基于Multiwfn的分子机器学习助手：MultiwfnMLhelper

yumingsuxmu · 发表于 Post on 2023-4-11 19:46:00

本帖最后由 yumingsuxmu 于 2023-4-11 19:46 编辑

近期，自己的工作里面需要快速提取Multiwfn分子描述符进行机器学习分析，我编写了一个名为“基于Multiwfn的分子机器学习助手”的Python脚本工具MultiwfnMLhelper。它的使用非常简便，给大家分享一下

【原料】任意能产生高斯fchk文件的任务即可，产生后将所有数据集中fchk文件放在某文件夹即可

【使用方法】
自己安装相应python包并运行MultiwfnMLhelper.py.建议将文件清单中中的内容全部复制到包含高斯输出的多个.fchk文件的文件夹中，运行MultiwfnMLhelper.py，选择当前文件夹的路径，然后点击确定，程序就会自动一键生成Multiwfn分子描述符,保存到一个名为 "Multwfn_analysis_feature_matrix3.csv" 的 CSV 文件中。

【文件清单】
(1) Multiwfn_helper.py：主要的Python脚本，用于提取Multiwfn描述符
(2) batchspec.bat：用于运行Multiwfn分析的批处理文件
(3) Step_1.txt1：Multiwfn分析时需要的参数文件
(4) settings.ini：务必isilent= 1(5) Multiwfn ：记得把最新的Multiwfn加到文件夹里

【参考】
http://sobereva.com/601
http://sobereva.com/612

【如果有什么建议或者感受，请告诉我】
（本来生成了一个exe文件，但受限于文件太大32M，没法上传了，有需要的可以私聊我）

sobereva · 发表于 Post on 2023-4-12 09:37:05

若方便的话，建议加入说明能自动计算提取哪些描述符

论坛目前文件上传上限是10MB，超过的可以考虑发网盘链接

yumingsuxmu · 发表于 Post on 2023-4-12 10:11:50

多谢社长提醒，windows可直接运行程序.exe链接如下：
链接：https://pan.baidu.com/s/12mduHZQPwGR4-cq--QNG5Q
提取码：w8r1

【核心特点】只需将压缩包中的内容全部复制到包含多个.fchk文件的文件夹中，双击.exe文件，选择当前文件夹的路径，然后点击确定，程序就会自动一键生成Multiwfn分子描述符。

【描述符内容】
SampleName: Sample Name
Orbitals ODIODI_HOMO_1: Orbital Delocalization Index HOMO-1ODI_HOMO: Orbital Delocalization Index HOMOODI_LUMO: Orbital Delocalization Index LUMOODI_LUMO_Add1: Orbital Delocalization Index LUMO+1ODI_Mean: Orbital Delocalization Index MeanODI_Std: Orbital Delocalization Index Standard Deviation
sizeAtomNum: Number of AtomsWeight: Molecular Weight
Frontier_orbitalsHOMO: Highest Occupied Molecular OrbitalHOMO_number: HOMO NumberLUMO: Lowest Unoccupied Molecular OrbitalHOMO_LUMO_Gap: HOMO-LUMO Gap
ShapeFarthest_Distance: Farthest Distance between AtomsMol_Radius: Molecular RadiusMol_Size_Short: Shortest Molecular SizeMol_Size_2: Medium Molecular SizeMol_Size_L: Longest Molecular SizeLength_Ratio: Length RatioLen_Div_Diameter: Length Divided by DiameterMPP: Maximum Positive PotentialSDP: Surface-Derived Polarization
Dipole_momentDipole_Moment: Dipole MomentQuadrupole_Moment: Quadrupole MomentOctopole_Moment: Octopole Moment
Quantitative analysis of molecular surfaceVolume: Molecular VolumeDensity: Molecular DensityESPmin: Minimum Electrostatic PotentialESPmax: Maximum Electrostatic PotentialOverall_Surface_Area: Overall Surface AreaPos_Surface_Area: Positive Surface AreaNeg_Surface_Area: Negative Surface AreaOverall_Average: Overall AveragePos_Average: Positive AverageNeg_Average: Negative AverageOverall_Variance: Overall VarianceNu: Electrophilicity IndexPi: Nucleophilicity IndexMPI: Molecular Polarizability IndexNonpolar_Area: Nonpolar AreaPolar_Area: Polar AreaALIEmin: Minimum ALIE (Average Localized-Ionization-Energy)ALIEmax: Maximum ALIEALIE_Ave: ALIE AverageALIE_Var: ALIE VarianceLEAmin: Minimum LEA (Local Electron Affinity)LEAmax: Maximum LEALEA_Ave: LEA AverageLEA_Var: LEA Variance

liyuanhe211 · 发表于 Post on 2023-4-12 11:41:36

本帖最后由 liyuanhe211 于 2023-4-12 11:42 编辑

帮楼主列一下脚本能提取出哪些描述符：

ODI_HOMO_1
ODI_HOMO
ODI_LUMO
ODI_LUMO_Add1
ODI_Mean
ODI_Std
AtomNum
Weight
HOMO
HOMO_number
LUMO
HOMO_LUMO_Gap
Farthest_Distance
Mol_Radius
Mol_Size_Short
Mol_Size_2
Mol_Size_L
Length_Ratio
Len_Div_Diameter
MPP
SDP
Dipole_Moment
Quadrupole_Moment
Octopole_Moment
Volume
Density
ESPmin
ESPmax
Overall_Surface_Area
Pos_Surface_Area
Neg_Surface_Area
Overall_Average
Pos_Average
Neg_Average
Overall_Variance
Nu
Pi
MPI
Nonpolar_Area
Polar_Area
ALIEmin
ALIEmax
ALIE_Ave
ALIE_Var
LEAmin
LEAmax
LEA_Ave
LEA_Var

复制代码

sobereva · 发表于 Post on 2023-4-12 11:42:25

我已把此文链接加入此帖了
Multiwfn可以计算的分子描述符一览
http://sobereva.com/601（http://bbs.keinsci.com/thread-23729-1-1.html）

张晓婷 · 发表于 Post on 2023-4-17 21:12:04

本帖最后由张晓婷于 2023-4-17 21:15 编辑

yumingsuxmu 发表于 2023-4-12 10:11
多谢社长提醒，windows可直接运行程序.exe链接如下：
链接：https://pan.baidu.com/s/12mduHZQPwGR4-cq--Q ...

你好，我下载了网盘链接文件，里面含有的和一楼发的文件清单是不一样的里面有两个exe，我运行了第二个exe，选择了有fchk文件的文件夹之后，生成txt文件，但是里面是空的
请问这是什么问题呢？非常感谢

张晓婷 · 发表于 Post on 2023-4-17 21:50:16

本帖最后由张晓婷于 2023-4-17 21:52 编辑

yumingsuxmu 发表于 2023-4-12 10:11
多谢社长提醒，windows可直接运行程序.exe链接如下：
链接：https://pan.baidu.com/s/12mduHZQPwGR4-cq--Q ...

你好，我”将压缩包中的内容全部复制到包含多个.fchk文件的文件夹中，双击.exe文件，选择当前文件夹的路径，然后点击确定“之后，并没有产生文件
当我直接打开exe文件之后，选择包含有fchk文件的文件夹之后，这个exe是好用的，并且产生了csv文件，但是里面也是空的。是不是不用将压缩包内容复制到要提取描述符的文件夹里，直接用直接选择文件夹就好了
我是少安装插件了吗？谢谢指导

yumingsuxmu · 发表于 Post on 2023-4-19 09:31:30

张晓婷发表于 2023-4-17 21:12
你好，我下载了网盘链接文件，里面含有的和一楼发的文件清单是不一样的里面有两个exe，我运行了第二个exe ...

可以看出读取fchk文件生成了空的txt，说明Multiwfn读取你的fchk失败了，你可以试试把你的b3lyp.fchk拖到Multiwfn.exe里面看看有没有成功读取，如果没有，是不是fchk文件有问题呢？比如说没有算完？

yumingsuxmu · 发表于 Post on 2023-4-19 09:36:11

张晓婷发表于 2023-4-17 21:50
你好，我”将压缩包中的内容全部复制到包含多个.fchk文件的文件夹中，双击.exe文件，选择当前文件夹的路 ...

您好，我听的描述，你好像没有“将压缩包中的内容全部复制到包含多个.fchk文件的文件夹中”,意思是你的fchk在哪你把所有fchk复制到解压后的“MultiwfnMLhelper_Win”文件夹中，或者将“MultiwfnMLhelper_Win”中所有复制到fchk那个文件夹里。你的描述是“我直接打开exe文件之后，选择包含有fchk文件的文件夹”，看似不符合，请检查一下

冰释之川 · 发表于 Post on 2023-4-30 12:44:30

本帖最后由冰释之川于 2023-5-9 13:46 编辑

我对楼主写的脚本进行了适当的修改，从而适用于Linux平台。
主要修改与增补的内容为：
(1) 将‘batchspec.bat’与‘Step_1.txt1’文件合并入py脚本中
(2) 增加Multiwfn处理的进度条
(3) 对所有求得的描述符增加描述信息

MultiwfnMLhelper.py (15.8 KB, 下载次数 Times of downloads: 296)

另外，我看到楼主对描述符的解释当中，有
Nu: Electrophilicity Index + Pi: Nucleophilicity Index

但从原始输出来看，这两个指标应该是：
+ Nu: Balance of charges + Pi: Internal charge separation

yumingsuxmu · 发表于 Post on 2023-5-1 09:20:17

冰释之川发表于 2023-4-30 12:44
我对楼主写的脚本进行了适当的修改，从而适用于Linux平台。
主要修改与增补的内容为：
(1) 将‘batchspec ...

多谢指正和补充！

adong · 发表于 Post on 2023-5-8 15:42:33

冰释之川发表于 2023-4-30 12:44
我对楼主写的脚本进行了适当的修改，从而适用于Linux平台。
主要修改与增补的内容为：
(1) 将‘batchspec ...

老师，这个脚本运行时出了基态的fchk文件还需要别的吗？报错如下，请您帮忙看看：
Traceback (most recent call last): File "/home/adong/helper/MultiwfnMLhelper-linux-SingleVersion.py", line 295, in <module> data_extraction(result_file_list) File "/home/adong/helper/MultiwfnMLhelper-linux-SingleVersion.py", line 56, in data_extraction odi_homo_1, odi_homo, odi_lumo, odi_lumoadd1 = odi_values[:4] ValueError: not enough values to unpack (expected 4, got 0)

冰释之川 · 发表于 Post on 2023-5-9 08:39:20

adong 发表于 2023-5-8 15:42
老师，这个脚本运行时出了基态的fchk文件还需要别的吗？报错如下，请您帮忙看看：
Traceback (most rece ...

只需要fchk文件，需要安装Multiwfn，设置环境变量使之可以直接通过Multiwfn命令调用。另外，Multiwfn配置文件里的isilent必须设置为1

adong · 发表于 Post on 2023-5-9 12:08:50

冰释之川发表于 2023-5-9 08:39
只需要fchk文件，需要安装Multiwfn，设置环境变量使之可以直接通过Multiwfn命令调用。另外，Multiwfn配置 ...

收到，谢谢老师

luchen · 发表于 Post on 2023-6-10 22:01:49

请问这个脚本是否可以更改使之对molden文件进行计算

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