OpenMM: Scalable biomolecular modeling, simulation, and machine learning

OpenMM:可扩展的生物分子建模、模拟和机器学习

基本信息

  • 批准号:
    10589161
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 47.13万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-07-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY / ABSTRACT OpenMM [http://openmm.org] is the most widely-used open source GPU-accelerated framework for biomolecular modeling and simulation (>1300 citations, >270,000 downloads, >1M deployed instances). Its Python API makes it widely popular as both an application (for modelers) and a library (for developers), while its C/C++/Fortran bindings enable major legacy simulation packages to use OpenMM to provide high performance on modern hardware. OpenMM has been used for probing biological questions that leverage the $14B global investment in structural data from the PDB at multiple scales, from detailed studies of single disease proteins to superfamily-wide modeling studies and large-scale drug development efforts in industry and academia. Originally developed with NIH funding by the Pande lab at Stanford, we aim to fully transition toward a community governance and sustainable development model and extend its capabilities to ensure OpenMM can power the next decade of biomolecular research. To fully exploit the revolution in QM-level accuracy with machine-learning (ML) potentials, we will add plug-in support for ML models augmented by GPU-accelerated kernels, enabling transformative science with QM-level accuracy. To enable high-productivity development of new ML models with training dataset sizes approaching 100 million molecules, we will develop a Python framework to enable OpenMM to be easily used within modern ML frameworks such as TensorFlow and PyTorch. Together with continued optimizations to exploit inexpensive GPUs, these advances will power a transformation within biomolecular modeling and simulation, much as deep learning has transformed computer vision.
项目概要/摘要 OpenMM [http://openmm.org] 是最广泛使用的生物分子开源 GPU 加速框架 建模和模拟(> 1300 次引用,> 270,000 次下载,> 100 万个部署实例)。它的Python API使得 它作为应用程序(对于建模者)和库(对于开发人员)而广受欢迎,而它的 C/C++/Fortran 绑定使主要的传统模拟包能够使用 OpenMM 在现代平台上提供高性能 硬件。 OpenMM 已被用于探索生物学问题,这些问题利用了 $14B 全球投资 来自 PDB 的多尺度结构数据,从单一疾病蛋白的详细研究到超家族范围的研究 工业界和学术界的建模研究和大规模药物开发工作。 最初由斯坦福大学 Pande 实验室在 NIH 资助下开发,我们的目标是完全向社区过渡 治理和可持续发展模型并扩展其功能,以确保 OpenMM 能够为 生物分子研究的下一个十年。通过机器学习充分利用 QM 级精度的革命 (ML) 潜力,我们将为通过 GPU 加速内核增强的 ML 模型添加插件支持,从而实现 具有 QM 级准确性的变革性科学。为了实现新机器学习模型的高生产率开发 训练数据集大小接近 1 亿个分子,我们将开发一个 Python 框架来启用 OpenMM 可以在 TensorFlow 和 PyTorch 等现代机器学习框架中轻松使用。连同继续 优化以利用廉价的 GPU,这些进步将推动生物分子领域的变革 建模和模拟,就像深度学习改变了计算机视觉一样。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)

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Thomas Edward Markland其他文献

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