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Feature selection for high-dimensional neural network potentials with the adaptive group lasso

Sandberg, Johannes und Voigtmann, Thomas und Devijver, Emilie und Jakse, Noel (2024) Feature selection for high-dimensional neural network potentials with the adaptive group lasso. Machine Learning: Science and Technology, 5, 025043. Institute of Physics Publishing. doi: 10.1088/2632-2153/ad450e. ISSN 2632-2153.

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Kurzfassung

Neural network potentials are a powerful tool for atomistic simulations, allowing to accurately reproduce ab initio potential energy surfaces with computational performance approaching classical force fields. A central component of such potentials is the transformation of atomic positions into a set of atomic features in a most efficient and informative way. In this work, a feature selection method is introduced for high dimensional neural network potentials, based on the adaptive group lasso (AGL) approach. It is shown that the use of an embedded method, taking into account the interplay between features and their action in the estimator, is necessary to optimize the number of features. The method's efficiency is tested on three different monoatomic systems, including Lennard–Jones as a simple test case, Aluminium as a system characterized by predominantly radial interactions, and Boron as representative of a system with strongly directional components in the interactions. The AGL is compared with unsupervised filter methods and found to perform consistently better in reducing the number of features needed to reproduce the reference simulation data at a similar level of accuracy as the starting feature set. In particular, our results show the importance of taking into account model predictions in feature selection for interatomic potentials.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205208/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Feature selection for high-dimensional neural network potentials with the adaptive group lasso
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sandberg, Johannesjohannes.sandberg (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voigtmann, ThomasThomas.Voigtmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Devijver, EmilieUniversité Grenoble-AlpesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jakse, NoelUniversité Grenoble-AlpesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:Machine Learning: Science and Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:5
DOI:10.1088/2632-2153/ad450e
Seitenbereich:025043
Verlag:Institute of Physics Publishing
ISSN:2632-2153
Status:veröffentlicht
Stichwörter:machine learning; neural networks; molecular dynamics simulations; feature selection; adaptive group lasso
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Materialdesign und neue Materialien
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Materialphysik im Weltraum
Hinterlegt von: Voigtmann, Dr.rer.nat. Thomas
Hinterlegt am:15 Jul 2024 10:35
Letzte Änderung:15 Jul 2024 10:35

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