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Hierarchisches Modellierung von Molekülenenergien mit einem tiefen neuronalen Netzwerk
Hierarchisches Modellierung von Molekülenenergien mit einem tiefen neuronalen Netzwerk
Nicholas Lubbers Justin S. Smith Kipton Barros
Zusammenfassung
Wir stellen das hierarchisch interagierende Teilchennetzwerk (Hierarchically Interacting Particle Neural Network, HIP-NN) vor, um molekulare Eigenschaften aus Datensätzen quantenmechanischer Berechnungen zu modellieren. Inspiriert von einer Vielkörperentwicklung, zerlegt HIP-NN Eigenschaften wie Energie in eine Summe über hierarchische Terme. Diese Terme werden durch ein Neuronales Netzwerk – eine Komposition vieler nichtlinearer Transformationen – erzeugt, das auf einer Darstellung des Moleküls wirkt. HIP-NN erreicht den aktuellen Stand der Technik in der Leistung auf einem Datensatz von 131.000 organischen Grundzustandsmolekülen und prognostiziert Energien mit einem mittleren absoluten Fehler von 0,26 kcal/mol. Mit minimaler Anpassung ist unser Modell auch wettbewerbsfähig auf einem Datensatz von molekularen Dynamiktrajektorien. Neben der Erreichung genauer Energieprognosen hilft die hierarchische Struktur von HIP-NN bei der Identifizierung unsicherer Bereiche des Modells.