Molecular crystal structure prediction (CSP) seeks the most stable periodic structure given a chemical composition of a molecule and pressure-temperature conditions. Modern CSP solvers use global optimization methods to search for structures with minimal free energy within a complex energy landscape induced by intermolecular potentials. A major caveat of these methods is that initial configurations are random, making thus the search susceptible to the convergence at local minima. Providing initial configurations that are densely packed with respect to the geometric representation of a molecule can significantly accelerate CSP. Motivated by these observations we define a class of periodic packings restricted to crystallographic symmetry groups (CSG) and design a search method for densest CSG packings in an information geometric framework. Since the CSG induce a toroidal topology on the configuration space, a non-euclidean trust region method is performed on a statistical manifold consisting of probability distributions defined on an $n$-dimensional flat unit torus by extending the multivariate von Mises distribution. By introducing an adaptive quantile reformulation of the fitness function into the optimization schedule we provide the algorithm a geometric characterization through local dual geodesic flows. Moreover, we examine the geometry of the adaptive selection quantile defined trust region and show that the algorithm performs a maximization of stochastic dependence among elements of the extended multivariate von Mises distributed random vector. We experimentally evaluate its behavior and performance on various densest packings of convex polygons in $2$-dimensional CSG for which optimal solutions are known.


翻译:分子晶体结构预测( CSP) 寻求最稳定的周期性结构 。 基于分子和压力温度条件的化学构成, 现代 CSP 解答器使用全球优化方法, 在由间分子潜力引发的复杂能源环境中寻找最小自由能量的结构 。 这些方法的主要告诫是初始配置是随机的, 从而使得搜索容易在本地微型中出现趋同 。 提供在分子的几何表达面上密集包装的初始配置可以大大加速 CSP 。 基于这些观察, 我们定义了限于晶体对称组( CSG) 的定期包装类别, 并设计了在信息几何框架内为最稠密的 CSG 包装设计一种搜索方法。 由于CSG 在配置空间上引入了一种对机器人表面表面的表面表面学, 一种非欧元信任区域由以美元为单位的概率分布构成的概率分布构成, 通过扩大多变量流分配, 我们通过在优化表中引入一个适应性调整的健身功能结构, 我们通过对已知的地理轨迹的精确度对数值进行定量分析 。

0
下载
关闭预览

相关内容

剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
47+阅读 · 2021年1月20日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
商业数据分析,39页ppt
专知会员服务
158+阅读 · 2020年6月2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
101+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
39+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+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
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
1+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
22+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
13+阅读 · 2021年10月22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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+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
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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 · 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