使用边缘化图核进行可解释的分子性质预测
Yan Xiang1, Yu-Hang Tang2, Guang Lin3
1Department of Biomedical Engineering, Duke University, Durham, North Carolina 27705, United States.
我们开发了与边缘化图核 (GPR-MGK) 进行高斯过程回归的新可解释性措施,以增强对分子机器学习的信任和理解. 与图形神经网络相比,GPR-MGK显示出优越的原子归属性.
科学领域:
- 计算化学是一种计算化学.
- 机器学习 机器学习
- 化学信息学 化学信息学
背景情况:
- 边缘化的图核在分子机器学习中提供了强大的性能.
- 目前的方法缺乏解释性,阻碍了信任,偏见检测和分子优化.
- 可解释的人工智能对于推进分子科学至关重要.
研究的目的:
- 引入和实施用于使用边缘化图核 (GPR-MGK) 的高斯过程回归的两个新的可解释性测量方法.
- 量化训练数据和图形节点对预测的影响.
- 提高GPR-MGK在分子性质预测中的可靠性和适用性.
主要方法:
- 为GPR-MGK开发两个可解释性措施.
- 培训数据对预测的贡献量化.
- 对预测节点贡献的量化.
- 与逻辑和毒理学数据集上的图形神经网络进行比较.
- 在FreeSolv数据集上进行分子归因分析.
主要成果:
- GPR-MGK解释性测量成功应用于分子性质预测.
- 与跨数据集的图形神经网络相比,GPR-MGK表现出普遍优越的原子归属.
- 详细的分析揭示了训练分子如何影响预测,并解释了摩根指纹的局限性.
结论:
- 开发的可解释性措施显著提高了对GPR-MGK模型的理解.
- GPR-MGK为图形神经网络提供了一个更易于解释的替代方案,用于分子性质预测.
- 这项工作代表了分子机器学习的可解释边缘化图核方法的关键进步.
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