How to accurately predict the properties of molecules is an essential problem in AI-driven drug discovery, which generally requires a large amount of annotation for training deep learning models. Annotating molecules, however, is quite costly because it requires lab experiments conducted by experts. To reduce annotation cost, deep Active Learning (AL) methods are developed to select only the most representative and informative data for annotating. However, existing best deep AL methods are mostly developed for a single type of learning task (e.g., single-label classification), and hence may not perform well in molecular property prediction that involves various task types. In this paper, we propose a Task-type-generic active learning framework (termed Tyger) that is able to handle different types of learning tasks in a unified manner. The key is to learn a chemically-meaningful embedding space and perform active selection fully based on the embeddings, instead of relying on task-type-specific heuristics (e.g., class-wise prediction probability) as done in existing works. Specifically, for learning the embedding space, we instantiate a querying module that learns to translate molecule graphs into corresponding SMILES strings. Furthermore, to ensure that samples selected from the space are both representative and informative, we propose to shape the embedding space by two learning objectives, one based on domain knowledge and the other leveraging feedback from the task learner (i.e., model that performs the learning task at hand). We conduct extensive experiments on benchmark datasets of different task types. Experimental results show that Tyger consistently achieves high AL performance on molecular property prediction, outperforming baselines by a large margin. We also perform ablative experiments to verify the effectiveness of each component in Tyger.


翻译:如何准确预测分子特性是AI驱动的药物发现中的一个基本问题。 AI驱动的药物发现通常需要大量的批注来培训深层学习模型。 但是, 批注分子费用非常昂贵, 因为它需要专家进行实验室实验。 为了降低批注成本, 深度主动学习(AL) 方法只选择最有代表性、 信息最丰富的数据进行批注。 但是, 现有的最深的AL 方法大多是为单一类型的学习任务( 如单标签分类) 开发的, 因此可能无法在涉及不同任务类型的分子属性预测中产生良好的效果。 具体地说, 我们提议一个任务类型为型的分子实验性研究框架( 名为Tyger ), 因为它可以以统一的方式处理不同类型的学习任务。 关键在于学习一个具有化学意义的嵌入空间的嵌入空间空间模型, 并且完全根据嵌入式模型进行积极的选择, 而不是依赖特定任务型号模型( 例如, 等级预测概率概率) 。 具体地说, 学习嵌入空间的模型, 我们从一个任务, 运行一个, 运行一个, 运行一个任务 运行一个 运行一个任务到一个连续的模型, 运行一个任务 运行一个模块, 学习一个任务 学习一个任务, 学习一个任务 学习一个任务 运行中 学习一个任务 运行中 运行中 学习一个任务, 运行中 学习一个任务 学习一个任务到一个任务到一个任务 运行成一个任务 学习一个任务 运行成一个任务 。

1
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
机器学习损失函数概述,Loss Functions in Machine Learning
专知会员服务
82+阅读 · 2022年3月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
38+阅读 · 2020年3月10日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
Arxiv
10+阅读 · 2017年7月4日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员