Learning Pairwise Interaction for Extrapolative and Interpretable Machine Learning Interatomic Potentials with Physics-Informed Neural Network

成对比较 人工神经网络 人工智能 机器学习 计算机科学 数据科学
作者
Hoje Chun,Minjoon Hong,Seung Hyo Noh,Byungchan Han
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:21 (8): 4030-4039 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.5c00090
摘要

Achieving both robust extrapolation and physical interpretability in machine learning interatomic potentials (ML-IPs) for atomistic simulation remains a significant challenge, particularly in data-scarce areas such as chemical reactions or complex, multicomponent materials at extreme conditions. Here, we present a pairwise-decomposed physics-informed neural network (P2Net) that parametrizes an analytical bond-order potential (BOP) layer to decouple the energy contributions of atomic pairs. By leveraging fundamental physical principles, P2Net demonstrates excellence at extrapolating beyond its training regime and accurately capturing molecular geometries far from equilibrium. The pairwise energy decomposition further empowers the bond analyses for deprotonation and SN2 reactions, which is not easy with most ML-IPs. The atomic pair energy offers how to elucidate the evolution of interatomic interactions as a reaction proceeds. Our methodology highlights enhanced data efficiency in building ML-IPs and facilitates more informative postsimulation analysis, thereby broadening the applicability of ML-IPs to complex and reactive systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
qingwenwei应助Sea_U采纳,获得10
1秒前
Dester驳回了青松应助
1秒前
llll完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
鱼鱼鱼鱼完成签到,获得积分10
2秒前
乌日汗完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
小法师发布了新的文献求助10
4秒前
吱哦周完成签到,获得积分10
7秒前
Seven发布了新的文献求助10
8秒前
青羽落霞发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
我是老大应助光亮的鹭洋采纳,获得10
10秒前
11秒前
orixero应助罗lsz采纳,获得10
11秒前
11秒前
Jim发布了新的文献求助10
12秒前
赘婿应助单薄灵松采纳,获得10
13秒前
sha关注了科研通微信公众号
15秒前
Salvator发布了新的文献求助10
16秒前
zl50268完成签到,获得积分20
16秒前
vv发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
科研通AI6.4应助wf采纳,获得30
22秒前
22秒前
GingerF应助夏虫不可语冰采纳,获得100
22秒前
兴十一给suxy的求助进行了留言
23秒前
动听的灯泡完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
英俊的铭应助zl50268采纳,获得10
24秒前
Doctor完成签到,获得积分10
25秒前
所所应助Arlun采纳,获得10
27秒前
27秒前
苹果发布了新的文献求助10
28秒前
nkdailingyun完成签到,获得积分10
28秒前
strike应助yuri采纳,获得20
29秒前
Cynn完成签到 ,获得积分10
29秒前
wf完成签到,获得积分20
29秒前
30秒前
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6441901
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8255853
关于积分的说明 17579255
捐赠科研通 5500618
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900336
邀请新用户注册赠送积分活动 1877230
关于科研通互助平台的介绍 1717101