論文の概要: Atom-Motif Contrastive Transformer for Molecular Property Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.07351v1
- Date: Wed, 11 Oct 2023 10:03:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-12 23:22:49.338090
- Title: Atom-Motif Contrastive Transformer for Molecular Property Prediction
- Title(参考訳): 分子特性予測のための原子モチフコントラストトランス
- Authors: Wentao Yu, Shuo Chen, Chen Gong, Gang Niu, Masashi Sugiyama
- Abstract要約: グラフトランス (GT) モデルは分子特性予測 (MPP) のタスクで広く利用されている。
本稿では,原子レベルの相互作用を探索し,モチーフレベルの相互作用を考慮した新しいAtom-Motif Contrastive Transformer(AMCT)を提案する。
提案したAMCTは,7つの一般的なベンチマークデータセットに対して広範囲に評価され,定量的および定性的な結果の両方が有効であることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 68.85399466928976
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recently, Graph Transformer (GT) models have been widely used in the task of
Molecular Property Prediction (MPP) due to their high reliability in
characterizing the latent relationship among graph nodes (i.e., the atoms in a
molecule). However, most existing GT-based methods usually explore the basic
interactions between pairwise atoms, and thus they fail to consider the
important interactions among critical motifs (e.g., functional groups consisted
of several atoms) of molecules. As motifs in a molecule are significant
patterns that are of great importance for determining molecular properties
(e.g., toxicity and solubility), overlooking motif interactions inevitably
hinders the effectiveness of MPP. To address this issue, we propose a novel
Atom-Motif Contrastive Transformer (AMCT), which not only explores the
atom-level interactions but also considers the motif-level interactions. Since
the representations of atoms and motifs for a given molecule are actually two
different views of the same instance, they are naturally aligned to generate
the self-supervisory signals for model training. Meanwhile, the same motif can
exist in different molecules, and hence we also employ the contrastive loss to
maximize the representation agreement of identical motifs across different
molecules. Finally, in order to clearly identify the motifs that are critical
in deciding the properties of each molecule, we further construct a
property-aware attention mechanism into our learning framework. Our proposed
AMCT is extensively evaluated on seven popular benchmark datasets, and both
quantitative and qualitative results firmly demonstrate its effectiveness when
compared with the state-of-the-art methods.
- Abstract(参考訳): 近年、グラフトランスフォーマー(GT)モデルは、グラフノード間の潜伏関係(すなわち分子内の原子)を特徴づける信頼性が高いため、分子特性予測(MPP)タスクで広く利用されている。
しかしながら、既存のGTベースのほとんどの手法は、通常は対原子間の基本的な相互作用を探求するので、分子の重要なモチーフ(例えば、官能基は複数の原子から構成される)の間の重要な相互作用を考慮できない。
分子内のモチーフは、分子の性質(毒性や溶解度など)を決定する上で非常に重要なパターンであるため、モチーフ相互作用を見渡すことは、MPPの有効性を必然的に妨げる。
本稿では,原子レベルの相互作用を探索するだけでなく,モチーフレベルの相互作用も検討した新しいAtom-Motif Contrastive Transformer(AMCT)を提案する。
与えられた分子に対する原子とモチーフの表現は実際には同じインスタンスの2つの異なるビューであるため、モデルトレーニングのための自己超越的な信号を生成するために自然に整列している。
一方、同じモチーフは異なる分子に存在しうるため、異なる分子にまたがる同一モチーフの表現の一致を最大化するために、対照的な損失を用いる。
最後に、各分子の性質を決定する上で重要なモチーフを明確に識別するために、我々はさらに、学習フレームワークに特性認識注意のメカニズムを構築する。
提案するamctは7つのベンチマークデータセットで広範囲に評価され,定量的・質的評価結果が最先端手法と比較した場合,その効果を確証している。
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