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加速材料发现:学习化学工艺的通用表征用于跨域性质预测

化学物理 2025-12-09 v1 人工智能 离散数学 机器学习

摘要

化学工艺的实验验证缓慢且昂贵,限制了材料发现的探索。机器学习可用于筛选有前景的候选方案,但现有专利和文献中的数据异构且难以利用。我们提出一种通用有向树工艺图表征方法,将非结构化文本、分子结构和数值测量统一整合为单一机器可读格式。为从结构化数据中学习,我们开发了一种具有属性条件注意力机制的多模态图神经网络。模型在近9000份文件中约70万个工艺图上进行预训练,学习到语义丰富的嵌入,能够在不同领域间推广。在针对紧凑、领域特定数据集进行微调时,预训练模型实现了卓越的性能,证明了在规模学习的通用工艺表征能够有效迁移到特定预测任务,仅需少量额外数据即可实现强大表现。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.05979,
  title  = {Accelerating Materials Discovery: Learning a Universal Representation of Chemical Processes for Cross-Domain Property Prediction},
  author = {Mikhail Tsitsvero and Atsuyuki Nakao and Hisaki Ikebata},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.05979},
  year   = {2025}
}

备注

22 pages, 8 figures