Putting Chemical Knowledge to Work in Machine Learning for Reactivity
Notice bibliographique
Résumé
Machine learning has been used to study chemical reactivity for a long time in fields such as physical organic chemistry, chemometrics and cheminformatics. Recent advances in computer science have resulted in deep neural networks that can learn directly from the molecular structure. Neural networks are a good choice when large amounts of data are available. However, many datasets in chemistry are small, and models utilizing chemical knowledge are required for good performance. Adding chemical knowledge can be achieved either by adding more information about the molecules or by adjusting the model architecture itself. The current method of choice for adding more information is descriptors based on computed quantum-chemical properties. Exciting new research directions show that it is possible to augment deep learning with such descriptors for better performance in the low-data regime. To modify the models, differentiable programming enables seamless merging of neural networks with mathematical models from chemistry and physics. The resulting methods are also more data-efficient and make better predictions for molecules that are different from the initial dataset on which they were trained. Application of these chemistry-informed machine learning methods promise to accelerate research in fields such as drug design, materials design, catalysis and reactivity.
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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 | 0,004 | 0,019 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,008 |
| Communication savante | 0,005 | 0,017 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,006 |
| Intégrité de la recherche | 0,004 | 0,010 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,004 |
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 ».