支持matinvent

[learncat163]

新增 MatInvent

1. 概述

本 PR 新增 MatInvent 模块，将原 PyTorch 版本的晶体材料生成框架迁移至 PaddleMaterials。

2. 主要改动

新增模型模块

• ppmat/models/matinvent/ - MatInvent 实现
  • rl/ - 强化学习核心（采样器、训练工具、模型套件）
  • rewards/ - 奖励系统及性质计算器（PyMatGen），其他的奖励机制部分不适用
  • memory/ - 回放缓冲区与长期记忆模块

支持的骨干网络

• DiffCSP: 基于扩散的晶体结构预测
• MatterGen: 预训练材料生成模型

配置文件

• structure_generation/configs/matinvent/ - 两种骨干网络的训练配置

测试文件

• test/matinvent/ - Paddle 与 PyTorch 输出对齐测试
  • 前向传播 logits 对比
  • 训练损失对齐
  • 采样指标验证

3. 使用方法

1. RL

# MatterGen 骨干网络
python structure_generation/train.py \
    --config structure_generation/configs/matinvent/matinvent_mattergen.yaml

# DiffCSP 骨干网络
python structure_generation/train.py \
    --config structure_generation/configs/matinvent/matinvent_diffcsp.yaml

2. 采样

# 使用预训练模型
python structure_generation/sample.py \
    --config_path structure_generation/configs/matinvent/matinvent_mattergen.yaml \
    --checkpoint_path ./output/matinvent_diffcsp/models/final/model.pdparams \
    --save_path results/matinvent_mattergen \
    --mode by_dataloader

# 使用 RL 微调后的模型 
python structure_generation/sample.py \
    --config_path structure_generation/configs/matinvent/matinvent_mattergen.yaml \
    --checkpoint_path output/matinvent_mattergen/models/final/model.pdparams \
    --save_path results/matinvent_mattergen_rl \
    --mode by_dataloader

对于 DiffCSP 骨干网络，只需将配置文件替换为 matinvent_diffcsp.yaml。

4. 预训练权重

一般不需要单独手动下载，运行测试脚本 test/matinvent/matinvent_test.py 会自动下载。如果确实网络原因，手动下载，如下：

1. 在 AI Studio 上可下载：https://aistudio.baidu.com/modelsdetail/44805/space paddle版本的模型。或者通过 http下载： wget https://paddle-org.bj.bcebos.com/paddlematerials/checkpoints/structure_generation/MatInvert/matinvent_diffcsp_mp20.pdparams
   wget https://paddle-org.bj.bcebos.com/paddlematerials/checkpoints/structure_generation/MatInvert/matinvent_mattergen_mp20.pdparams ；下载之后不需要重命名

2. 原版的模型在HuggingFace 上，需要自己解决 export HF_ENDPOINT=https://hf-mirror.com 的问题，地址：diffcsp.ckpt 来自 https://huggingface.co/jwchen25/MatInvent/diffcsp_mp20/last.ckp mattergen.ckpt 来自 https://huggingface.co/jwchen25/MatInvent/mattergen_base/last.ckpt ； 下载之后重命名为 raw-diffcsp.ckpt 和 raw-mattergen.ckpt

下载好的权重放在 ~/.paddlemat/weights/matinvent 目录下即可

5. 测试结果

测试脚本： test/matinvent/matinvent_test.py

测试说明：test/matinvent/README.md

特别说明：因为 MatInvent 原版代码硬编码了噪声发生器的代码，而且无法通过配置修改。只能进行了monkey patch，patch住了噪声发生器。否则对齐测试无法完成。

模型	前向Logits	训练对齐	采样指标	整体
diffcsp	PASS	PASS	PASS	PASS
mattergen	PASS	PASS	PASS	PASS
rl	PASS	PASS	PASS	PASS
matinvent	PASS	PASS	PASS	PASS

详细结果

diffcsp

• forward_logits: (value=4.54e-06, threshold=1.00e-04)
• training_alignment: (value=7.20e-06, threshold=1.00e-03)
• sampling_metrics: (value=1.29e-04, threshold=5.00e-02)

mattergen

• forward_logits: (value=2.67e-05, threshold=1.00e-06)
• training_alignment: (value=2.57e-02, threshold=5.00e-02)
• sampling_metrics: (value=0.00e+00, threshold=5.00e-02)

rl

• forward_logits: (value=4.82e-06, threshold=1.00e-04)
• training_alignment: (value=6.61e-06, threshold=1.00e-03)
• sampling_metrics: (value=1.64e-04, threshold=5.00e-02)

matinvent

• forward_logits: (value=5.28e-06, threshold=1.00e-04)
• training_alignment: (value=6.56e-06, threshold=1.00e-03)
• sampling_metrics: (value=9.23e-05, threshold=5.00e-02)

[paddle-bot]

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