Aprendizaje de Representación Gráfica Basado en Motivos con Aplicación a Moléculas Químicas
Autores: Wang, Yifei; Chen, Shiyang; Chen, Guobin; Shurberg, Ethan; Liu, Hang; Hong, Pengyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aprendizaje de Representación Gráfica Basado en Motivos con Aplicación a Moléculas Químicas
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Redes neuronales gráficas
Módulo de convolución de motivos
Información estructural local
Modelos basados en motivos
Características de bordes y nodos
Puntos de referencia moleculares
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo considera la tarea de aprendizaje de representación en el grafo relacional atribuido (ARG). Tanto los nodos como los bordes en un ARG están asociados con atributos/características que permiten a los ARG codificar información estructural rica que se observa ampliamente en aplicaciones reales. Las redes neuronales de grafos existentes ofrecen una capacidad limitada para capturar interacciones complejas dentro de contextos estructurales locales, lo que les impide aprovechar el poder de expresión de los ARG. Proponemos el módulo de convolución de motivos (MCM), una nueva técnica de aprendizaje de representación gráfica basada en motivos para utilizar mejor la información estructural local. La capacidad de manejar características continuas de bordes y nodos es una de las ventajas de MCM sobre los modelos basados en motivos existentes. MCM construye un vocabulario de motivos de manera no supervisada y despliega una novedosa operación de convolución de motivos para extraer el contexto estructural local de nodos individuales, que luego se utiliza para aprender representaciones de nodos de nivel superior a través de perceptrones multicapa y/o paso de mensajes en redes neuronales de grafos. En comparación con otros enfoques de aprendizaje de grafos para clasificar grafos sintéticos, nuestro enfoque es sustancialmente mejor para capturar el contexto estructural. También demostramos las ventajas de rendimiento y explicabilidad de nuestro enfoque aplicándolo a varios puntos de referencia moleculares.
Descripción
Este trabajo considera la tarea de aprendizaje de representación en el grafo relacional atribuido (ARG). Tanto los nodos como los bordes en un ARG están asociados con atributos/características que permiten a los ARG codificar información estructural rica que se observa ampliamente en aplicaciones reales. Las redes neuronales de grafos existentes ofrecen una capacidad limitada para capturar interacciones complejas dentro de contextos estructurales locales, lo que les impide aprovechar el poder de expresión de los ARG. Proponemos el módulo de convolución de motivos (MCM), una nueva técnica de aprendizaje de representación gráfica basada en motivos para utilizar mejor la información estructural local. La capacidad de manejar características continuas de bordes y nodos es una de las ventajas de MCM sobre los modelos basados en motivos existentes. MCM construye un vocabulario de motivos de manera no supervisada y despliega una novedosa operación de convolución de motivos para extraer el contexto estructural local de nodos individuales, que luego se utiliza para aprender representaciones de nodos de nivel superior a través de perceptrones multicapa y/o paso de mensajes en redes neuronales de grafos. En comparación con otros enfoques de aprendizaje de grafos para clasificar grafos sintéticos, nuestro enfoque es sustancialmente mejor para capturar el contexto estructural. También demostramos las ventajas de rendimiento y explicabilidad de nuestro enfoque aplicándolo a varios puntos de referencia moleculares.