北大&望石智慧提出全新模型:弥合化学反应预训练与条件分子生成之间的鸿沟!
小伙伴们有没有觉得学习科技周边很有意思?有意思就对了!今天就给大家带来《北大&望石智慧提出全新模型:弥合化学反应预训练与条件分子生成之间的鸿沟!》,以下内容将会涉及到,若是在学习中对其中部分知识点有疑问,或许看了本文就能帮到你!
化学反应是药物设计和有机化学研究的基础。研究界越来越需要一种能够有效捕获化学反应基本规则的大规模深度学习框架。
近日,来自北京大学和望石智慧的研究团队提出了一种新方法来弥合基于反应的分子预训练和生成任务之间的差距。
受到有机化学机制的启发,研究人员开发了一种新的预训练框架,使其能够将归纳偏差纳入模型中。这个提出的框架在执行具有挑战性的下游任务时取得了最先进的结果。通过掌握化学知识,该框架克服了目前依赖少量反应模板的分子生成模型的局限性。在大量的实验中,该模型生成了高质量的可合成药物样结构
总的来说,该研究向各种基于反应的应用程序的大规模深度学习框架迈出了重要一步。
该研究以《Bridging the gap between chemical reaction pretraining and conditional molecule generation with a unified model》为题,于 2023 年 12 月 5 日发布在《Nature Machine Intelligence》上。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s42256-023-00764-9
深度学习模型已经在许多科学研究领域得到广泛应用。预训练框架对于新任务的无缝集成起到了积极作用,可以加快建模过程,特别是在标记数据有限的情况下
药物设计和有机化学研究的基础是化学反应。目前,数据挖掘的研究和应用已经使得深度学习模型可以用于化学反应。基于这些数据,已经有许多数据驱动的研究深入研究化学反应的表征学习
表征学习是指从数据中自动学习有用的特征,然后将其用于各种下游任务。现有方法忽略了有机化学的基本理论,限制了其性能。
基于化学反应的分子生成
除了反应分类任务外,基于化学反应的分子生成也是一个重要的应用。在早期的研究中,通常采用基于模板的逐步分子生成策略
这些基于模板的方法在很大程度上依赖于预定义的构建模块和反应,这缩小了可访问的化学空间。在反应产物预测领域也发现了类似的趋势,其中基于模板的方法不能外推到复杂的反应;这个问题可以通过使用无模板方法来解决。
在基于反应的分子生成任务中,无模板方法也表现出了优于基于模板方法的泛化优势。然而,现有的无模板分子生成方法只能基于预定义的反应物库生成分子。除此之外,对于药物设计中的先导化合物或先导化合物优化阶段,利用化学反应作为编辑工具来修改给定的结构是更有利的。生成的化学库将重点关注可以用更少的反应步骤合成的化学空间的子集。
一个新、全面的化学反应深度学习框架
在此,研究人员提出了一个新的、全面的化学反应深度学习框架,称为 Uni-RXN。旨在解决两个基本任务:自监督表征学习和条件生成建模。

展示:Uni-RXN的组成和方法。(引自:论文)
与现有方法不同,研究人员提出了一套专门针对化学反应精心设计的自监督任务。这些任务包括反应中心预测、主反应物与子反应物配对以及反应物-产物配对。在对具有挑战性的反应任务的广泛评估中,Uni-RXN 方法超越了最先进的水平,证明了其有效捕获化学反应领域知识的能力。所获得的有希望的结果为广泛的下游应用铺平了道路
通过有效捕获化学规则,Uni-RXN 非常适合生成任务。与依赖于从预定义反应物库中选择片段的传统方法不同,Uni-RXN 将分子结构作为输入条件并生成相应反应物的表示,同时保持反应内的排列不变性。利用密集向量相似性搜索包的强大功能,Uni-RXN 能够从大型反应物和试剂库中高效检索反应物。随后,采用反应预测模型来生成产物输出。
与仅探索化学空间的有限子集的基于模板的方法相比,Uni-RXN 在生成更广泛的可合成药物样结构方面表现出卓越的性能。这一特点使其特别适合虚拟 library 枚举,并得到全面统计分析和案例研究的支持。
Uni-RXN 方法有许多优势,可以为具有挑战性的化学反应分类任务生成丰富的表达。相对于其他基线模型,Uni-RXN 在每类仅提供 4 个数据点的情况下,准确率达到了 58.7%
重写后的内容:化学反应分类的准确度见表1。(来源:论文)

Transformer 模型可以被用来区分优化和未优化的化学反应数据。此外,编码器也可以轻松应用于结构条件的生成

需要重新改写的内容是:图表展示了Uni-RXN的检索性能和注意力权重。(来源:论文)
研究结果强调了所提出的模型所生成的分子具有有利的特性,这使得它们非常适合于药物发现任务。该模型可以生成更多具有类似药物特性和可合成性的分子

图示:Uni-RXNGen 流程与性能。(来源:论文)
与分子对接等虚拟筛选方法相结合,该生成模型可以实现高效的构效关系研究。该模型生成的巨大的可合成类药物化学空间可以提高药物再利用或命中分子搜索的真阳性率。
今天关于《北大&望石智慧提出全新模型:弥合化学反应预训练与条件分子生成之间的鸿沟!》的内容就介绍到这里了,是不是学起来一目了然!想要了解更多关于模型,分子的内容请关注golang学习网公众号!
现代技术能够应对供应链危机吗?
- 上一篇
- 现代技术能够应对供应链危机吗?
- 下一篇
- 人均6万美元:2024英伟达奖学金名单公布,五位华人入选
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1星期前 | 人工智能 · GenAI · opentelemetry · 可观测性 · AI工程 · 人工智能 链路追踪 GenAI OpenTelemetry AI可观测性 LLM网关 Token统计
- AI 调用可观测架构:从散乱日志到 OpenTelemetry GenAI 字段统一
- 427浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 2星期前 | 人工智能 · 前端流式输出 · AI聊天 · Fetch Stream · 前端 AI聊天 流式输出 ReadableStream TextDecoder Fetch Stream
- AI 聊天流式输出前端配方:用 Fetch Stream 实现逐字渲染和中断控制
- 448浏览 收藏
-
- 前端进阶之JavaScript设计模式
- 设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
- 543次学习
-
- GO语言核心编程课程
- 本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
- 516次学习
-
- 简单聊聊mysql8与网络通信
- 如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
- 500次学习
-
- JavaScript正则表达式基础与实战
- 在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
- 487次学习
-
- 从零制作响应式网站—Grid布局
- 本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
- 485次学习
-
- ljg-skills
- ljg-skills 是李继刚开源的 AI 技能与提示词集合,面向大模型使用者整理了一批可复用的 prompt、角色设定和任务技能模板,适合用于学习提示词设计、搭建个人 AI 工作流和沉淀团队常用智能体能力。
- 4426次使用
-
- MELO音乐
- MELO音乐是一站式AI视频与音乐制作助手,对标suno, udio的高品质体验。提供伴奏生成、原创写词、无损导出、哼唱识曲、混音变声等全套音频与短视频编辑工具。无论是流行Kpop、电音说唱、民谣古风、摇滚儿歌还是商用轻音乐,MELO为你免费谱曲,轻松做同款!
- 4079次使用
-
- UniScribe
- UniScribe 是一款 AI 音视频转文字与内容整理工具,支持上传音频、视频文件或粘贴 YouTube 链接,自动生成转写文本、摘要、思维导图和关键问题,并支持多格式导出,适合会议记录、课程学习、访谈整理和内容创作复盘。
- 4062次使用
-
- 剧云
- 剧云是专业中文剧本创作平台,安全稳定运行十余年,集成AI编剧、剧本医生审核、人物小传、剧情关系图、大纲编写、多人协作、Word导入导出、版权管控功能,数据安全防护,轻松高效创作剧本。
- 4248次使用
-
- 万象有声
- 万象有声,一个专为有声创作者打造的新一代智能有声内容创作平台。平台提供专业的智能拆章、智能画本编辑、AI配音、AI生成音效、后期制作、智能对轨、智能审听等有声创作全流程工具,可以帮助创作者高效、低成本创作出引人入胜的有声作品。立即体验,让有声书制作更简单!
- 4223次使用
-
- AI写作工具免费版安装教程(含豆包Clawdbot)
- 2026-05-30 501浏览
-
- WPS AI能自动生成PPT吗?输入主题一键制作演示文稿
- 2026-05-27 501浏览
-
- Canva手机闪退解决方法及适配指南
- 2026-05-25 501浏览
-
- Hermes Agent依赖的工具链有哪些 必备工具链介绍
- 2026-05-05 501浏览
-
- 千问AI官网地址链接入口_千问AI官方网站登陆入口
- 2026-05-05 501浏览

