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Enregistrement W3005497310 · doi:10.1109/tasc.2020.2971456

Critical Temperature Prediction for a Superconductor: A Variational Bayesian Neural Network Approach

2020· article· en· W3005497310 sur OpenAlexafffund
Thanh-Dung Le, Rita Noumeir, Huu Luong Quach, Ji Hyung Kim, Jung Ho Kim, Ho Min Kim

Notice bibliographique

RevueIEEE Transactions on Applied Superconductivity · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueMachine Learning in Materials Science
Établissements canadiensÉcole de Technologie Supérieure
Organismes subventionnairesInstitut de Valorisation des DonnéesCanada First Research Excellence Fund
Mots-clésArtificial intelligenceMachine learningInterpretabilityArtificial neural networkComputer scienceInferenceContext (archaeology)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Much research in recent years has focused on using empirical machine learning approaches to extract useful insights on the structure-property relationships of superconductor material. Notably, these approaches are bringing extreme benefits when superconductivity data often come from costly and arduously experimental work. However, this assessment cannot be based solely on an open black-box machine learning, which is not fully interpretable, because it can be counter-intuitive to understand why the model may give an appropriate response to a set of input data for superconductivity characteristic analyses, e.g., critical temperature. The purpose of this study is to describe and examine an alternative approach for predicting the superconducting transition temperature Tcfrom SuperCon database obtained by Japan's National Institute for Materials Science. We address a generative machine-learning framework called Variational Bayesian Neural Network using superconductors chemical elements and formula to predict Tc. In such a context, the importance of the paper in focus is twofold. First, to improve the interpretability, we adopt a variational inference to approximate the distribution in latent parameter space for the generative model. It statistically captures the mutual correlation of superconductor compounds and; then, gives the estimation for the Tc. Second, a stochastic optimization algorithm, which embraces a statistical inference named Monte Carlo sampler, is utilized to optimally approximate the proposed inference model, ultimately determine and evaluate the predictive performance. As a result, in comparison with the standard evaluation metrics, the results are promising and also agree with the existing models prevalent in the field. The R2value obtained is very close to the best model (0.94), whereas a considerable improvement is seen in the RMSE value (3.83 K). Notably, the proposed model is known as the first of its kind for predicting a superconductor's Tc.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,032

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,027
Tête enseignante GPT0,259
Écart entre enseignants0,233 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations41
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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