README_zh.md

---
license: Apache License 2.0
tags:
  - water
  - MACE
  - molecular dynamics
  - extxyz
  - potential energy surface
language:
  - en
  - zh
---
<p align="center">
  <strong>
    <span style="font-size: 30px;">water</span>
  </strong>
</p>

## 数据集描述
water 数据集是水体系势能面训练和评测示例的 extxyz 数据集。数据包含水分子体系在不同构型下的原子坐标、晶胞信息、能量和受力数据，是学习和验证机器学习原子间势（MACE）方法的标准基准数据集。

原始全量文件 `dataset_1593.xyz` 包含 1593 帧，每帧 192 个原子。为匹配 MACE 原始 water 配置，本包按原始 `gene_xyz.py` 的逻辑从 `dataset_1593.xyz` 派生出前 1393 帧训练集 `water_train.xyz` 和后 200 帧测试集 `water_test.xyz`。

原始 water 训练集来自 [BingqingCheng/ab-initio-thermodynamics-of-water](https://github.com/BingqingCheng/ab-initio-thermodynamics-of-water)。

当前数据包包含约 4 个文件，约 150 MB。

## 数据集支持的任务
本标准化数据仓库整理了 MACE water 示例的完整数据包，包含全量数据集、训练集和测试集，可用于：
- 水体系势能面模型的训练与验证
- 分子动力学模拟的势能面拟合
- MACE 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/water/` 目录下：

| 文件路径 | 格式 | shape / 内容 | 说明 |
|---|---|---|---|
| `water/dataset_1593.xyz` | extxyz | `[1593, 192]` | 全量数据集，1593 帧，每帧 192 个原子 |
| `water/water_train.xyz` | extxyz | `[1393, 192]` | 训练集，前 1393 帧，每帧 192 个原子 |
| `water/water_test.xyz` | extxyz | `[200, 192]` | 测试集，后 200 帧，每帧 192 个原子 |
| `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 `TotEnergy`、`cutoff`、`nneightol`、`pbc`、`Lattice` 和 `Properties`。原子行包含元素、坐标、`force` 和 `Z`。

| 字段 | 类型 | shape | 说明 |
|---|---|---|---|
| `species` | str | `[N_atoms]` | 元素符号，当前元素集合为 H、O |
| `pos` | float | `[N_atoms, 3]` | 原子坐标，单位 Å |
| `force` | float | `[N_atoms, 3]` | 原子受力，单位 eV/Å |
| `Z` | int | `[N_atoms]` | 原子序数 |
| `TotEnergy` | float | `[1]` | 构型总能量，单位 eV |
| `Lattice` | float | `[3, 3]` | 周期盒矩阵 |
| `pbc` | bool | `[3]` | 周期边界条件 |

## 数据集使用方式

下载数据集：

```bash
hf download --dataset OneScience-Sugon/water --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 MACE water 示例数据，按原始 `gene_xyz.py` 逻辑从全量数据派生 train/test split，未生成新样本或改变原始全量数据内容。许可证同原始 water 数据来源、OneScience 仓库和 ModelScope 页面说明为准。

使用原始 water 数据集时请引用：

- Cheng, B.; Engel, E. A.; Behler, J.; Dellago, C.; Ceriotti, M. Ab Initio Thermodynamics of Liquid Water and Ice. *arXiv preprint* **2018**. https://arxiv.org/abs/1811.08630