論文の概要: Generalized Flow Matching for Transition Dynamics Modeling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.15128v1
- Date: Sat, 19 Oct 2024 15:03:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-22 13:19:29.818085
- Title: Generalized Flow Matching for Transition Dynamics Modeling
- Title(参考訳): 遷移ダイナミクスモデリングのための一般化フローマッチング
- Authors: Haibo Wang, Yuxuan Qiu, Yanze Wang, Rob Brekelmans, Yuanqi Du,
- Abstract要約: 局所力学から非線形性を学習することでシミュレーションをウォームアップするデータ駆動手法を提案する。
具体的には、局所力学データからポテンシャルエネルギー関数を推定し、2つの準安定状態間の可塑性経路を求める。
提案手法の有効性を検証するため, 合成分子系と実世界の分子系の両方において, 確率的経路をサンプリングする手法の有効性を検証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.76793118877456
- License:
- Abstract: Simulating transition dynamics between metastable states is a fundamental challenge in dynamical systems and stochastic processes with wide real-world applications in understanding protein folding, chemical reactions and neural activities. However, the computational challenge often lies on sampling exponentially many paths in which only a small fraction ends in the target metastable state due to existence of high energy barriers. To amortize the cost, we propose a data-driven approach to warm-up the simulation by learning nonlinear interpolations from local dynamics. Specifically, we infer a potential energy function from local dynamics data. To find plausible paths between two metastable states, we formulate a generalized flow matching framework that learns a vector field to sample propable paths between the two marginal densities under the learned energy function. Furthermore, we iteratively refine the model by assigning importance weights to the sampled paths and buffering more likely paths for training. We validate the effectiveness of the proposed method to sample probable paths on both synthetic and real-world molecular systems.
- Abstract(参考訳): 準安定状態間の遷移ダイナミクスのシミュレーションは、タンパク質の折り畳み、化学反応、神経活動の理解に広く応用された力学系と確率過程の基本的な課題である。
しかし、計算上の課題は、高エネルギー障壁が存在するため、目標準安定状態のごく一部しか終わらない、指数関数的に多くの経路をサンプリングすることにある。
コストを抑えるために,局所力学から非線形補間を学習することでシミュレーションを温めるデータ駆動手法を提案する。
具体的には,局所力学データからポテンシャルエネルギー関数を推定する。
2つの準安定状態間の可塑性経路を見つけるために、ベクトル場を学習し、学習エネルギー関数の下で2つの辺縁密度間の可塑性経路をサンプリングする一般化フローマッチングフレームワークを定式化する。
さらに,サンプルパスに重み付けを割り当て,トレーニング用パスをバッファリングすることで,モデルを反復的に洗練する。
提案手法の有効性を検証するため, 合成分子系と実世界の分子系の両方において, 確率的経路をサンプリングする手法の有効性を検証する。
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