Artificial intelligence has deeply revolutionized the field of medicinal chemistry with many impressive applications, but the success of these applications requires a massive amount of training samples with high-quality annotations, which seriously limits the wide usage of data-driven methods. In this paper, we focus on the reaction yield prediction problem, which assists chemists in selecting high-yield reactions in a new chemical space only with a few experimental trials. To attack this challenge, we first put forth MetaRF, an attention-based differentiable random forest model specially designed for the few-shot yield prediction, where the attention weight of a random forest is automatically optimized by the meta-learning framework and can be quickly adapted to predict the performance of new reagents while given a few additional samples. To improve the few-shot learning performance, we further introduce a dimension-reduction based sampling method to determine valuable samples to be experimentally tested and then learned. Our methodology is evaluated on three different datasets and acquires satisfactory performance on few-shot prediction. In high-throughput experimentation (HTE) datasets, the average yield of our methodology's top 10 high-yield reactions is relatively close to the results of ideal yield selection.


翻译:人工智能使医学化学领域发生了深刻的革命,有许多令人印象深刻的应用,但是,这些应用的成功需要大量的培训样本,具有高质量的说明,这严重限制了数据驱动方法的广泛使用。在本文中,我们侧重于反应产生预测问题,它协助化学家在新的化学空间选择高产品反应,但只是经过一些实验试验。为了应对这一挑战,我们首先提出了MetaRF,这是专门为微粒产量预测设计的、基于关注的不同随机森林模型,其中随机森林的注意量由元学习框架自动优化,并且可以迅速调整,以预测新试剂的性能,同时再提供几个样本。为了改进微小的学习性能,我们进一步采用了基于尺寸的抽样方法,以确定有价值的样品,然后进行实验测试和学习。我们的方法根据三个不同的数据集进行评估,在微粒的预测中取得令人满意的性能。在高通量实验中,我们方法前10位高当量反应的平均产量与理想结果的选择相对接近。

0
下载
关闭预览

相关内容

随机森林 指的是利用多棵树对样本进行训练并预测的一种分类器。

知识荟萃

精品入门和进阶教程、论文和代码整理等

更多

查看相关VIP内容、论文、资讯等
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10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
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30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】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17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
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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 · 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 · 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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
13+阅读 · 2021年3月29日
Meta-Learning to Cluster
Arxiv
17+阅读 · 2019年10月30日
Arxiv
14+阅读 · 2019年9月11日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30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】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17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
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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 · 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 · 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
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