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WA-DD

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开发者：huluxiaohuowa · 本项目由开发者个人独立设计、开发与维护，仍处于开发中；如需测试请联系 qhulu@outlook.com（仅接受学术科研机构和大专院校的测试申请，暂不接受公司商业化合作）。

面向药物研发的一体化分子设计工作台

WA-DD main page

WA-DD 是一个个人独立开发的计算机辅助药物设计（CADD）工作台，面向药物研发研究人员，将靶点蛋白处理、配体准备、分子对接、分子生成、FEP/RBFE 自由能生产计算和相互作用分析整合到统一的浏览器界面中。

从 PDB 结构导入到配体库准备，从 Uni-Dock 对接到 PocketXMol 生成、FEP 规划和三维相互作用检查，所有中间结果都保留为可复用资产——WA-DD 让您专注于药物设计本身，而非工具链的拼凑与切换。

WA-DD 相互作用分析工作台：在同一窗口中筛选构象、查看受体-配体三维作用力，并逐残基检查接触

核心价值

  • 连续工作流：已覆盖蛋白准备、配体准备、对接、分子生成、FEP/RBFE 生产计算和相互作用分析
  • 资产化管理：蛋白、口袋、配体、对接构象库、FEP 派生 SDF 和报告都沉淀为可复用、可追踪、可 API 调用的资产
  • 灵活部署：支持 x86 NVIDIA 和 Jetson Thor ARM64 平台，兼顾性能与边缘计算
  • 开放生态：对接 Uni-Dock、Vina、OpenFE、OpenMM 等主流 CADD 工具

功能状态

功能按用户能否在当前 WebApp 中完成端到端任务划分；“规划中”模块不应视为生产可用能力。

状态 模块 当前可用范围
已可用 项目与资产、蛋白处理、结构预测、配体处理、对接任务、分子生成、相互作用分析 可创建并复用资产、提交任务、查看、筛选、导出或下载输出。
已可用 FEP / RBFE 生产计算 支持 OpenFE + OpenMM（CUDA）进行真实 ΔG/ΔΔG 自由能计算；可选择 dry-run 规划或完整生产模拟；输出 edge 结果表、带 FEP 字段的 SDF 和轨迹文件。
已可用 GROMACS / MD 支持 EM、NVT、NPT、生产 MD、aMD、Metadynamics、Umbrella、结合分析、隐式口袋发现和轨迹后处理等任务；支持 checkpoint 续跑。
已可用 Model Zoo、TPD / PROTAC、Agent 工作台、管理、系统资源、用户文档、API 文档 可集中下载和更新项目模型；TPD 可提交 DeepTernary 结构建模任务；可管理个人 Pi / Prime Agent 会话与共享模型配置；管理员可管理用户和任务；模块指南和 API 契约可直接浏览。
规划中 SAR / 构效关系 目前仅保留功能定位与指南入口，尚无可提交的业务工作流。

已可用

  • 项目与资产：按用户隔离项目、资产、任务和文件；资产支持预览、下载、重命名、删除和复制到其他项目。操作优先使用资产名称、类型和来源，不要求用户记裸 ID。
  • 蛋白与配体处理：支持 PDB ID/本地 PDB、SMILES/SDF/MOL/MOL2/PDB 导入，3D 预览、口袋定义、Ketcher 2D 编辑及蛋白/配体准备。配体资产按原始配体、准备后配体、对接构象、分子生成和 FEP 输出分组，可打开 2D/3D、排序、筛选、合并、导出。
  • 对接与相互作用分析：使用 Uni-Dock GPU（Vina/Vinardo 评分）提交对接任务；每组任务输出一个合并 SDF pose library 和报告。口袋输入除标准 pocket 资产外，还支持 GROMACS pocket_discovery 产出的 pocket_ensemble 动态口袋集合（MD 聚类代表构象）：按"口袋 × 配体"扇出对接，pose 标注 WA_DD_POCKET_* 来源属性并输出跨口袋共识排序。相互作用分析可从对接、生成或 FEP 输出中多选构象，检查几何接触、导出表格/SDF 或生成新资产。
  • 结构预测：提供 OpenFold3、ESMFold、Boltz-2 和 Chai-1 四种引擎。ESMFold 适合单链快速预测，OpenFold3、Boltz-2 和 Chai-1 支持多组分或复合物候选；模型文件由 Model Zoo 管理，输出按结构资产登记。
  • 分子生成：PocketXMol 支持口袋 de novo 生成和 fragment growing；结果保存为可复用的 prepared_ligand 或 prepared_ligand_library。scaffold hopping 与 linker design 需要原子锚点选择器，当前未开放。
  • FEP / RBFE 生产计算：基于 OpenFE + OpenMM（CUDA）执行真实相对结合自由能计算。支持 star 拓扑网络、Lomap 原子映射、dry-run 规划预览和完整生产模拟。每个 edge 输出 ΔΔG (kcal/mol)、误差和轨迹文件（DCD），结果汇总为 fep_result edge 表和带 FEP 字段的 fep_output SDF。支持从对接姿势库或准备好的配体 SDF 直接启动。
  • GROMACS / MD worker：基于 GROMACS + CUDA 的分子动力学任务入口。支持 EM、NVT、NPT、生产 MD、aMD、Metadynamics、Umbrella、结合分析、隐式口袋发现和轨迹后处理任务类型；页面提供结构化核心参数、完整 .mdp/命令/文件高级编辑、GPU 可见卡控制和轨迹/能量/分析/结构/参数/日志输出分组。AMD 镜像默认 CUDA 12.8，Thor 镜像默认 CUDA 13，Dockerfile 每次默认从 upstream 最新 GROMACS main 构建，GROMACS_CUDA_TARGET_SM 可覆盖一次编译的 GPU 架构集合。
  • Model Zoo：集中管理项目模型，置顶 PocketXMol 和 DeepTernary，并支持自选 ModelScope / HuggingFace 仓库下载。模型路径采用 /data/export/ms|hf/.../current 兼容结构，便于后续与 VOS 中的 model-hub 对接。
  • TPD / PROTAC：DeepTernary 任务以 POI、E3、degrader/MGD 和 PROTAC 辅助 PDB 资产为输入，输出 ternary_complex 结构假设。binary ligand/mask PDB 可从蛋白页共晶配体生成 TPD PDB 资产，或在配体页上传 PDB 后选择。
  • Agent 工作台：每位用户拥有独立会话、上下文和加密模型配置；可为会话选择 Pi 或 Prime。Prime 使用真实 AgentSession 运行时，但禁用了它的内置终端工具；两者仅通过受控 wa_dd_api 访问该用户有权限的项目、资产和任务。
  • 管理、用户文档与自动化：管理员可审核用户和管理全局任务；系统资源页显示宿主机 CPU、内存、磁盘和 GPU；Web 镜像会把 userguide/*.md 转换为页面内用户文档；API 文档基于 FastAPI OpenAPI，支持以 project_id、asset_id 和 job_id 串联自动化。

WA-DD 管理与系统资源：管理员可管理用户、文件与项目、全局任务，并查看部署机器的 CPU、内存、GPU 和磁盘指标

WA-DD Agent 科研工作台：Pi / Prime 可检索项目相关文献，右侧独立证据栏展示 Sciverse 结果而不遮挡对话

WA-DD Agent 工作台：使用 Pi 或 Prime 管理个人会话与模型配置，并在当前项目权限范围内调用科研工具

规划中：尚未实现业务工作流

  • SAR / 构效关系：拟支持活性数据表、R-group 分析、MMPA、构效关系可视化和下一轮设计候选推荐。

交互结构

全局顶部只承载应用标题、项目上下文、任务中心、用户和退出。项目切换、新建、删除收进右上角项目菜单；任务进度收进任务中心，按步骤时间线显示，不在顶部铺绿色状态条。

每个业务模块按 CADD 操作流分层：

  • 左侧：输入、参数、资产选择和提交动作。
  • 右侧：主工作区、3D/2D 预览、编辑器、输出检查和下载入口。
  • 需要大画布的功能，例如蛋白 3D 操作和 Ketcher 2D 分子编辑，提供专注编辑模式，可弹出为独立全屏窗口，完成后退出回到工作台。

持久化路径与跨容器文件约定

所有业务容器必须把同一个宿主机目录挂载到容器内 /data：

宿主机：${WA_DD_DATA_HOST_DIR}
容器内：/data

生产环境示例：

WA_DD_DATA_HOST_DIR=/data/ssd/jhu/wa-dd-web/data

web、protein-prep worker、ligand-prep worker 和后续模型 worker 都必须使用相同的容器内路径：

/data/users/<user_id>/projects/<project_id>/assets/<asset_id>/...
/data/model-cache/...

数据库 AssetFile.storage_path 只记录容器内 /data/... 路径，不记录宿主机路径。这样 web 上传、worker 读取、worker 输出、web 下载和跨任务复用都使用同一套路径，不会因为不同容器看到不同目录而混乱。

/modelhub 是共享模型目录，不用于用户项目输入/输出文件。Model Zoo 服务把同一宿主目录挂载为 /data，并维护 export/ms|hf/<org>/<repo>/snapshots/... 与 current 稳定入口；web 和模型 worker 通过 /modelhub/export/.../current 读取。该结构与 VOS 中的 model-hub 对接路径兼容。

系统资源监控使用同一个 /data 挂载路径传递宿主机指标：

/data/system-metrics/host.json

wa-dd-host-metrics runner 默认每 5 秒写入这个文件。Web 容器不需要 NVIDIA runtime；它只读取 JSON。runner 会在宿主机 namespace 中采集 GPU：Jetson/Thor/Tegra 主机优先使用 tegrastats 或 Jetson sysfs，不走 nvidia-smi；x86 NVIDIA 使用 nvidia-smi；ROCm 使用 rocm-smi。没有可用 GPU 工具时，页面会明确显示 GPU 不可见，而不是伪造占用数据。

默认账户

username: admin
password: admin123456

新用户可以在登录页提交注册申请，必须由管理员审核后才能使用。后续接入 VOS 账户时，可通过受 WA_DD_USER_PROVISION_TOKEN 保护的接口自动创建用户空间。

独立 Docker 部署（当前）

部署包目录是 deploy/。该目录里的 compose.yaml 只定义 amd（x86_64 CUDA 12.8）和 thor（Jetson Thor CUDA 13+）两个 profile。FEP 已作为 profile 内 worker 服务接入。

部署由 deploy/deploy.sh 负责：它从 SWR 查询匹配当前平台 tag 规则的最新镜像，并更新部署根目录的 images.env。显式传入 --root 时，脚本完全使用用户指定的目录；未传 --root 时，脚本才会从当前正在运行的 wa-dd 容器挂载中推断既有部署根目录。runtime.env 是持久化运行状态的映射，部署脚本不会覆盖已存在的运行配置。deploy/images.env.example 只描述变量结构；build_image.sh 只构建和推送镜像，不会修改仓库或部署目录中的版本记录。CPU 组件使用单一 Dockerfile；GPU 组件的 AMD CUDA 12.8 与 Thor CUDA 13+ Dockerfile 分开。部署逻辑、Compose 模板、镜像变量模板和默认 Web 环境配置后续都统一维护在 deploy/ 目录。

cd deploy
# 首次部署前可编辑 env.web：设置密码、端口及其他部署配置
./deploy.sh --profile amd --root /absolute/path/to/wa-dd-runtime

Thor 使用 --profile thor。部署根目录持有 images.env 与既有的 runtime.env，后者显式指定数据、数据库、Redis 与 Model Hub 的宿主机路径，因此持久化状态不会写入源码仓库。升级已有部署时，推荐先从当前运行容器的挂载或既有运行目录确认 root；如果确认无误，可以继续显式传入同一个 --root，也可以省略 --root 让脚本从正在运行的 wa-dd 容器中推断。首次部署前可在 deploy/ 目录运行 ./deploy.sh --check --profile amd|thor 验证镜像发现和 Compose 渲染。

全量更新与单组件更新（两者都支持）：

# 全量：检测所有组件的新镜像并协调整个 amd 服务组（原有用法，默认 --component all）
cd deploy
./deploy.sh --profile amd

# 单组件：只检测 Web 镜像，只替换 Web；不重建 PostgreSQL、Redis 或其他 worker
./deploy.sh --profile amd --component web

# 其他可单独替换的组件
./deploy.sh --profile amd --component ligand-prep
./deploy.sh --profile thor --component molecule-gen

已有运行部署可省略 --root，由 deploy.sh 从正在运行的 Web 容器自动发现运行根目录和端口；首次部署、恢复部署或新建共存部署仍必须显式传入 --root，新建共存部署还必须传入未占用的 --port。

可用组件为 web、model-zoo、host-metrics、protein-prep、ligand-prep、unidock、molecule-gen、deepternary、openfold3、esmfold、boltz2、chai1、pi-agent、fep、gromacs 和 all。单组件模式只更新该组件对应的 images.env 条目，并使用 Compose 的 --no-deps --force-recreate 替换该服务；全量模式仍检测全部镜像并执行完整服务组更新。

如需发布新镜像，请在明确指定的构建环境运行 ./build_image.sh --profile amd|thor --component web|model-zoo|host-metrics|protein-prep|ligand-prep|unidock|molecule-gen|deepternary|openfold3|esmfold|boltz2|chai1|pi-agent|fep|gromacs|all。标签由组件是否使用 GPU 自动决定并推送到 huluxiaohuowa；model-zoo 是 CPU 组件，使用同一个 Dockerfile.model-zoo，只按 amd/arm 平台区分标签；Pi worker 是 CPU 组件，DeepTernary 和结构预测 worker 是 GPU 组件，随 all 构建；FEP 和 GROMACS 是大 GPU 镜像，仍需显式指定 --component fep 或 --component gromacs 构建。GROMACS Dockerfile 默认每次从 upstream 最新 main 构建，runtime 镜像包含 OpenBabel/ACPYPE 用于配体 GMX 拓扑包生成；AMD 默认 GROMACS_CUDA_TARGET_SM=60;61;70;75;80;86;89;90;100;120，Thor 默认 87;110;120，可在目标 CUDA 镜像不支持某个 SM 时显式覆盖。下次 deploy.sh 会重新发现并采用匹配的最新 tag。由于当前 Compose 包含 FEP、GROMACS、DeepTernary 和结构预测 worker，首次部署前 registry 也必须已有对应平台镜像，否则部署脚本会明确失败；thor DeepTernary 暂无 tag 时，deploy.sh --check 会先写入保留的完整镜像名，便于后续在 tc81 构建补齐。Pi 复用 WA_DD_DATA_HOST_DIR 下的 pi/ 目录；首次启动会自动生成并持久化配置加密主密钥，详见 Agent / Pi。

快速启动

首次部署：

cd deploy
# 首次部署前可编辑 env.web；部署根目录必须是绝对路径
./deploy.sh --profile amd --root /absolute/path/to/wa-dd-runtime

Jetson Thor 部署：

cd deploy
./deploy.sh --profile thor --root /absolute/path/to/wa-dd-runtime

服务启动后访问 http://localhost:8800，使用默认账户登录：

用户名: admin
密码: admin123456

支持的组件

当前 profile 会启动以下核心组件：

组件 说明 依赖
Web UI/API 主界面与 REST API CPU
Model Zoo 模型下载、更新和 ModelHub 兼容路径管理 CPU
Host metrics 系统资源监控 CPU
Protein prep 蛋白准备（加氢、去溶剂化等） CPU
Ligand prep 配体准备（含 RDKit、OpenBabel、Meeko） CPU
Uni-Dock GPU 对接引擎（Vina/Vinardo） NVIDIA GPU
Molecule gen PocketXMol 分子生成 NVIDIA GPU
DeepTernary TPD / PROTAC 三元复合物结构建模 NVIDIA GPU
结构预测 OpenFold3 / ESMFold / Boltz-2 / Chai-1 蛋白与复合物结构预测 NVIDIA GPU
FEP OpenFE + OpenMM 自由能计算 NVIDIA GPU（AMD 或 Thor）
GROMACS GROMACS + CUDA 分子动力学、轨迹分析和 checkpoint resume NVIDIA GPU（AMD 或 Thor）
Agent workers Pi / Prime / Jcode Agent 会话运行时 CPU

模型缓存

WA-DD 模型文件和 Model Hub 使用同一套持久化目录结构。当前主要模型包括：

  • PocketXMol（分子生成）：/modelhub/export/ms/huluxiaohuowa/pocketxmol/current
  • DeepTernary（TPD / PROTAC）：/modelhub/export/ms/huluxiaohuowa/deepternary/current

宿主机路径是 ${MODEL_HUB_SHARED_MODELS_PATH}/export/ms|hf/<org>/<repo>/current。如果按本仓库的独立部署 compose 启动，${MODEL_HUB_SHARED_MODELS_PATH} 会映射到 web/worker 容器的 /modelhub，并映射到 wa-dd-model-zoo 容器的 /data。

推荐通过网页 Model Zoo 下载和更新 PocketXMol、DeepTernary 或自选模型；分子生成和 TPD 页面内的小卡片仍可查看对应模型是否就绪。命令行等价方式：

pip install modelscope
mkdir -p "${MODEL_HUB_SHARED_MODELS_PATH}/export/ms/huluxiaohuowa/pocketxmol/snapshots/manual"
modelscope download \
  --model huluxiaohuowa/pocketxmol \
  --local_dir "${MODEL_HUB_SHARED_MODELS_PATH}/export/ms/huluxiaohuowa/pocketxmol/snapshots/manual"
ln -sfn snapshots/manual "${MODEL_HUB_SHARED_MODELS_PATH}/export/ms/huluxiaohuowa/pocketxmol/current"

预期包含：

  • data/trained_models/pxm/checkpoints/pocketxmol.ckpt
  • data/trained_models/pxm/train_config/train.yml

模型更新不会在本地 current 已满足必需文件时盲目删除重下；Model Zoo 会把新下载内容放入新的 snapshot，校验必需文件后再切换 current。WA-DD 和 Model Hub 使用同一目录规范，因此任一系统下载的 huluxiaohuowa/pocketxmol 或 huluxiaohuowa/deepternary 都能被另一方读取和更新。

Uni-Dock 对接引擎为传统分子对接程序，不依赖神经网络模型文件。

API 自动化

标准 API 契约由 FastAPI 自动生成：

  • /openapi.json
  • /docs
  • /redoc

网页内的 API 文档页面也会读取 /openapi.json。自动化工作流按 project_id、asset_id、job_id 串联：

login
  -> project_id
  -> protein asset_id
  -> pocket asset_id
  -> ligand asset_id
  -> prepared_ligand asset_id
  -> docking job
  -> job_id
  -> output_asset_ids
  -> file download

使用指南

模块级使用指南在 userguide：

VOS 打包

VOS 包模板位于 ictrek.app/，当前独立 WebApp 开发不依赖 VOS：

cd ictrek.app
./scripts/package.sh

来源与许可

WA-DD 当前以资产管理、蛋白/配体准备、Uni-Dock 对接、PocketXMol 分子生成、FEP/RBFE 生产计算和相互作用分析为核心。

项目源代码采用 Business Source License 1.1： - 非商业用途：可用于学术研究和教育目的，但不得分发或商业使用 - 商业用途：需联系 Licensor 获取商业授权 - 变更条款：2029-07-31 后自动变更为 Apache License 2.0

第三方组件（如 deepternary/DockQ、mmrotate 等）仍分别适用其自身许可证。