Explainable Graph Neural Networks in Chemistry: Combining Attribution and Uncertainty Quantification

可解释性 归属 图形 不确定度量化 特征(语言学) 计算机科学 黑匣子 人工智能 数据挖掘 机器学习 理论计算机科学 心理学 语言学 社会心理学 哲学
作者
Leonid Komissarov,Nenad Manevski,Katrin Groebke Zbinden,Lisa Sach-Peltason
出处
期刊:Journal of Chemical Information and Modeling [American Chemical Society]
卷期号:65 (14): 7516-7528 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.jcim.5c01003
摘要

Graph Neural Networks (GNNs) are powerful tools for predicting chemical properties, but their black-box nature can limit trust and utility. Explainability through feature attribution and awareness of prediction uncertainty are critical for practical applications, for example in iterative lab-in-the-loop scenarios. We systematically evaluate different posthoc feature attribution methods and study their integration with uncertainty quantification in GNNs for chemistry. Our findings reveal a strong synergy: attributing uncertainty to specific input features (atoms or substructures) provides a granular understanding of model confidence and highlights potential data gaps or model limitations. We evaluated several attribution approaches on aqueous solubility and molecular weight prediction tasks, demonstrating that methods like Feature Ablation and Shapley Value Sampling can effectively identify molecular substructures driving prediction and its uncertainty. This combined approach significantly enhances the interpretability and actionable insights derived from chemical GNNs, facilitating the design of more useful models in research and development.
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
大一京城完成签到 ,获得积分10
刚刚
Jasper应助小怡子采纳,获得10
1秒前
1秒前
彭于晏应助猪头军师采纳,获得10
1秒前
butterfly完成签到,获得积分10
2秒前
xiaozeng发布了新的文献求助60
2秒前
聪明凌瑶发布了新的文献求助30
3秒前
SciGPT应助ky采纳,获得10
4秒前
墨绝发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
chenzihao完成签到,获得积分10
5秒前
桐桐应助现阶段回电话采纳,获得10
6秒前
小二郎应助w_采纳,获得10
6秒前
Sunyc发布了新的文献求助10
7秒前
cqcq完成签到,获得积分10
8秒前
活泼的芹菜完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI6.3应助长系青采纳,获得10
9秒前
左一酱完成签到 ,获得积分0
9秒前
zz发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
活力初晴发布了新的文献求助10
10秒前
桐桐应助魔幻采梦采纳,获得10
10秒前
小马甲应助蹬蹬蹬采纳,获得10
10秒前
13秒前
13秒前
15秒前
17秒前
栀虞发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
科研通AI6.3应助二豆子0采纳,获得50
19秒前
啊啊啊发布了新的文献求助10
19秒前
mianmianyu完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
cc完成签到,获得积分10
20秒前
科研通AI6.4应助细腻听白采纳,获得10
21秒前
小五发布了新的文献求助10
22秒前
鲨鱼完成签到 ,获得积分10
23秒前
ikun123发布了新的文献求助30
23秒前
笨笨的问薇完成签到,获得积分10
24秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
The Cambridge Handbook of Intellectual Property and Upcycling 800
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7209147
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8841797
关于积分的说明 18659761
捐赠科研通 6859414
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3181900
关于科研通互助平台的介绍 2341604
邀请新用户注册赠送积分活动 2156260