清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Three-Dimensional Convolutional Neural Networks Utilizing Molecular Topological Features for Accurate Atomization Energy Predictions

计算机科学 卷积神经网络 背景(考古学) 水准点(测量) 代表(政治) 人工神经网络 拓扑(电路) 过程(计算) 化学空间 集合(抽象数据类型) 功能(生物学) 人工智能 化学 数学 药物发现 古生物学 生物化学 大地测量学 组合数学 进化生物学 政治 政治学 法学 生物 程序设计语言 地理 操作系统
作者
Ankur K. Gupta,Krishnan Raghavachari
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:18 (4): 2132-2143 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.1c00504
摘要

Deep learning methods provide a novel way to establish a correlation between two quantities. In this context, computer vision techniques such as three-dimensional (3D)-convolutional neural networks become a natural choice to associate a molecular property with its structure due to the inherent 3D nature of a molecule. However, traditional 3D input data structures are intrinsically sparse in nature, which tend to induce instabilities during the learning process, which in turn may lead to underfitted results. To address this deficiency, in this project, we propose to use quantum-chemically derived molecular topological features, namely, localized orbital locator and electron localization function, as molecular descriptors, which provide a relatively denser input representation in a 3D space. Such topological features provide a detailed picture of the atomic and electronic configuration and interatomic interactions in the molecule and hence are ideal for predicting properties that are highly dependent on the physical or electronic structure of the molecule. Herein, we demonstrate the efficacy of our proposed model by applying it to the task of predicting atomization energies for the QM9-G4MP2 data set, which contains ∼134k molecules. Furthermore, we incorporated the Δ-machine learning approach into our model, which enabled us to reach beyond benchmark accuracy levels (∼1.0 kJ mol-1). As a result, we consistently obtain impressive mean absolute errors of the order 0.1 kcal mol-1 (∼0.42 kJ mol-1) versus the G4(MP2) theory using relatively modest models, which could potentially be improved further in a systematic manner using additional compute resources.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
naczx完成签到,获得积分0
3秒前
6秒前
9秒前
13秒前
可靠纸飞机完成签到,获得积分10
21秒前
长情明轩完成签到,获得积分10
25秒前
一日不看书智商输给猪完成签到,获得积分10
30秒前
布曲完成签到 ,获得积分10
36秒前
36秒前
王馨完成签到 ,获得积分10
42秒前
48秒前
心灵美懿轩完成签到,获得积分10
49秒前
烦烦发布了新的文献求助10
54秒前
58秒前
多情的中蓝完成签到,获得积分10
1分钟前
单身的曲奇完成签到,获得积分10
1分钟前
shangnanabcd123完成签到,获得积分10
1分钟前
噗愣噗愣地刚发芽完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hr完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无辜的若枫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
MchemG的应助被科研通管家采纳,获得20
1分钟前
传统的金鱼完成签到,获得积分10
1分钟前
寒冷的月亮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
青筏画卿颜完成签到,获得积分10
1分钟前
淡定的板栗完成签到,获得积分10
1分钟前
风趣青筠完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
闪闪的访烟完成签到,获得积分10
2分钟前
你滴勋宗完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Stellvia发布了新的文献求助10
2分钟前
Stellvia完成签到,获得积分10
2分钟前
体贴的小霜完成签到,获得积分10
2分钟前
田田完成签到 ,获得积分10
2分钟前
六包辣条完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
整齐念薇完成签到,获得积分10
2分钟前
neuropls发布了新的文献求助30
2分钟前
新人钱粮完成签到 ,获得积分10
3分钟前
gycao2025完成签到,获得积分10
3分钟前
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
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8108753
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9516569
关于积分的说明 21503455
捐赠科研通 7685395
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3410998
关于科研通互助平台的介绍 2538278
邀请新用户注册赠送积分活动 2450911