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MolGraph:一个用 TensorFlow 和 Keras 实现分子图与图神经网络的 Python 包

机器学习 2023-09-06 v4 定量方法

摘要

分子机器学习(ML)已被证明对解决各类分子问题十分重要,例如基于分子描述符或指纹预测分子性质。自相对近期起,图神经网络(GNN)算法已被用于分子 ML,展现出与基于描述符或指纹方法相当或更优的性能。尽管已有多种工具和包可在分子 ML 中应用 GNN,本研究仍开发了一个名为 MolGraph 的新 GNN 包,动机在于创建与 TensorFlow 和 Keras 应用程序编程接口(API)高度兼容的 GNN 模型流水线。MolGraph 还实现了化学模块,以支持小分子图的生成,这些图可传入 GNN 算法以解决分子 ML 问题。为验证 GNN,它们在 MoleculeNet 数据集及三个色谱保留时间数据集上进行了基准测试。这些基准的结果表明 GNN 表现符合预期。此外,GNN 被证明有助于分子识别并提升色谱保留时间数据的可解释性。MolGraph 可在 https://github.com/akensert/molgraph 获取。安装、教程与实现细节见 https://molgraph.readthedocs.io/en/latest/。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.09944,
  title  = {MolGraph: a Python package for the implementation of molecular graphs and graph neural networks with TensorFlow and Keras},
  author = {Alexander Kensert and Gert Desmet and Deirdre Cabooter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.09944},
  year   = {2023}
}

备注

14 pages, 4 figures, 4 tables