Molecular representation learning (MRL) has long been crucial in the fields of drug discovery and materials science, and it has made significant progress due to the development of natural language processing (NLP) and graph neural networks (GNNs). NLP treats the molecules as one dimensional sequential tokens while GNNs treat them as two dimensional topology graphs. Based on different message passing algorithms, GNNs have various performance on detecting chemical environments and predicting molecular properties. Herein, we propose Directed Graph Attention Networks (D-GATs): the expressive GNNs with directed bonds. The key to the success of our strategy is to treat the molecular graph as directed graph and update the bond states and atom states by scaled dot-product attention mechanism. This allows the model to better capture the sub-structure of molecular graph, i.e., functional groups. Compared to other GNNs or Message Passing Neural Networks (MPNNs), D-GATs outperform the state-of-the-art on 13 out of 15 important molecular property prediction benchmarks.


翻译:分子表示学习(MRL)在药物发现和材料科学领域长期至关重要,并因自然语言处理(NLP)和图神经网络(GNNs)的发展而取得重大进展。NLP将分子视为一维序列标记,而GNNs将其视为二维拓扑图。基于不同的消息传递算法,GNNs在检测化学环境和预测分子性质方面表现出不同的性能。在此,我们提出定向图注意力网络(D-GATs):一种具有定向键的表达性GNNs。我们策略成功的关键在于将分子图视为有向图,并通过缩放点积注意力机制更新键状态和原子状态。这使得模型能够更好地捕捉分子图的子结构,即官能团。与其他GNNs或消息传递神经网络(MPNNs)相比,D-GATs在15个重要分子性质预测基准中的13个上超越了当前最优方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Principal Neighbourhood Aggregation for Graph Nets
Arxiv
17+阅读 · 2020年6月7日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
VIP会员
最新内容
“史诗怒火”行动:现代多域作战的重要节点
专知会员服务
5+阅读 · 今天5:05
《下一代无线网络中的多无人机通信资源管理》
专知会员服务
4+阅读 · 今天5:00
《同步多无人机系统中的故障与通信》
专知会员服务
4+阅读 · 7月29日
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
7+阅读 · 7月28日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关论文
Principal Neighbourhood Aggregation for Graph Nets
Arxiv
17+阅读 · 2020年6月7日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员