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license: Apache-2.0
tags:
  - OC20
  - Open Catalyst
  - catalysis
  - S2EF
  - UMA
  - extxyz
  - ASE-lmdb
language:
  - en
  - zh
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<p align="center">
  <strong>
    <span style="font-size: 30px;">OC20</span>
  </strong>
</p>

## 数据集描述

OC20 数据集是Open Catalyst 2020 (OC20) S2EF（Structure to Energy and Forces）extxyz 子集。数据包含催化材料表面吸附构型的原子坐标、晶胞信息、能量和受力数据，字段与 UMA OC20 配置中的能量、受力字段一致，是学习和验证催化材料机器学习原子间势方法的标准基准数据集。

本仓库当前包含两个 split：

- `s2ef_200k_uncompressed`：训练子集，2 个分片，共 10000 帧，每帧 8–221 个原子。
- `s2ef_val_id_uncompressed`：验证子集（in-distribution），4 个分片，共 20000 帧，每帧 8–223 个原子。

原始数据来自 [Open Catalyst Project / fair-chem OC20](https://fair-chem.github.io/oc20/)，本仓库是其面向 OneScience UMA 微调示例的配套数据包。

当前数据包包含约 8 个文件，约 1.2 GB。

## 数据集支持的任务

本标准化数据仓库整理了 OC20 S2EF 子集的完整数据包，包含训练集和验证集，可用于：
- 催化材料表面吸附构型的机器学习原子间势微调
- 能量与受力预测模型的训练与验证
- UMA 框架的功能测试与基准评测

## 数据集的格式和结构

数据文件位于 `data/oc20/` 目录下，按 split 分片组织：

| 文件路径 | 格式 | shape / 内容 | 说明 |
|---|---|---|---|
| `oc20/s2ef_200k_uncompressed/0.extxyz` | extxyz | `[N_frames, N_atoms]` | 训练子集分片 0，5000 帧 |
| `oc20/s2ef_200k_uncompressed/1.extxyz` | extxyz | `[N_frames, N_atoms]` | 训练子集分片 1，5000 帧 |
| `oc20/s2ef_val_id_uncompressed/0.extxyz` | extxyz | `[N_frames, N_atoms]` | 验证子集分片 0，5000 帧 |
| `oc20/s2ef_val_id_uncompressed/1.extxyz` | extxyz | `[N_frames, N_atoms]` | 验证子集分片 1，5000 帧 |
| `oc20/s2ef_val_id_uncompressed/2.extxyz` | extxyz | `[N_frames, N_atoms]` | 验证子集分片 2，5000 帧 |
| `oc20/s2ef_val_id_uncompressed/3.extxyz` | extxyz | `[N_frames, N_atoms]` | 验证子集分片 3，5000 帧 |
| `metadata/schema.yaml` | YAML | 数据结构说明 | extxyz 字段 schema 定义 |
| `metadata/sha256_manifest.txt` | SHA256 | 校验清单 | 文件完整性校验 |

### extxyz 数据格式

每个构型由原子数行、comment 行和原子行组成。comment 行包含 `Lattice`、`Properties`、`energy`、`free_energy` 和 `pbc`。原子行包含元素、坐标、`move_mask`、`tags` 和 `forces`。

| 字段 | 类型 | shape | 说明 |
|---|---|---|---|
| `species` | str | `[N_atoms]` | 元素符号，覆盖多种金属、非金属元素 |
| `pos` | float | `[N_atoms, 3]` | 原子坐标，单位 Å |
| `move_mask` | bool | `[N_atoms]` | 原子是否可移动，`T` 或 `F` |
| `tags` | int | `[N_atoms]` | 原子标签，区分吸附质、表面、次表面等 |
| `forces` | float | `[N_atoms, 3]` | 原子受力，单位 eV/Å |
| `energy` | float | `[1]` | 构型总能量，单位 eV |
| `free_energy` | float | `[1]` | 构型自由能，单位 eV |
| `pbc` | bool | `[3]` | 周期边界条件 |
| `Lattice` | float | `[3, 3]` | 周期盒矩阵 |


## 数据集使用方式

### 下载数据集

```bash
hf download --dataset OneScience-Sugon/oc20 --local-dir ./data
```

## OneScience 官方信息

| 平台 | OneScience 主仓库 | Skills 仓库 |
|---|---|---|
| Gitee | https://gitee.com/onescience-ai/onescience | https://gitee.com/onescience-ai/oneskills |
| GitHub | https://github.com/onescience-ai/OneScience | https://github.com/onescience-ai/oneskills |

## 限制与许可证

本数据集为 Open Catalyst 2020 (OC20) 官方 S2EF 子集，未生成新样本或改变原始数据内容。

- **原始来源**：[Open Catalyst Project / fair-chem OC20](https://fair-chem.github.io/oc20/)
- **许可证**：Apache License 2.0
- **使用限制**：以原始 OC20 数据来源、OneScience 仓库及 ModelScope 页面说明为准

使用 OC20 数据集时请引用原始 Open Catalyst 论文：

- Chanussot, L.; Das, A.; Goyal, S.; Lavril, T.; Shuaibi, M.; Riviere, M.; Tran, K.; Heras-Domingo, J.; Ho, C.; Hu, W.; Palizhati, A.; Sriram, A.; Wood, B.; Yoon, J.; Parikh, D.; Zitnick, C. L.; Ulissi, Z. Open Catalyst 2020 (OC20) Dataset and Community Challenges. *ACS Catal.* **2021**, *11* (10), 6059–6072. https://doi.org/10.1021/acscatal.0c04525