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Unsicherheit-und-Einheiten

Verfolgt physikalische Einheiten und propagiert Messunsicherheiten in wissenschaftlichen Berechnungen mit pint und uncertainties. Geeignet für Einheitenumrechnung, Dimensionsprüfung, GUM Unsicherheitsbudgets, Typ A und Typ B Auswertung, Überdeckungsfaktoren und erweiterte Unsicherheit sowie Monte-Carlo-Propagation.

Was ist Unsicherheit-und-Einheiten?

Diese Fertigkeit (Skill) unterstützt Entwickler und Wissenschaftler dabei, physikalische Einheiten korrekt zu verwalten und Messunsicherheiten nach den Richtlinien des GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) zu propagieren. Sie basiert auf den Python-Bibliotheken `pint` für Einheitenumrechnung und `uncertainties` für die Unsicherheitsfortpflanzung und ist für Umgebungen wie Claude Code, Cursor und Codex optimiert. Der Skill enthält mehrere lokale CLI-Tools, die offline arbeiten und gängige Aufgaben automatisieren: `propagate_uncertainty.py` führt die GUM- und Monte-Carlo-Propagation durch und validiert die Linearisierung; `uncertainty_budget.py` erstellt vollständige Unsicherheitsbudgets aus Datenblattangaben; `format_result.py` rundet Ergebnisse korrekt und gibt sie in wissenschaftlicher Notation aus; `audit_units.py` prüft bestehenden Python-Code auf stille Fehler wie das Entfernen von Einheiten oder das Zerstören von Korrelationen; und `check_plausibility.py` testet die physikalische Plausibilität anhand dimensionsloser Kennzahlen (z. B. Reynolds-Zahl) und beobachteter Größenordnungen. Die Fertigkeit verhindert typische Fehler wie das Arbeiten mit Offset-Temperaturskalen, die Verwendung logarithmischer Einheiten in arithmetischen Operationen oder lineare Approximationen bei hohen Unsicherheiten, indem sie auf eine explizite Modellierung und strenge Workflows setzt.

Funktioniert mit~Claude Code~Codex CLI~Cursor
npx skills add https://github.com/K-Dense-AI/scientific-agent-skills/tree/main/skills/uncertainty-and-units

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Dokumentation

Unsicherheit und Einheiten

Anwendungsbereich

Nutzen Sie diese Fertigkeit immer dann, wenn eine Berechnung physikalische Einheiten enthält oder ein berichteter Wert eine Unsicherheit benötigt. Konkret:

  • Umrechnen zwischen Einheiten, einschließlich Umrechnungen, die einen physikalischen Kontext erfordern (Wellenlänge in Photonenenergie, Masse in Stoffmenge, Energie in Temperatur);
  • Propagieren von Unsicherheiten durch ein Messmodell, mit oder ohne korrelierte Eingänge;
  • Erstellen eines GUM-Unsicherheitsbudgets aus Kalibrierscheinen, Spezifikationen und Wiederholbarkeitsdaten;
  • Auswählen eines Überdeckungsfaktors und Entscheiden, ob (k = 2) vertretbar ist;
  • Runden und Darstellen eines Ergebnisses, sodass ein Leser weiß, was das (\pm) bedeutet;
  • Extrahieren von Parameterunsicherheiten aus einer Kurvenanpassung, ohne Korrelationen zu verwerfen;
  • Überprüfen vorhandener Analysescodes auf stille Einheiten- und Unsicherheitsfehler;
  • Prüfen, ob ein dimensionell konsistentes Ergebnis auch physikalisch möglich ist – die Größenordnung, die dimensionslose Kennzahl und das daraus abgeleitete Regime.

Diese Fertigkeit deckt die Messtechnik und die beiden implementierenden Bibliotheken ab. Sie deckt keine statistische Inferenz, Modellauswahl oder Studienplanung ab – siehe statistical-analysis, statistical-power und experimental-design.

Aktuelle Version und Installation

Stand 26.07.2026:

  • pint 0.25.3, veröffentlicht am 19.03.2026; benötigt Python 3.11+.
  • uncertainties 3.2.3, veröffentlicht am 21.04.2025; benötigt Python 3.8+.
  • NumPy 2.5.1 und SciPy 1.18.0; beide benötigen Python 3.12+.
  • scipy.constants in SciPy 1.18.0 enthält CODATA 2022. SciPy 1.11 und älter enthielten CODATA 2018, und mehrere empfohlene Werte unterscheiden sich.
uv venv --python 3.13
source .venv/bin/activate
uv pip install "pint==0.25.3" "uncertainties==3.2.3" "numpy==2.5.1" "scipy==1.18.0"

pint-pandas und pint-xarray fügen einheitenbewusste Spalten und Arrays hinzu und müssen separat installiert werden.

Unverhandelbarer Workflow

  1. Einheiten beim Eingang anhängen und nur beim Ausgang entfernen. Konvertieren Sie an Funktionsgrenzen mit ureg.wraps oder m_as("unit"), niemals mittendrin.
  2. Schreiben Sie das Messmodell explizit auf, bevor Sie etwas berechnen, einschließlich Korrekturen, deren geschätzter Wert null ist. Eine im Modell weggelassene Korrektur lässt ihre Unsicherheit aus dem Budget.
  3. Geben Sie jedem Eingang vier Dinge: einen Schätzwert, eine Standardunsicherheit, die Verteilung, aus der die Unsicherheit stammt, und ihre Freiheitsgrade.
  4. Konvertieren Sie Typ-B-Angaben mit dem richtigen Divisor. Die erweiterte Unsicherheit eines Zertifikats wird durch das angegebene (k) geteilt; rechteckige Grenzen werden durch (\sqrt{3}) geteilt.
  5. Identifizieren Sie Korrelationen vor der Kombination. Eingänge, die gegen denselben Standard kalibriert, mit demselben Instrument gemessen oder aus derselben Anpassung stammen, sind korreliert.
  6. Berechnen Sie Empfindlichkeitskoeffizienten und lesen Sie das Budget aus (c_i \cdot u(x_i)) und nicht aus den rohen Unsicherheiten.
  7. Überprüfen Sie die Linearisierung. Führen Sie eine Monte-Carlo-Simulation parallel zum GUM-Rahmen durch und wenden Sie den JCGM-101-Klausel-8-Vergleich an. Melden Sie das Monte-Carlo-Ergebnis, wenn es fehlschlägt.
  8. Wählen Sie (k) aus den effektiven Freiheitsgraden, nicht aus Gewohnheit.
  9. Runden Sie zuerst die Unsicherheit, dann den Wert auf dieselbe Dezimalstelle.
  10. Geben Sie an, was das (\pm) ist – Standard oder erweitert, mit (k), der Überdeckungswahrscheinlichkeit und der Methode.
  11. Überprüfen Sie die Größenordnung vor der Berichterstattung auf Plausibilität. Ein dimensionell konsistentes Ergebnis kann trotzdem unmöglich sein. Vergleichen Sie es mit einer bekannten Skala oder einer dimensionslosen Kennzahl und bestätigen Sie, dass jede Annahme, auf die Sie sich gestützt haben, in diesem Regime noch gilt.

Die Fehler, die diese Fertigkeit verhindern soll

Jeder der folgenden Fehler läuft ohne Fehler und erzeugt eine plausible Zahl.

Eine Einheit, die bei unbekanntem Maßstab entfernt wurde

length = (12.7 * ureg.mm).magnitude          # 12.7 – wovon?
length = (12.7 * ureg.mm).m_as("m")          # 0.0127 Meter, angegeben

.magnitude gibt zurück, was die Größe zufällig trug. Nennen Sie die Einheit an der Extraktionsstelle, jedes Mal.

Arithmetik mit Offset-Temperaturen

Q(20, "degC") + Q(5, "degC")     # OffsetUnitCalculusError – korrekt abgelehnt
Q(20, "degC") + Q(5, "delta_degC")   # 25 degree_Celsius
Q(25, "degC") - Q(20, "degC")        # 5 delta_degree_Celsius

Celsius und Fahrenheit sind Intervallskalen. Eine Unsicherheit einer Temperatur ist immer eine Differenz und gehört in eine delta_-Einheit: Die Umrechnung von 20 ± 0.5 degC in Fahrenheit ergibt 68 degF ± 0.9 delta_degF, zwei verschiedene Umrechnungen in einer Zeile.

Logarithmische Einheiten, die durch Multiplikation addieren

Q(10, "dBm") + Q(10, "dBm")   # 0.0001 kilogram**2 * meter**4 / second**6

Das ist 10 mW × 10 mW, nicht 20 mW und nicht 13 dBm. Es wird nichts ausgelöst. Konvertieren Sie vor jeder Arithmetik in eine lineare Einheit.

Eine durch einen Roundtrip zerstörte Korrelation

x = ufloat(1.0, 0.1)
x - x                                     # 0.0+/-0
x - ufloat(x.nominal_value, x.std_dev)    # 0.00+/-0.14

Das Neuerstellen einer Variablen aus ihrem Nennwert und ihrer Standardabweichung erzeugt eine unabhängige Variable. Das gilt auch für jede Serialisierung, die durch ein Paar von Floats geht. Verwenden Sie correlated_values(values, covariance_matrix), um eine korrelierte Menge wiederherzustellen.

Eine stillschweigend skalierte Kovarianzmatrix

popt, pcov = curve_fit(f, x, y, sigma=sigma)                        # Standard
popt, pcov = curve_fit(f, x, y, sigma=sigma, absolute_sigma=True)

Die Standardeinstellung skaliert pcov mit dem reduzierten Chi-Quadrat, sodass die Parameterunsicherheiten die Anpassungsgüte absorbieren und dem entsprechen, was man ohne Angabe von sigma erhalten würde. Bei einer synthetischen Geradenanpassung ergeben die beiden Varianten [0.0364, 0.2154] und [0.0477, 0.2820] – eine Differenz von 31 %. Verwenden Sie absolute_sigma=True, wenn sigma echte Standardunsicherheiten enthält.

Eine Linearisierung, die nie überprüft wurde

Für (y = x^2) mit (x = 1.0 \pm 0.5) ergibt der GUM-Rahmen (y = 1.0), (u_c = 1.0) und ein 95 %-Intervall von ([-0.96, 2.96]) – größtenteils negativ für eine quadrierte Größe. Monte Carlo ergibt einen Mittelwert von 1.25, (u_c = 1.06) und ein kürzestes 95 %-Intervall von ([0, 3.32]). Nichts in einer linearen Propagationsbibliothek wird Ihnen mitteilen, dass dies passiert ist.

Gebündelte lokale CLIs

Alle Helfer laufen offline, lehnen URLs und symbolische Links ab, begrenzen ihre Eingaben, schreiben Ausgaben atomar mit privaten Berechtigungen und weigern sich, ohne --force zu überschreiben.

python skills/uncertainty-and-units/scripts/propagate_uncertainty.py --help
python skills/uncertainty-and-units/scripts/uncertainty_budget.py --help
python skills/uncertainty-and-units/scripts/format_result.py --help
python skills/uncertainty-and-units/scripts/convert_units.py --help
python skills/uncertainty-and-units/scripts/audit_units.py --help
python skills/uncertainty-and-units/scripts/check_plausibility.py --help

propagate_uncertainty.py

Führt beide Propagationsmethoden auf demselben Modell aus und wendet den JCGM-101-Klausel-8-Validierungstest an.

python skills/uncertainty-and-units/scripts/propagate_uncertainty.py \
  --expression "m / (pi * (d / 2) ** 2 * h)" \
  --variable "m=250.0,0.05" \
  --variable "d=20.0,0.02,rectangular" \
  --variable "h=40.0,0.05,rectangular" \
  --measurand density --unit "g/cm3" --format markdown

Jedes --variable ist name=value,standard_uncertainty[,distribution[,dof]], wobei die Verteilung normal, rectangular, triangular, arcsine oder exact ist und nur die Monte-Carlo-Stichproben steuert. Korrelationen werden als --correlation "a,b=0.9" eingegeben. Eine JSON-Datei --spec enthält dasselbe Modell für langlebige Sachen.

Der Ausdruck wird in einen abstrakten Syntaxbaum geparst und durch einen expliziten Durchlauf über + - * / ** und eine feste Liste von Funktionen reduziert. Er wird nie kompiliert oder ausgeführt.

Der Bericht enthält den Schätzwert, (u_c), Empfindlichkeitskoeffizienten, das Budget in Prozent, effektive Freiheitsgrade, (k), (U), beide Monte-Carlo-Überdeckungsintervalle und das Urteil, ob das linearisierte Ergebnis berichtet werden darf.

uncertainty_budget.py

Kombiniert Komponenten, wie sie in Zertifikaten und Datenblättern angegeben sind.

python skills/uncertainty-and-units/scripts/uncertainty_budget.py --template > budget.json
python skills/uncertainty-and-units/scripts/uncertainty_budget.py --spec budget.json --format markdown

Jede Komponente benennt eine distribution, die ihren Divisor festlegt – expanded teilt durch seinen coverage_factor, rectangular durch sqrt(3), triangular durch sqrt(6), arcsine durch sqrt(2), normal durch 1 – mit optionalem sensitivity, dof und relative: true. Das Werkzeug berechnet (u_c), die Welch-Satterthwaite-effektiven Freiheitsgrade, (k) aus der t-Verteilung und (U) und warnt, wenn eine Typ-A-Komponente keine Freiheitsgrade hat, wenn (\nu_{\text{eff}}) klein genug ist, dass (k = 2) falsch ist, wenn eine Komponente dominiert und wenn eine als normal deklarierte Typ-B-Komponente wahrscheinlich eine ungeteilte erweiterte Unsicherheit ist.

format_result.py

python skills/uncertainty-and-units/scripts/format_result.py \
  --value 12.34567 --uncertainty 0.02345 --unit mm \
  --coverage-factor 2.26 --coverage-probability 0.95

Gibt 12.346 ± 0.023 mm, 12.346(23) mm, die wissenschaftliche und LaTeX-Form sowie den Satz zurück, der die Zahl begleiten muss. Warnt, wenn eine signifikante Stelle für eine mit 1 oder 2 beginnende Unsicherheit angefordert wird, und wenn die Unsicherheit den Schätzwert überschreitet.

convert_units.py

python skills/uncertainty-and-units/scripts/convert_units.py \
  --value 532 --unit nm --to eV --context spectroscopy --uncertainty 0.5

python skills/uncertainty-and-units/scripts/convert_units.py \
  --value 1.0 --unit g --to mol --context chemistry --context-parameter "mw=180.156 g/mol"

Trägt die Unsicherheit durch die lokale Ableitung der Umrechnung, was wichtig ist, weil Kontextumrechnungen reziprok und nicht proportional sind. Benennt den Kontext in der Fehlermeldung, wenn eine Umrechnung einen benötigt, und markiert Offset- und logarithmische Einheiten. --list-contexts zeigt, was das Register definiert.

audit_units.py

Statische Überprüfung vorhandener Analysescodes. Parst, importiert oder führt nie aus.

python skills/uncertainty-and-units/scripts/audit_units.py \
  --input analysis.py --format markdown --fail-on medium
RegelSchweregradErkennt
UNIT001mittelein zweites UnitRegistry in einem Modul – Cross-Registry ValueError
UNIT002mittelOffset-Temperatureinheiten ohne delta_-Einheit irgendwo
UNIT003hoch.magnitude ohne vorhergehendes .to(...) oder .m_as(...)
UNIT004mittellogarithmische Einheiten, deren + multipliziert
UNC001hochcurve_fit ohne absolute_sigma
UNC002mittelnp.std / np.var ohne ddof
UNC003mittelmath- oder numpy-Funktionen in einem Modul, das uncertainties verwendet
UNC004hochein ufloat, das aus .nominal_value und .std_dev wiederhergestellt wurde
CONST001niedrigein Literal innerhalb von 0,1 % einer CODATA-Konstante

Der Exit-Status ist 1, wenn ein Befund --fail-on entspricht (Standard: high), was es als Pre-Commit- oder CI-Prüfung verwendbar macht.

Die Regeln sind Heuristiken, daher wird ein falsch positives Ergebnis mit einem Direktivenkommentar unterdrückt – nachgestellt, um die eigene Zeile abzudecken, oder allein auf einer Zeile, um die nächste abzudecken:

value = quantity.magnitude  # audit-units: ignore UNIT003 -- bereits upstream konvertiert

# audit-units: ignore UNC003 -- das Argument hier ist ein einfaches Float-Array
scaled = np.log10(counts)

# audit-units: ignore-file CONST001 deckt ein ganzes Modul ab, und die Benennung keiner Regel unterdrückt alle. Unterdrückungen werden im Bericht gezählt und nicht versteckt, sodass eine Datei, die alles stumm schaltet, dies trotzdem angibt.

check_plausibility.py

Dimensionelle Konsistenz ist nicht physikalische Möglichkeit. Eine Zelle von 2 m Durchmesser und eine Reynolds-Zahl von 4e7 in einer Kapillare bestehen beide jeden Einheitentest. Dieses Werkzeug testet eine Menge von Größen gegen dimensionslose Kennzahlen, charakteristische Skalen und kuratierte Größenordnungsbänder und überprüft die Dimensionierung jeder Formel, bevor eine Zahl gemeldet wird.

python skills/uncertainty-and-units/scripts/check_plausibility.py \
  --quantity "density=1060 kg/m**3" --quantity "velocity=0.5 mm/s" \
  --quantity "length=8 um" --quantity "viscosity=3.5 mPa*s" \
  --group reynolds --format markdown
# Re = 0.001211 -- laminar (Kreisrohr, Länge = Durchmesser)

python skills/uncertainty-and-units/scripts/check_plausibility.py \
  --quantity "diameter=2 m" --band "eukaryotic_cell_diameter=diameter"
# implausible: 4.3 Dekaden außerhalb des Bereichs 5-100 um

--group wertet eine von 14 dimensionslosen Kennzahlen aus und benennt das Regime, in das sie das System einordnet; --scale berechnet eine charakteristische Skala wie eine Diffusionszeit, Debye-Länge oder Stokes-Sinkgeschwindigkeit; --band vergleicht eine bereitgestellte Größe mit einem beobachteten Bereich. --list gibt den gesamten Katalog mit den Eingaben aus, die jede Formel benötigt.

Physikalische Konstanten ((k_B), (N_A), (R_{\text{gas}}), (g_{\text{earth}}) und der Rest) stehen jeder Formel ohne Angabe zur Verfügung und werden zur Laufzeit aus scipy.constants gelesen und nicht als Literale geschrieben, sodass sie der CODATA-Version folgen, die SciPy ausliefert.

Der Dimensionierungscheck ist der Punkt. Die Übergabe einer kinematischen Viskosität, wo die Formel eine dynamische benötigt – beide "Viskosität" genannt, beide für Wasser tabelliert, unterscheiden sich um den Faktor ρ – wird abgelehnt, bevor eine Zahl berechnet wird:

error: viscosity must have dimensionality [mass] / ([length] * [time]),
       but m²/s is [length] ** 2 / [time]

Exit-Status ist 1, wenn das Urteil --fail-on entspricht (Standard: implausible; ein Wert innerhalb einer Dekade eines Bandes ist questionable). Die Schwellenwerte sind Konventionen mit weichen Kanten und gehen von der Geometrie aus, für die ihre Korrelation angepasst wurde – siehe references/plausibility-scales.md für die in jedem Fall zu verwendende charakteristische Länge.

Wahl einer Propagationsmethode

SituationMethode
Lineares oder nahezu lineares Modell, annähernd normale Eingänge, große dofNur GUM-Rahmen
Eine Nichtlinearität über ±2u eines EingangsBeide ausführen, Klausel-8-Test anwenden
Relative Unsicherheit über ~20 % bei einem EingangBeide ausführen, Klausel-8-Test anwenden
Jede KorrelationGUM-Rahmen bevorzugen (korrelierte Monte-Carlo-Stichproben sind rechenintensiver)
Nicht normale VerteilungenMonte Carlo
Ergebnis muss in einem definierten Bereich liegenMonte Carlo
Sehr kleine Stichprobengröße (n < 10)Monte Carlo (t-Verteilung gilt nur für den Mittelwert)
Empfindlichkeitskoeffizienten werden benötigtGUM-Rahmen
Validierung mit experimenteller KovarianzBeide, mit der Klausel-8-Entscheidungsregel

Referenzen

  • JCGM 100:2008 (GUM) – https://www.bipm.org/en/committees/jc/jcgm/publications
  • JCGM 101:2008 – Supplement 1, Monte-Carlo-Propagation von Verteilungen
  • JCGM 106:2012 – Rolle der Messunsicherheit bei Konformitätsbewertung
  • JCGM-VIM – Internationales Metrologiewörterbuch
  • Taylor & Kuyatt, NIST TN 1297 – Leitfaden zur Auswertung und Angabe der Unsicherheit von Messergebnissen
  • ISO/IEC 98-4:2012 – Rolle der Messunsicherheit bei Konformitätsentscheidungen

Individual skills in this repo

This repo contains 20 individual skills — each has its own dedicated page.

adaptyv

How to use the Adaptyv Bio Foundry API and Python SDK for protein experiment design, submission, and results retrieval. Use this skill whenever the user mentions Adaptyv, Foundry API, protein binding assays, protein screening experiments, BLI/SPR assays, thermostability assays, or wants to submit protein sequences for experimental characterization. Also trigger when code imports `adaptyv`, `adaptyv_sdk`, or `FoundryClient`, or references `foundry-api-public.adaptyvbio.com`.

aeon

This skill should be used for time series machine learning tasks including classification, regression, clustering, forecasting, anomaly detection, segmentation, and similarity search. Use when working with temporal data, sequential patterns, or time-indexed observations requiring specialized algorithms beyond standard ML approaches. Particularly suited for univariate and multivariate time series analysis with scikit-learn compatible APIs.

alphagenome

Look up precomputed AlphaGenome Atlas effects for any GRCh38 single-nucleotide variant (AVI score with Phred and 18 SHAP feature attributions, plus raw and quantile scores for RNA-seq, DNase, ATAC, ChIP-TF, ChIP-histone, CAGE, PRO-cap, splicing, polyadenylation and contact-map tracks), score variants or scan windows on demand with the AlphaGenome model for human and mouse (variant scoring, in silico mutagenesis, REF-versus-ALT track prediction), and build Atlas website deep links. Use when the user mentions AlphaGenome, AlphaGenome Atlas, AVI or AlphaGenome Variant Impact, DeepMind variant effect prediction, or wants to prioritise or mechanistically interpret non-coding, regulatory, splicing, enhancer, promoter, or chromatin-accessibility effects of SNVs from a VCF, credible set, or region. Research use only; not a clinical tool.

analytical-method-validation

Plan, execute, and document validation, verification, and transfer of analytical procedures under the governing framework - ICH Q2(R2) and Q14, USP <1220>/<1225>/<1226>, ICH M10 bioanalytical, CLSI EP, or ISO/IEC 17025. Use for HPLC, LC-MS/MS, GC, CE, ICP-MS, dissolution, qNMR, qPCR, NIR, and ligand binding or cell-based assays whenever the question is whether a procedure is fit for its intended purpose. Triggers include

anndata

Data structure for annotated matrices in single-cell analysis. Use when working with .h5ad files or integrating with the scverse ecosystem. This is the data format skill—for analysis workflows use scanpy; for probabilistic models use scvi-tools; for population-scale queries use cellxgene-census.

arbor

Autonomously improve a real artifact (code, training recipe, agent harness, data pipeline, prompt) against an objective and an evaluator, using Hypothesis Tree Refinement (HTR) from the Arbor paper. Use this whenever someone wants to iteratively optimize something over many experiments without overfitting — e.g.

arboreto

Infer gene regulatory networks (GRNs) from gene expression data using scalable algorithms (GRNBoost2, GENIE3). Use when analyzing transcriptomics data (bulk RNA-seq, single-cell RNA-seq) to identify transcription factor-target gene relationships and regulatory interactions. Supports distributed computation for large-scale datasets.

astropy

Core Python library for astronomy and astrophysics workflows that need Astropy APIs, including units/quantities, coordinates, FITS I/O, tables, time systems, WCS, and cosmology. Use when implementing or debugging astronomical data analysis code with Astropy.

autoskill

Observe the user

benchling-integration

Benchling Python SDK and REST API integration for registry entities, inventory, ELN entries, workflows, Benchling Apps, and Data Warehouse queries. Use when automating lab data with benchling-sdk or the v2 API.

bgpt-paper-search

Search scientific papers and retrieve structured experimental data extracted from full-text studies via the BGPT MCP server. Returns 25+ fields per paper including methods, results, sample sizes, quality scores, and conclusions. Use for literature reviews, evidence synthesis, and finding experimental details not available in abstracts alone.

bids

>

biopython

Comprehensive molecular biology toolkit. Use for sequence manipulation, file parsing (FASTA/GenBank/PDB), phylogenetics, and programmatic NCBI/PubMed access (Bio.Entrez). Best for batch processing, custom bioinformatics pipelines, BLAST automation. For quick lookups use gget; for multi-service integration use bioservices.

bioservices

Unified Python interface to 40+ bioinformatics services. Use when querying multiple databases (UniProt, KEGG, ChEMBL, Reactome) in a single workflow with consistent API. Best for cross-database analysis, ID mapping across services. For quick single-database lookups use gget; for sequence/file manipulation use biopython.

bulk-rnaseq

End-to-end bulk RNA-seq orchestrator — takes raw FASTQ reads through QC and trimming (FastQC, fastp/Trim Galore), alignment and quantification (STAR, Salmon, featureCounts), assembles a gene-level counts matrix, then hands off to differential expression (pydeseq2), pathway/GSEA enrichment (pathway-enrichment), and publication figures (scientific-visualization). Use whenever the user has bulk RNA-seq reads or quant output and wants a complete, reproducible differential-expression workflow — e.g.

cellxgene-census

Query the CZ CELLxGENE Census programmatically for versioned public single-cell and spatial transcriptomics data. Use when you need population-scale cell metadata, gene expression slices, Census summary counts, source H5AD URIs/downloads, embeddings, spatial Census data, or reference atlas comparisons across organisms, tissues, diseases, assays, and cell types. For analyzing your own local single-cell data use scanpy, anndata, or scvi-tools.

cirq

Google quantum computing framework. Use when targeting Google Quantum AI hardware, designing noise-aware circuits, or running quantum characterization experiments. Best for Google hardware, noise modeling, and low-level circuit design. For IBM hardware use qiskit; for quantum ML with autodiff use pennylane; for physics simulations use qutip.

citation-management

Comprehensive citation management for academic research. Search OpenAlex, PubMed, and Google Scholar for papers, extract accurate metadata, validate citations, and generate properly formatted BibTeX entries. This skill should be used when you need to find papers, verify citation information, convert DOIs to BibTeX, or ensure reference accuracy in scientific writing.

clinical-decision-support

Prepare and validate research-only clinical decision-support evaluation, evidence-profile, cohort, survival, biomarker/model, privacy, and governance artifacts. Use for aggregate or synthetic research documentation and traceability—not patient care or live clinical operation.

clinical-reports

Create safety-bounded draft structures and run local deterministic checks for clinical case, diagnostic, trial, safety, and aggregate research reports. Use only with synthetic, de-identified, or aggregate inputs and verified source-fact manifests; every output requires qualified review.

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