今天蔻享代码板块介绍给大家的是一款国产材料设计集成软件包JAMIP (https://code.koushare.com/#/code/codeDetail?codeId=197)
JAMIP (Jilin Artificial-intelligence aided Materials-design Integrated Package) 是由吉林大学张立军课题组历时6年多开发的人工智能辅助、数据驱动的材料设计集成软件包。软件包为满足材料基因工程与材料信息学的研究需求设计，涵盖半导体材料、介电材料、金属材料等材料体系，为基于功能材料大数据与人工智能机器学习算法结合的新材料发现和设计提供工具支撑。课题组在发展的基于大规模高通量材料计算框架的材料设计方法基础之上，深度结合数据管理、分析及存储技术与机器学习数据挖掘算法，解决了系列材料信息学研究面临的关键技术难题，是自主知识产权的材料设计集成软件包。软件包主体框架包含以高通量材料计算为核心的数据产生，数据收集、管理工具及数据存储，机器学习/数据挖掘功能模块。各部分之间高度融合，为高效产生、分析、管理和学习计算材料大数据，进而开展新材料设计与发现研究提供专业操作化软件平台。
i. 以高通量材料计算为核心的数据产生：JAMIP具有强大的材料制造工坊，包含便于开展高通量材料计算的结构原型数据库（版权注册号2019SR1060756），仍在不断发展中的结构操作方法集（可方便快捷构建缺陷、表面、晶界、异质结等复杂材料结构），为批量产生用于大规模高通量材料计算的材料结构提供了工具基础。JAMIP集成的高通量第一性原理计算引擎（支持VASP、Quantum Espresso等计算软件）可针对批量生成的材料结构进行高度自动化的计算模拟。软件集成的自动化任务递交、监控、纠错模块为计算任务的高效、顺利完成提供保障。以下列出当前JAMIP版本支持的材料性质计算流程模块（以VASP程序为例）：
•热力学性质：分解焓，Convex hull，Triangle zone；•电子结构：能带结构，电子态密度，总及部分电荷密度，成键轨道分析、形变势、电荷布居分析等；•光学性质：光吸收谱计算，介电函数，激子结合能，太阳能电池理论转换效率、 非线性二次谐波成像等；
•声子与热学性质：声子谱及声子态密度，软模相变，gruneisen常数、热导率等；•其他性质：XRD图谱，径向分布函数，容差因子及八面体因子(钙钛矿结构)我们正致力于不断扩展以上材料性质计算流程模块，涵盖更多功能材料体系的性质，为实现功能导向的材料设计提供有效计算工具支撑。
ii. 数据收集、管理工具及数据存储：JAMIP集成了针对不同类别的功能材料，对高通量第一性原理计算结果的自动化数据提取、分析工具。针对材料信息学的材料大数据特点，集成了以Django框架为基础的数据库平台接口，支持MySQL，Sqlite3，postgresql等多种主流数据库管理语言。数据库系统实现使用环境的纯Python化，用户无需学习复杂的结构化查询语言（SQL），即可在多种平台上对特定研究课题的计算数据进行存储，共享与快速检索。目前数据收集、管理工具及数据存储模块支持以下功能：
iii. 机器学习/数据挖掘模块：在JAMIP当前版本中，我们集成了数据前处理，数据特征工程，以及常用机器学习算法的模型构建和性能评估子模块。用户可根据训练和测试数据集的特征，选择合适的机器学习算法开展机器学习研究，探索材料性质与结构之间的内在关系、不同性质之间的关联、主导材料高性能化的物理规律，进而开展新材料设计。目前机器学习/数据挖掘模块支持以下功能：虽然JAMIP开发团队和现有用户已对JAMIP软件包进行了大量测试，但由于新功能的不断添加和算法的不断完善，程序中的bug在所难免。如果发现程序中的bug，请通过电子邮件发送输入和输出文件的副本到JAMIP开发团队(admin@jamip-code.com)，感谢大家的理解与支持。JAMIP使用QQ交流群：702448273更多关于JAMIP方法和程序，请参考以下文献:
·Xin-Gang Zhao, Kun Zhou, Bangyu Xing, Ruoting Zhao, et al., Yuhao Fu, Lijun Zhang, "JAMIP: an artificial-intelligence aided data-driven infrastructure for computational materials informatics", arXiv:2103.07957 (2021)
·Xin-Gang Zhao, Jihui Yang, Yuhao Fu, Dongwen Yang, Qiaoling Xu, Liping Yu, Su-Huai Wei, and Lijun Zhang, "Design of lead-free inorganic halide perovskites for solar cells via cation-transmutation", J. Am. Chem. Soc. 139, 2630 (2017)为满足更多科研工作者的需求，蔻享平台开通了各科研领域的微信交流群。进群请添加微信18019902656（备注您的科研方向）小编拉您入群哟！
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