VNFlow: integration of variational autoencoders and normalizing flows for novel molecular design
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Generative Artificial Intelligence is transforming the molecular discovery by enabling exploration of the vast, largely unexplored chemical space. However, current methods, including normalizing flows, struggle to balance the optimization of complex objectives and sampling speed, particularly when generating specific compound classes and more intricate scaffolds, such as aromatic rings. This work developed a generative model that efficiently samples novel molecules while optimizing their drug-likeness, ease of synthesis or chemical reactivity. To achieve this, we employed normalizing flows combined with variational autoencoders to generate samples which were evaluated for the Quantitative Estimate of Drug-likeness, the Synthetic Accessibility scores and, in case of organofluorine-phosphates, electronic density on the central phosphorus atom, approximated by Hirschfeld charges calculated with density functional theory. Our framework efficiently generated a diverse range of organofluorine-phosphates, demonstrating that combining normalizing flows directly with SELFIES or group-SELFIES can address key limitations in inverse molecular design, particularly when variational autoencoders cannot be applied due to a lack of available training data. Normalizing flows capture the chemical structures in a holistic way which paves the way towards targeted therapies that enable the optimization of complex molecular objectives.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,012 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,307 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».