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Enregistrement W4405561159 · doi:10.26434/chemrxiv-2024-shw8x

Employing the active learning strategy to construct full-dimensional intermolecular potential energy surfaces within spectroscopic accuracy

2024· preprint· en· W4405561159 sur OpenAlexaff
You Li, Xiaolong Zhang, Hui Li

Notice bibliographique

RevueChemRxiv · 2024
Typepreprint
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueMachine Learning in Materials Science
Établissements canadiensQueen's University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésArtificial neural networkSampling (signal processing)Dimension (graph theory)Range (aeronautics)Mean squared errorTest setAlgorithmComputer scienceEnergy (signal processing)Radial basis functionMathematicsMathematical optimizationArtificial intelligenceStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In this work, we employed an uncertainty-driven active learning strategy to achieve highly efficient point sampling for full-dimension potential energy surface constructions. The model uncertainty is defined as the weighted square energy difference between two neural network (NN) models trained with the same dataset, and the local maximums of uncertainty would be added into the training set by two criteria. A two-step sampling procedure was introduced to reduce the computational costs of expansive double-precision neural network training. The 6-D H$_2$O-He system was chosen as the test system. A reference PES was constructed firstly by the newly developed MLRNet model with a weighted RMSE of 0.028 cm$^{-1}$, where the full-dimension long-range function was fitted by a pruned basis expansion method. Our tests demonstrate that it is also reliable for the long-range switched fundamental invariant neural network (LS-FI-NN) to construct spectroscopically accurate PES, however, it is less inefficient for the newly developed MLRNet model. For the first single-precision sampling, the LS-FI-NN only requires 472 fitting points to achieve a weighted-RMSE of 0.3253 cm$^{-1}$ for 47945 test points. In comparison, the MLRNet requires 652 points to reach a similar accuracy. Notably, the MLRNet demonstrated lower training errors across all sampling cycles and lower test errors in the first few cycles with less trainable parameters, which indicates its potential with an appropriate sampling procedure. For the second double-precision sampling, the LS-FI-NN achieved a test RMSD of 0.0710 cm$^{-1}$ with only 613 points, while the MLRNet can't converge to a given threshold for tens of iterations. The spectroscopic calculations were performed to further validate the accuracy of these PESs. The energy levels of the double precision LS-FI-NN showed great agreement with the reference PES's results, with only 0.0161 cm$^{-1}$ and 0.0044 cm$^{-1}$ average errors for vibrational levels and the band origin shifts.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Communication savante, Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,207
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,281
Écart entre enseignants0,268 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations0
Publié2024
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Résumé présentoui

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