SELFIES and the future of molecular string representations
Notice bibliographique
Résumé
Artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) are expanding in popularity for broad applications to challenging tasks in chemistry and materials science. Examples include the prediction of properties, the discovery of new reaction pathways, or the design of new molecules. The machine needs to read and write fluently in a chemical language for each of these tasks. Strings are a common tool to represent molecular graphs, and the most popular molecular string representation, Smiles, has powered cheminformatics since the late 1980s. However, in the context of AI and ML in chemistry, Smiles has several shortcomings-most pertinently, most combinations of symbols lead to invalid results with no valid chemical interpretation. To overcome this issue, a new language for molecules was introduced in 2020 that guarantees 100% robustness: SELF-referencing embedded string (Selfies). Selfies has since simplified and enabled numerous new applications in chemistry. In this perspective, we look to the future and discuss molecular string representations, along with their respective opportunities and challenges. We propose 16 concrete future projects for robust molecular representations. These involve the extension toward new chemical domains, exciting questions at the interface of AI and robust languages, and interpretability for both humans and machines. We hope that these proposals will inspire several follow-up works exploiting the full potential of molecular string representations for the future of AI in chemistry and materials science.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».