In recent years there has been great progress in the use of machine learning algorithms to develop interatomic potential models. Machine-learned potential models are typically orders of magnitude faster than density functional theory but also orders of magnitude slower than physics-derived models such as the embedded atom method. In our previous work, we used symbolic regression to develop fast, accurate and transferrable interatomic potential models for copper with novel functional forms that resemble those of the embedded atom method. To determine the extent to which the success of these forms was specific to copper, here we explore the generalizability of these models to other elements and analyze their out-of-sample performance on several material properties. We found that these forms work particularly well on elements that are chemically similar to copper. When compared to optimized Sutton-Chen models, which have similar complexity, the functional forms discovered using symbolic regression perform better across all elements considered except gold where they have a similar performance. They perform similarly to a moderately more complex embedded atom form on properties on which they were trained, and they are more accurate on average on other properties. We attribute this improved generalized accuracy to the relative simplicity of the models discovered using symbolic regression. The genetic programming models are found to outperform other models from the literature about 50% of the time, with about 1/10th the model complexity on average. We discuss the implications of these results to the broader application of symbolic regression to the development of new potentials and highlight how models discovered for one element can be used to seed new searches for different elements.


翻译:近年来,在使用机器学习算法开发内嵌原子潜在模型方面取得了巨大进展。 机学潜在模型一般是比密度功能理论更快的数量级, 但也比嵌入原子法等物理衍生模型慢得多的数量级。 在我们以往的工作中, 我们使用象征性回归法开发快速、准确和可转移的铜的跨原子潜在模型, 其新型功能形式与嵌入原子法相似。 为了确定这些形式的成功在多大程度上是铜所特有的, 我们在这里探索这些模型与其他元素的可概括性, 并分析其在若干物质属性上的超模性性能。 我们发现这些形式在化学上与铜相似的元素上特别出色。 与最优化的Sutton- Chen模型相比, 使用象征性回归法发现的所有元素的功能形式表现都比较好, 除了嵌入的原子方法外, 类似功能形式。 这些模型在它们所培训的属性上, 与较简单的原子形式相似, 并且它们在其他属性上更精确。 我们把这种较普遍化的精确性精确性精确度归因于模型的相对精度精确性精度精确度, 与第50号模型的精度应用了第1号模型的缩缩缩化结果。 我们将这些模型的缩化法讨论了。 这些模型的模型的精度与第1号模型的精度应用过程的精度 。

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