論文の概要: Phylo2Vec: a vector representation for binary trees

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.12693v1
• Date: Tue, 25 Apr 2023 09:54:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-26 21:13:30.980847
• Title: Phylo2Vec: a vector representation for binary trees
• Title（参考訳）: Phylo2Vec:バイナリツリーのベクトル表現
• Authors: Matthew J Penn, Neil Scheidwasser, Mark P Khurana, David A Duch\^ene, Christl A Donnelly, Samir Bhatt
• Abstract要約: 系統樹の新しい相同表現であるPhylo2Vecを提示する。 これは、$n$の葉を持つ任意のバイナリツリーを長さ$n$の整数ベクトルにマッピングする。 Phylo2Vecはランダムな木から最適な木へと効率的に木空間を横切ることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Binary phylogenetic trees inferred from biological data are central to understanding the shared evolutionary history of organisms. Inferring the placement of latent nodes in a tree by any optimality criterion (e.g., maximum likelihood) is an NP-hard problem, propelling the development of myriad heuristic approaches. Yet, these heuristics often lack a systematic means of uniformly sampling random trees or effectively exploring a tree space that grows factorially, which are crucial to optimisation problems such as machine learning. Accordingly, we present Phylo2Vec, a new parsimonious representation of a phylogenetic tree. Phylo2Vec maps any binary tree with $n$ leaves to an integer vector of length $n$. We prove that Phylo2Vec is both well-defined and bijective to the space of phylogenetic trees. The advantages of Phylo2Vec are twofold: i) easy uniform sampling of binary trees and ii) systematic ability to traverse tree space in very large or small jumps. As a proof of concept, we use Phylo2Vec for maximum likelihood inference on five real-world datasets and show that a simple hill climbing-based optimisation efficiently traverses the vastness of tree space from a random to an optimal tree.
• Abstract（参考訳）: 生物学的データから推定される2つの系統樹は、生物の共有進化の歴史を理解する中心である。 任意の最適度基準(例えば最大可能性)による木内の潜在ノード配置の推測はnp問題であり、無数のヒューリスティックなアプローチの発展を促している。 しかし、これらのヒューリスティックは、ランダムな木を均一にサンプリングしたり、因果的に成長する木空間を効果的に探索する体系的な手段を欠いていることが多い。 そこで本研究では,系統樹の新規表現であるphylo2vecについて述べる。 Phylo2Vecは、$n$の葉を持つ任意の二分木を長さ$n$の整数ベクトルにマッピングする。 我々はPhylo2Vecが系統樹の空間によく定義され、客観的であることを証明する。 Phylo2Vecの利点は2つある。 一 二分木を簡単に一様にサンプリングすること 二 超大型又は小型の跳躍で樹木空間を横断する系統的能力 概念実証として,Phylo2Vecを用いて5つの実世界のデータセットの最大推定を行い,単純な登山に基づく最適化がランダムから最適木へのツリー空間の広さを効率的に横切ることを示す。

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