論文の概要: PerCNet: Periodic Complete Representation for Crystal Graphs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.14936v1
- Date: Sun, 3 Dec 2023 08:55:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-15 13:16:47.475956
- Title: PerCNet: Periodic Complete Representation for Crystal Graphs
- Title(参考訳): PerCNet: 結晶グラフのための周期的完全表現
- Authors: Jiao Huang, Qianli Xing, Jinglong Ji, Bo Yang
- Abstract要約: 合理的な結晶表現法は、局所的および大域的な情報をキャプチャするべきである。
無限拡張結晶材料に対する周期的完全表現と計算アルゴリズムを提案する。
提案した表現に基づいて,結晶材料特性を予測するネットワークPerCNetを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.7050297294650716
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Crystal material representation is the foundation of crystal material
research. Existing works consider crystal molecules as graph data with
different representation methods and leverage the advantages of techniques in
graph learning. A reasonable crystal representation method should capture the
local and global information. However, existing methods only consider the local
information of crystal molecules by modeling the bond distance and bond angle
of first-order neighbors of atoms, which leads to the issue that different
crystals will have the same representation. To solve this many-to-one issue, we
consider the global information by further considering dihedral angles, which
can guarantee that the proposed representation corresponds one-to-one with the
crystal material. We first propose a periodic complete representation and
calculation algorithm for infinite extended crystal materials. A theoretical
proof for the representation that satisfies the periodic completeness is
provided. Based on the proposed representation, we then propose a network for
predicting crystal material properties, PerCNet, with a specially designed
message passing mechanism. Extensive experiments are conducted on two
real-world material benchmark datasets. The PerCNet achieves the best
performance among baseline methods in terms of MAE. In addition, our results
demonstrate the importance of the periodic scheme and completeness for crystal
representation learning.
- Abstract(参考訳): 結晶材料表現は結晶材料研究の基礎である。
既存の研究は、結晶分子を異なる表現法を持つグラフデータとみなし、グラフ学習の技法の利点を生かしている。
合理的な結晶表現法は、局所的および大域的な情報を捉えるべきである。
しかし、既存の方法では、原子の1階隣人の結合距離と結合角をモデル化することで結晶分子の局所的な情報のみを考慮し、異なる結晶が同じ表現を持つという問題に繋がる。
この多対一の問題を解決するために, 2面角を更に考慮し, 結晶材料と一対一の表現を確実にするグローバル情報を考える。
まず,無限拡張結晶材料に対する周期的完全表現と計算アルゴリズムを提案する。
周期的完全性を満たす表現の理論的証明が提供される。
提案する表現に基づいて,特別に設計されたメッセージパッシング機構を用いて結晶材料特性を予測するネットワークpercnetを提案する。
2つの実世界の物質ベンチマークデータセットで大規模な実験を行う。
PerCNetは、MAEの点で、ベースラインメソッドの中で最高のパフォーマンスを達成する。
さらに,結晶表現学習における周期的スキームの重要性と完全性を示した。
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