التعلم الآلي للكيمياء
تتنبأ نماذج التعلم الآلي المدربة على البيانات الكيميائية والحسابات الكيميائية الكمومية بالخصائص الجزيئية والطاقات والتفاعلات، مما يكمل ويسرع الكيمياء الحاسوبية التقليدية.
Definition
تطبيق التعلم الإحصائي ونماذج الشبكات العصبية على المشكلات الكيميائية، وتعلم التعيينات من التمثيلات الجزيئية إلى الخصائص أو الطاقات أو الهياكل الجديدة.
Scope
يغطي النماذج المعتمدة على البيانات في الكيمياء: الجهود البينية الذرية المستفادة آليًا التي تقارب الطاقات الكيميائية الكمومية بسرعة حقل القوة، والشبكات العصبية الرسومية وشبكات تمرير الرسائل للجزيئات، والنماذج التوليدية لتصميم الجزيئات، وتحديات جودة البيانات، والتمثيل، والاستقراء خارج بيانات التدريب.
Core questions
- كيف يمكن للجهود المستفادة أن تعيد إنتاج الدقة الكمومية بجزء بسيط من التكلفة؟
- كيف تعمل الشبكات العصبية الرسومية مباشرة على التركيب الجزيئي؟
- كيف تُستخدم النماذج التوليدية لاقتراح جزيئات جديدة؟
- كيف يتم تقييم وضمان التعميم خارج توزيع التدريب؟
Key theories
- الجهود البينية الذرية المستفادة آليًا
- تعيد الجهود العصبية الشبكية المدربة على البيانات المرجعية الكيميائية الكمومية إنتاج الطاقات والقوى عبر التكوينات، مما يتيح عمليات المحاكاة بدقة شبه كمومية بتكلفة شبه كلاسيكية.
- تمرير الرسائل على الرسوم البيانية الجزيئية
- تنشر الشبكات العصبية الرسومية المعلومات بين الذرات المرتبطة لتعلم التمثيلات مباشرة من التركيب الجزيئي، مما يحقق تنبؤًا قويًا بالخصائص دون واصفات مصنوعة يدويًا.
Clinical relevance
يعيد التعلم الآلي تشكيل الكيمياء الحاسوبية من خلال تسريع التنبؤ بالخصائص والطاقة، وتوسيع نطاق المحاكاة من خلال الجهود المستفادة، وتمكين التصميم التوليدي للجزيئات والمواد.
History
أدت الجهود العصبية الشبكية التي قدمها بيهلر وبارينيلو في عام 2007 وصعود الشبكات العصبية الرسومية منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، جنبًا إلى جنب مع مجموعات البيانات المرجعية الكبيرة، إلى نمو سريع للتعلم الآلي عبر كيمياء الجزيئات والمواد.
Debates
- التعميم ومتطلبات البيانات
- ما إذا كانت النماذج المستفادة تستقرئ بشكل موثوق إلى الكيمياء خارج بيانات التدريب الخاصة بها، وكمية ونوع البيانات المطلوبة للتنبؤات الموثوقة، تظل أسئلة مفتوحة رئيسية.
Key figures
- Jörg Behler
- Michele Parrinello
- Anatole von Lilienfeld
- Aspuru-Guzik
Related topics
Seminal works
- behler2007
- gilmer2017
Frequently asked questions
- هل سيحل التعلم الآلي محل الكيمياء الكمومية؟
- ليس بالكامل؛ تعتمد النماذج المستفادة على البيانات المرجعية الكيميائية الكمومية أو التجريبية للتدريب، ويُنظر إليها على أنها مسرعات ومكملات وليست بدائل لطرق المبادئ الأولى.
- ما هو الجهد البيني الذري المستفاد آليًا؟
- هو نموذج مدرب على إعادة إنتاج الطاقات والقوى من الحسابات الكمومية، مما يسمح بالديناميكا الجزيئية بدقة تقارب الطرق الكمومية ولكن بتكلفة مخفضة بشكل كبير.