Optimizing conflicting molecular properties while strictly adhering to complex 3D structural constraints constitutes a challenging Constrained Multi-Objective Optimization Problem (CMOP). Traditional Evolutionary Algorithms (EAs) destroy chemical valency in 3D space, whereas 3D diffusion models act as rigid generators requiring costly retraining for novel objectives. To bridge this gap, we propose a progressive algorithmic suite. First, we introduce the Evolutionary-Guided Diffusion (EGD) operator, which executes crossover and mutation at an optimally calibrated noise level, leveraging a pre-trained denoising network to project chimeric states back onto the valid chemical manifold. Second, to combat the severe loss of molecular structural diversity inherent in traditional EMO frameworks, we design a Structure-Aware Environmental Selection (SAES) mechanism that explicitly enforces structural distinctiveness. Finally, synergizing EGD and SAES, we develop the Diffusion-based Evolutionary Molecular Optimization (DEMO) framework for CMOPs. To safely navigate disjoint feasible regions, DEMO employs a tri-population architecture with distinct goals: exploring novel chemical scaffolds, refining partially assembled intermediates, and fine-tuning perfectly feasible elite molecules. Extensive experiments across single-property targeting, unconstrained MOPs, multi-fragment CMOPs, and 3D protein-ligand docking demonstrate that our method comprehensively outperforms state-of-the-art baselines and traditional EMO frameworks. Operating entirely zero-shot, this suite consistently discovers highly diverse, chemically valid Pareto frontiers.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

IJCAI 2024 | 持续多模态知识图谱构建
专知会员服务
33+阅读 · 2024年6月6日
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
SIGIR2024|现实场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
30+阅读 · 2024年5月11日
最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
【KDD 2020】基于互信息最大化的多知识图谱语义融合
专知会员服务
43+阅读 · 2020年9月7日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
专家报告|深度学习+图像多模态融合
中国图象图形学报
12+阅读 · 2019年10月23日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
用 LDA 和 LSA 两种方法来降维和做 Topic 建模
AI研习社
13+阅读 · 2018年8月24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
2+阅读 · 2015年12月31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
1+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
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
6+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
5+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
10+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
IJCAI 2024 | 持续多模态知识图谱构建
专知会员服务
33+阅读 · 2024年6月6日
【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
SIGIR2024|现实场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
30+阅读 · 2024年5月11日
最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
【KDD 2020】基于互信息最大化的多知识图谱语义融合
专知会员服务
43+阅读 · 2020年9月7日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17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
2+阅读 · 2015年12月31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
1+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员