
+
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+
+.. raw:: html
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+
+ MindSPONGE
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+.. list-table::
+ :header-rows: 1
+
+ * - 应用名称
+ - 简介
+ - 学习类型
+ * - `AF3 <../MindSPONGE/applications/af3>`__
+ - 蛋白质结构预测
+ - 监督学习
+ * - `proteinmpnn <../MindSPONGE/applications/proteinmpnn>`__
+ - 蛋白质序列设计
+ - 监督学习
+ * - `rfdiffusion <../MindSPONGE/applications/rfdiffusion>`__
+ - 蛋白质扩散生成
+ - 扩散模型/生成式学习
+ * - `protenix <../MindSPONGE/applications/protenix>`__
+ - 蛋白质功能预测
+ - 监督学习
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+.. raw:: html
+
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+.. toctree::
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+ :caption: 安装指南
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+ install.md
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+ mindscience.common
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+ CONTRIBUTING
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+ RELEASE
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