論文の概要: Collective Variable Free Transition Path Sampling with Generative Flow Network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.19961v3
• Date: Thu, 18 Jul 2024 07:04:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-19 20:32:20.302616
• Title: Collective Variable Free Transition Path Sampling with Generative Flow Network
• Title（参考訳）: 生成フローネットワークを用いた集団可変自由遷移経路サンプリング
• Authors: Kiyoung Seong, Seonghyun Park, Seonghwan Kim, Woo Youn Kim, Sungsoo Ahn,
• Abstract要約: 我々は,集団変数(CV)に頼ることなく,生成フローネットワーク(GFlowNets)を用いて遷移経路のサンプルを作成することを提案する。 本研究では, 目標分布と生成器の2乗対数比を最小化することにより, 遷移経路上での償却エネルギーベースサンプリングとして問題を再構築し, 神経バイアス電位を訓練する。 TPS-GFNと呼ばれる我々の手法は、従来のCVフリー機械学習手法よりも現実的で多様な遷移経路を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.210248065533133
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Understanding transition paths between meta-stable states in molecular systems is fundamental for material design and drug discovery. However, sampling these paths via unbiased molecular dynamics simulations is computationally prohibitive due to the high energy barriers between the meta-stable states. Recent machine learning approaches are often restricted to simple systems or rely on collective variables (CVs) extracted from expensive domain knowledge. In this work, we propose to leverage generative flow networks (GFlowNets) to sample transition paths without relying on CVs. We reformulate the problem as amortized energy-based sampling over transition paths and train a neural bias potential by minimizing the squared log-ratio between the target distribution and the generator, derived from the flow matching objective of GFlowNets. Our evaluation on three proteins (Alanine Dipeptide, Polyproline Helix, and Chignolin) demonstrates that our approach, called TPS-GFN, generates more realistic and diverse transition paths than the previous CV-free machine learning approach.
• Abstract（参考訳）: 分子系における準安定状態間の遷移経路を理解することは、物質設計と薬物発見に不可欠である。 しかし、準安定状態間の高エネルギー障壁のため、非バイアス分子動力学シミュレーションによるこれらの経路のサンプリングは計算的に禁止されている。 最近の機械学習アプローチは、しばしば単純なシステムに制限されるか、高価なドメイン知識から抽出された集合変数(CV)に依存している。 本研究では,生成フローネットワーク(GFlowNets)をCVに依存しない遷移経路のサンプリングに活用することを提案する。 我々は、GFlowNetsのフローマッチング目的から得られたターゲット分布とジェネレータの2乗対数比を最小化することにより、遷移経路上での償却エネルギーベースのサンプリングとして問題を再構築し、ニューラルバイアスポテンシャルを訓練する。 我々の3つのタンパク質(アラニンジペプチド、ポリプロリンヘリックス、チグノリン)に対する評価は、我々のアプローチであるTPS-GFNが、従来のCVフリー機械学習アプローチよりも現実的で多様な遷移経路を生成することを示している。

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