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    微软亚研:对深度神经网络中空间注意力机制的经验性研究

    摘要:空间注意力(Spatial Attention)机制最近在深度神经网络中取得了很大的成功和广泛的应用,但是对空间注意力机制本身的理解和分析匮乏。本论文对空间注意力机制进行了详尽的经验性分析,取得了更深入的理解,有些认知是跟之前的理解很不一样的,例如,作者们发现 TransformerAttention 中对 query 和 key 的内容进行比较对于空间注意力帮助很小,但对于 Encoder-Decoder Attention(编码器-解码器注意力)是至关重要的。另一方面,将可变形卷积(DeformableConvolution)与和 query 无关的 key saliency 进行适当组合可以在空间注意力中实现最佳的准确性-效率之间的权衡。本论文的研究结果表明,空间注意力机制的设计存在很大的改进空间。

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    ICLR 2022 | 三维分子图的球形信息传递

    今天给大家介绍的是ICLR 2022 Poster的文章《Spherical Message Passing for 3D Molecular Graphs》。作者在此工作中考虑了三维分子图的表示学习,其中每个原子与三维的空间位置相关联。这是一个尚未得到充分探索的研究领域,目前还缺乏一个有效的信息传递框架。在这项工作中,作者在球坐标系(SCS)中进行了分析,以完整地识别三维图结构。基于此观察,作者提出了球形信息传递(SMP)作为一种新的和强大的三维分子学习方案。SMP显著降低了训练的复杂性,使其能够在大规模分子上有效地执行。此外,SMP能够区分几乎所有的分子结构,而未覆盖的案例在实际中可能并不存在。基于有意义的基于物理的三维信息表示,作者进一步提出了用于三维分子学习的SphereNet。实验结果表明,在SphereNet中使用有意义的三维信息可以显著提高预测任务的性能。结果还证明了SpherNet在可靠性、效率方面的优势。

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    AlphaFold3及其与AlphaFold2相比的改进

    蛋白质结构预测是生物化学中最重要的挑战之一。高精度的蛋白质结构对于药物发现至关重要。蛋白质结构预测始于20世纪50年代,随着计算方法和对蛋白质结构的认识不断增长。最初主要采用基于物理的方法和理论模型。当时的计算能力有限,这些模型往往难以成功地预测大多数蛋白质的结构。蛋白质结构模型的下一个发展阶段是同源建模,出现在20世纪70年代。这些模型依赖于同源序列具有相似结构的原理。通过将目标序列与已知结构的模板序列进行多序列比对,首次成功地确定了以前未解决的序列的结构。然而,这些模型的分辨率仍然有限。20世纪80年代出现了从头开始的方法,带来了下一个分辨率提升。这些方法应用了基于物理的技术和优化算法。结合计算技术的进步,这导致了蛋白质结构预测的显著改进。为了对所有这些新方法进行基准测试,从90年代初开始了蛋白质结构预测技术评估的关键阶段(CASP)系列活动。近年来,机器学习和深度学习技术已经越来越多地集成到蛋白质结构预测方法中,尤其是自2007年以来使用长短期记忆(LSTM)以来。

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