Linear-Scaling Kernels for Protein Sequences and Small Molecules Outperform Deep Learning While Providing Uncertainty Quantitation and Improved Interpretability

可解释性 计算机科学 机器学习 人工智能 可扩展性 特征工程 高斯过程 回归 贝叶斯概率 Python(编程语言) 线性回归 深度学习 数据挖掘 高斯分布 数学 统计 物理 量子力学 数据库 操作系统
作者
Jonathan Parkinson,Wei Wang
出处
期刊:Journal of Chemical Information and Modeling [American Chemical Society]
卷期号:63 (15): 4589-4601 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acs.jcim.3c00601
摘要

Gaussian process (GP) is a Bayesian model which provides several advantages for regression tasks in machine learning such as reliable quantitation of uncertainty and improved interpretability. Their adoption has been precluded by their excessive computational cost and by the difficulty in adapting them for analyzing sequences (e.g., amino acid sequences) and graphs (e.g., small molecules). In this study, we introduce a group of random feature-approximated kernels for sequences and graphs that exhibit linear scaling with both the size of the training set and the size of the sequences or graphs. We incorporate these new kernels into our new Python library for GP regression, xGPR, and develop an efficient and scalable algorithm for fitting GPs equipped with these kernels to large datasets. We compare the performance of xGPR on 17 different benchmarks with both standard and state-of-the-art deep learning models and find that GP regression achieves highly competitive accuracy for these tasks while providing with well-calibrated uncertainty quantitation and improved interpretability. Finally, in a simple experiment, we illustrate how xGPR may be used as part of an active learning strategy to engineer a protein with a desired property in an automated way without human intervention.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
完美世界应助雪白梦容采纳,获得10
刚刚
zjh完成签到,获得积分20
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
皇帝的床帘完成签到,获得积分10
1秒前
wys3712发布了新的文献求助10
1秒前
catnipz发布了新的文献求助10
1秒前
清脆幻枫完成签到,获得积分10
2秒前
zxyyxz完成签到,获得积分20
3秒前
慕青应助Blue采纳,获得10
3秒前
dhr发布了新的文献求助30
3秒前
今后应助Colorc采纳,获得10
4秒前
清秀藏今发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
李健的小迷弟应助wys3712采纳,获得10
5秒前
机智的寒荷关注了科研通微信公众号
5秒前
科研通AI5应助Gaowenjie采纳,获得10
6秒前
王明慧完成签到 ,获得积分10
7秒前
杏仁与北极星的科研完成签到,获得积分10
7秒前
kekekek完成签到 ,获得积分10
7秒前
李kazuya完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
mrmr完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
xiaolei001应助dhr采纳,获得10
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
wys3712完成签到,获得积分10
12秒前
TE完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI6应助zxyyxz采纳,获得10
13秒前
karo完成签到,获得积分10
13秒前
song完成签到,获得积分10
13秒前
sfc999完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
WANG完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
WANG发布了新的文献求助10
19秒前
漫漫完成签到,获得积分10
21秒前
陈煜发布了新的文献求助10
21秒前
catnipz完成签到,获得积分10
21秒前
小美完成签到 ,获得积分20
22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
Feigin and Cherry's Textbook of Pediatric Infectious Diseases Ninth Edition 2024 4000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
青少年心理适应性量表(APAS)使用手册 700
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
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 5003579
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4248189
关于积分的说明 13235662
捐赠科研通 4047228
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2214242
邀请新用户注册赠送积分活动 1224324
关于科研通互助平台的介绍 1144641