MD-BAX:用于输入依赖噪声的分子动力学模拟的通用贝叶斯设计框架.
Tianhong Tan1,2, Ting-Yeh Chen1, Jacob R Breese1
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, The Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, USA.
我们开发了MD-贝叶斯算法执行 (BAX),这是一个自动化框架,可以有效指导分子动力学 (MD) 模拟. MD-BAX通过基于不确定性的战略选择参数来识别系统属性,提高复杂分子建模的计算效率.
科学领域:
- 计算化学是一种计算化学.
- 统计力学就是统计力学.
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 分子动力学 (MD) 模拟对于理解分子行为至关重要,但在计算上昂贵.
- 探索广的参数空间是具有挑战性的,因为噪音和昂贵的模拟结果.
- 现有的贝叶斯优化方法专注于单个最佳条件,而不是更广泛的系统属性.
研究的目的:
- 介绍MD-贝叶斯算法执行 (BAX),用于高效的MD模拟设计的自动化框架.
- 能够识别更广泛的系统属性,如相位过渡和水平集.
- 提高绘制分子结构,环境和行为之间的关系的效率.
主要方法:
- MD-BAX利用BAX的收购策略来引导模拟活动向有意义的功能.
- 采用高斯过程替代模型,从MD轨迹统计数据中估计的输入依赖噪声.
- 包含不确定性估计,以战略性选择下一个模拟参数.
主要成果:
- MD-BAX有效地引导模拟,以确定更广泛的系统属性,而不仅仅是最佳条件.
- 包括轨道衍生噪声在内,可以改善不确定性校准,从而获得更可靠的指导.
- 在一个案例研究中,成功地绘制了聚合物结构,溶剂质量和结构性行为之间的关系.
结论:
- MD-BAX是MD模拟的BAX框架的一个域信息化专业化.
- 该框架有效地从基于轨迹的随机输出中推断出关键系统行为.
- 广泛适用于需要从模拟中推断系统属性的分子建模问题.
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