自然言語で DFT 計算を組み立てる AI エージェント
LatticeMind は、材料科学のための AI エージェントです。計算したい内容を平易な言葉で伝えるだけで、ワークフローの立案、結晶構造やデバイス構造の構築、ソルバー入力ファイルの生成と検証、ローカルまたは HPC クラスタでの計算実行、そしてレポート作成までを自動で行います。中核となるソルバーには密度汎関数理論(DFT)ソルバー RESCU を採用しています。
開発元:Nanoacademic Technologies
機能一覧
動作の流れ
LatticeMind のプロジェクトは、決められた流れに沿って進みます。
- プランナー — 依頼内容を明示的な計画に変換します
- ストラクチャービルダー — 構造を構築します
- パラメタライザー — 数値計算の設定を選択します
- インプットビルダー — ソルバーの入力ファイル一式を出力します
- バリデーター — 検証を行い、実行の可否を判定します
- 実行バックエンド — ジョブを実行します(ローカルまたは HPC)
- レポーター — 結果をレポートにまとめます
各段階は前段の出力を検査し、次に進むか修正を求めるかを判断します。そのためエラーは早い段階で捕捉され、数時間後に計算失敗として表面化することがありません。
実行の主導権は常にユーザー側にあります。ソルバーの実行は /execute on を入力するまで無効化されています。/cost で見積りを、/launch-preview でローカルまたはリモートへの実際の投入内容を、ジョブ開始前に確認できます。
対応ソルバー
LatticeMind は 1 つのプロジェクトを 1 つのソルバーに結び付けます。3 つのバックエンドと現時点での対応度は次のとおりです。
| ソルバー | ステータス | 対応範囲 |
|---|
| RESCU | 正式対応(安定) | SCF、バンド構造、状態密度、射影/局所 DOS、構造最適化、DFT+U、DFPT によるフォノンと誘電応答、スピン分極および非コリニア磁性、合金と欠陥 |
| NanoDCAL | 実験的対応 | 2 プローブデバイスの量子輸送(透過率、コンダクタンス、I–V、散乱状態)、有効質量、複素バンド構造、フォノン、基底状態物性 |
| VASP | プレビュー(ベータ) | 平面波基底による多段階ワークフロー(SCF、構造最適化、バンド構造、DOS) |
NanoDCAL 対応は現在も開発が進行中です。対応する計算種別はいずれも、社内テストで一通り実行が確認されています。
主な特徴
- 簡単な言葉で指示できるインターフェース:入力ファイルの構文を覚える必要はありません。指示は「SCF for fcc nickel」のように簡単なものでも、詳細に書き込んだものでも構いません。
- 自己修復するワークフロー:すべての計画は実行前に検証され、チェックに失敗した場合は自動的に再計画されます。失敗した試行は破棄されずに保存されるため、何が変わったのかを確認できます。
- 正確な多段階のプロセス:電子密度や波動関数は次の計算へ自動的に受け渡され、各ステップの結果は固有のパスに保存されます。
- 3 つのインターフェース:Textual ターミナル UI フレームワークと Rich ターミナル描画ライブラリで実装された対話型ターミナル ダッシュボード、ブラウザベースの Web UI、サーバーやノートブック環境向けのシンプルな CLI の 3 つがあり、いずれも同一のエンジンを操作します。
- AI モデルは自由に選択:OpenAI、Anthropic Claude、Google Gemini、Qwen、またはローカルの Ollama モデルで動作します。
- ローカルでも HPC でも実行可能:手元のマシンで実行することも、プロファイル設定でリモートワークステーションや Slurm クラスタに処理を委ねることもできます。LatticeMind が API キーをリモートホストへ送信することはありません。
- 多言語対応:日本語(弊社で確認)・英語・フランス語・中国語での指示を理解し、レポートも指示に使った言語で作成できます。
- 自己記述的なプロジェクト:すべてのプロジェクトは、入力ファイル、結果、プロット、ステータスファイル、イベントログ、レポートを含む自己完結型のフォルダであり、可搬性と再現性を備えています。
対象ユーザー
LatticeMind は、ビルド環境の構築ではなく結果を求めるユーザー、すなわち材料科学者、化学者、エンジニアのための製品です。RESCU の入力構文を知っている必要も、何かをコンパイルできる必要もありません。計算したい内容を言葉で説明できれば、その計算を実行できます。
適用例
自動化された直感的なワークフロー
複数の金属のDOS計算
LatticeMindを用いて計算したダイヤモンドの電子バンド構造
異なる原子構造における格子定数計算
動作環境
対応 OS
対応 AI プロバイダ
| プロバイダ | 設定値 | API キー |
|---|
| OpenAI(既定) | openai | OPENAI_API_KEY |
| Anthropic Claude | claude | CLAUDE_API_KEY |
| Google Gemini | gemini | GEMINI_API_KEY |
| Qwen | qwen | DASHSCOPE_API_KEY |
| Ollama(ローカル) | ollama | 不要 |
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