Molecular Contrastive Learning with Chemical Element Knowledge Graph

分子图 计算机科学 编码 图形 理论计算机科学 知识图 编码器 特征学习 领域知识 代表(政治) 人工智能 自然语言处理 化学 政治 基因 操作系统 法学 生物化学 政治学
作者
Fang‐Fang Yin,Qiang Zhang,Hengquan Yang,Xiang Zhuang,Shumin Deng,Wen Zhang,Ming Qin,Zhuo Chen,Xiaohui Fan,Huajun Chen
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2112.00544
摘要

Molecular representation learning contributes to multiple downstream tasks such as molecular property prediction and drug design. To properly represent molecules, graph contrastive learning is a promising paradigm as it utilizes self-supervision signals and has no requirements for human annotations. However, prior works fail to incorporate fundamental domain knowledge into graph semantics and thus ignore the correlations between atoms that have common attributes but are not directly connected by bonds. To address these issues, we construct a Chemical Element Knowledge Graph (KG) to summarize microscopic associations between elements and propose a novel Knowledge-enhanced Contrastive Learning (KCL) framework for molecular representation learning. KCL framework consists of three modules. The first module, knowledge-guided graph augmentation, augments the original molecular graph based on the Chemical Element KG. The second module, knowledge-aware graph representation, extracts molecular representations with a common graph encoder for the original molecular graph and a Knowledge-aware Message Passing Neural Network (KMPNN) to encode complex information in the augmented molecular graph. The final module is a contrastive objective, where we maximize agreement between these two views of molecular graphs. Extensive experiments demonstrated that KCL obtained superior performances against state-of-the-art baselines on eight molecular datasets. Visualization experiments properly interpret what KCL has learned from atoms and attributes in the augmented molecular graphs. Our codes and data are available at https://github.com/ZJU-Fangyin/KCL.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
一水独流完成签到,获得积分10
1秒前
昔昔完成签到 ,获得积分10
3秒前
King完成签到 ,获得积分10
3秒前
科研通AI5应助俭朴涫采纳,获得10
4秒前
Scss完成签到,获得积分10
4秒前
旱田蜗牛完成签到,获得积分10
4秒前
贰叁伍完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
赵怼怼完成签到,获得积分10
7秒前
梦在远方完成签到 ,获得积分10
7秒前
Mr.Ren完成签到,获得积分10
8秒前
嗯呢完成签到 ,获得积分10
11秒前
Xu完成签到,获得积分10
11秒前
xz发布了新的文献求助10
12秒前
ahh完成签到 ,获得积分10
12秒前
小熊完成签到,获得积分20
12秒前
甄遥完成签到,获得积分10
13秒前
王十二完成签到 ,获得积分10
13秒前
爱笑半雪完成签到,获得积分10
13秒前
蝈蝈完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Tinweng完成签到 ,获得积分10
14秒前
MRJJJJ完成签到,获得积分10
16秒前
tigger完成签到,获得积分10
18秒前
冷艳铁身完成签到 ,获得积分10
18秒前
01259完成签到 ,获得积分10
18秒前
健壮洋葱完成签到 ,获得积分10
18秒前
阿南完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
大观天下发布了新的文献求助10
20秒前
研友_Z60ObL完成签到,获得积分10
21秒前
bener完成签到,获得积分10
22秒前
顺心抽屉完成签到 ,获得积分10
22秒前
kyt完成签到 ,获得积分10
22秒前
小杭76应助Scss采纳,获得10
22秒前
小杭76应助Scss采纳,获得10
22秒前
浮游应助Scss采纳,获得10
22秒前
月桂氮卓酮完成签到,获得积分10
23秒前
kkk完成签到 ,获得积分10
26秒前
虔三愿发布了新的文献求助10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
A Half Century of the Sonogashira Reaction 1000
Artificial Intelligence driven Materials Design 600
Investigation the picking techniques for developing and improving the mechanical harvesting of citrus 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5188343
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4372620
关于积分的说明 13613734
捐赠科研通 4225939
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2318042
邀请新用户注册赠送积分活动 1316607
关于科研通互助平台的介绍 1266283