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本帖最后由 superrice 于 2023-5-17 17:10 编辑
AuToFF (Auxiliary Tools of Force Field) 是一款完全自主开发的可视化力场辅助工具，对外免费开放，采用网页端图形界面设计风格，用户即可点击鼠标实现在线使用，轻松实现分子建模和力场拓扑文件生成，即可一站式获得分子动力学计算软件的力场拓扑文件或建模工具的输入文件，继而直接进行分子动力学模拟，可以极大的降低分子动力学模拟用户使用门槛。
软件免费使用链接https://cloud.hzwtech.com/web/pe ... e-tool/auto-ff-home
软件使用手册链接https://autoff.readthedocs.io/en/latest/index.html
AuToFF工具解决了现有的力场拓扑文件生成工具的诸多局限性，如：无法适应所有的力场形式和多款分子动力学模拟计算软件，缺乏复杂体系建模功能，不能正确分配体系的力场参数，力场参数缺失以及难以计算分配体系中的原子电荷等。
主要功能：
- 实现2D分子建模及其3D分子显示
- 支持复杂体系建模，包括碳材料(富勒烯、石墨烯、碳纳米管)和聚合物体系(均聚物、嵌段共聚物、无规共聚物)
- 提供晶体材料结构库和金属/共轭有机框架结构库
- 支持现有的主流力场（GAFF、CVFF、OPLS、CGenFF）、二代力场(CFF、COMPASS)、通用力场形式(UFF、Dreiding)、联合原子力场（TraPPE-UA、OPLS-UA、GROMOS）、13种水模型力场（OPC, OPC3, SPC, SPC/E, SPC/Eb, TIP3P, TIPS3P, TIP3P-FB, TIP4P, TIP4P/Ew, TIP4P/2005, TIP4P/ICE, TIP4P/ε ）
- 针对特定体系支持使用力场，如离子液体体系（CL&P、OPLS-2009IL、Merz离子力场、Haiyang Zhang离子力场)，界面体系(interface力场)，MOF体系（UFF4MOF、UFF4MOFII）、黏土体系（ClayFF）
- 支持九种类型原子电荷的计算，包括基于机器学习的第一性原理精度的RESP原子电荷、MMFF94、AM1-BCC、Qeq、RESP（GFN2-XTB精度）、CM5、1.2*CM5、1.14*CM1A和1.14*CM1A-LBCC
- 针对MOF/COF等周期性体系支持多种电荷计算方法，包括GMP-QEq、MEPO-QEq、m-CBAC、ffp4mof
- 通过选择杂化力场进行单个力场参数缺失的补齐
- 支持多种结构数据文件导入和分子结构文件下载
- 支持生成简单分子体系、复杂分子体系、金属/共轭有机框架体系、晶体材料体系、混合体系的力场拓扑文件
- 支持生成多款分子动力学计算软件的力场拓扑文件或建模工具的输入文件,包括LAMMPS, GROMACS, AMBER, Moltemplate, OpenMM, Tinker, CHARMM
AuToFF未来还有很多新功能会逐步更新，如下：- mSeminario方法拟合力常数（已开发完，近期上线）
- 集成modified ClayFF，OPLS-DES等一些其他的LJ和Morse形式的小众力场
- 集成可极化力场
- 非混合规则的原子对LJ参数检索
- 类似GaussView的3D分子建模
- 基于空间群的晶体建模
- ReaxFF反应力场和多体势的数据库
- 支持生成NAMD和RASPA计算软件输入文件
- 周期性体系的AM1-BCC、EQEq、I-QEq和MMFF94电荷计算
- 碳材料添加官能团的建模功能
- 类似ChemDraw的二维聚合物建模
- ANI机器学习力场
- 蛋白质、核酸、多糖体系的残基库、磷脂双分子层建模
- 全原子—Martini粗粒化力场映射
敬请期待~~~
感谢广大用户使用AuToFF工具，欢迎您提出需求及改进建议，我们都将会积极处理与回复~
常见问题：
- 上传的结构文件无法显示？
通常原因都是文件格式不规范导致的，AuToFF开发的时候严格基于文件的官方格式文档，对于一些不规范的格式兼容性较差，多见于pdb格式（symbol列没有写）和cif格式（结构未精修，存在分数占据）。用户可以检查文件格式，或者用其他软件，如VESTA打开后重新保存为其他格式。
还有一种可能的原因就体系的原子数目太多，目前为了满足大部分用户需求以及保证用户体验，限制上传的结构不超过1000个原子。对于聚合物等大体系可以在聚合物模块让AuToFF来搭建结构，而不要建完模型再上传，因为通过AuToFF的聚合物模块来搭建结构，程序可以充分利用标度算法来减少原子类型识别和原子电荷计算的计算量。对于晶体材料，可以先上传结构较小的晶胞，待最后一步生成对应分子动力学模拟软件的拓扑格式的时候，通过扩胞来创建更大的体系。
如果当前的结构中有原子是选择力场中不支持的，程序自动会禁止下一步操作。用户需要返回上一步，更换其他的力场，或者添加备选的杂化力场，如UFF力场来达到能够匹配所有原子的目的。另外需要说明的是，AuToFF是基于力场规则定义好的SMART语法和当前结构中原子的连接关系来判断原子类型的，如果存在不合理的键连关系，也可能导致无法识别原子类型。用户可以通过第三方建模软件修改成键关系来进一步调整，然后重新上传结构。未来AuToFF会直接支持网页端的3d分子建模，用户编辑结构会更加容易。
若选择力场参数有自带的电荷，如OPLS-AA，ClayFF等，且没有额外选择原子电荷的计算，那么程序不能保证所有原子的总电荷是用户期望的净电荷数。用户可以自行编辑更改电荷数达到目的，或者可以选择AuToFF支持的多种电荷计算方法，实现电荷平衡。
4. 导入优化后的分子结构进行力场参数生成，可以不改变键长，键角参数吗？
可以实现的，考虑到用户可能已经用量子化学计算方法优化了分子结构，用户想要将DFT优化得到的键长、键角替换力场中的平衡键长和键角，用户可以在“根据力场选择原子类型”功能区的3D显示的下方，设置使用当前结构的键长，键角的操作。
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如果使用“模糊检索”，且当用户选择了备选力场进行杂化的时候，程序会按照力场的排序依次检索，如果找到了参数，就不会继续往下检索。因此当前体系不是一套力场能够完全匹配，必须使用杂化力场的时候，必须选择“模糊检索”。
如果只选择了一种力场，但是这个力场中存在多个原子类型可以匹配某一个原子的时候，如果使用“精确检索”，程序则之后使用匹配到的第一个原子类型进行参数检索（在前端界面上，用户可以点击对应的原子更换优先级）。如果使用“模糊检索”，则程序会按照匹配到的原子类型的优先级，依次进行参数的检索，指直到找到参数。比如，对于羰基C=O，力场中存在精确的C=O定义和更广泛的C=定义，两种原子类型都可以匹配当前碳原子，如果选择“精确检索”，则程序只会按照C=O进行参数的检索。如果选择了“模糊检索”，那么如果当前力场库中找不到C=O相关的参数，程序会进一步检索C=的参数来将就用。
一般默认使用模糊检索即可。
“生成拓扑文件”功能区可以进行编辑修改力场参数，对于较大的体系，一一修改可能会比较繁琐，建议用户下载参数后用文本编辑器自行批量修改。
近期会上线mSeminario方法拟合力常数，但是需要用户自己上传Gaussian、ORCA等量化软件计算的Hessian文件，且保证量化计算的原子序号和上传到AuToFF的结构文件的序号保持一致。但是该方法只支持拟合bond和angle的参数。对于多重二面角的参数拟合，AuToFF计划会支持，但是由于需要调用超算资源做量化的势能面扫描，因此这个的开发计划比较后。
CgenFF的官方电荷模型是基于bond charge increasement 规则来生成了，参见文献：10.1021/ci3003649，由于文献中没有全部公开相关的BCI参数，因此用户只能通过CgenFFF官网上传结构来生成，大多数时候也可以用其他电荷模型将就使用，比如MMFF94和RESP电荷。
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发表于 Post on 2023-5-17 11:25:50
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