2605.10551
2026-05-12
cs.LG
It's All Connected: Topology-Aware Structural Graph Encoding Improves Performance on Polymer Prediction
H. Ibrahim Erdogan, Punith Raviswamy, Nikita Agrawal, Yannik Köster, Stefan Zechel, Ulrich S. Schubert, Ruben Mayer, Christopher Kuenneth
发表机构
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Faculty of Engineering Science, University of Bayreuth, Germany(拜罗伊特大学工程科学学院)
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Faculty of Mathematics, Physics & Computer Science, University of Bayreuth, Germany(拜罗伊特大学数学、物理与计算机科学学院)
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Laboratory of Organic and Macromolecular Chemistry (IOMC), Friedrich Schiller University Jena, Germany(耶拿弗里德里希·施莱尔大学有机与大分子化学实验室)
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Jena Center for Soft Matter (JCSM), Friedrich Schiller University Jena, Germany(耶拿软物质中心(JCSM))
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Helmholtz Institute for Polymers in Energy Applications Jena (HIPOLE Jena), Germany(耶拿聚合物能源应用研究所(HIPOLE 耶拿))
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Helmholtz Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH (HZB), Germany(柏林材料与能源研究中心(HZB))
AI总结
该研究针对聚合物性质预测中图神经网络(GNN)面临的数据稀缺和结构复杂性问题,提出了一种基于分子质量分布的拓扑感知图构建方法,直接编码聚合物链尺度的结构信息。通过结合丰富的化学特征描述符和自监督预训练策略,该方法在仅有381个聚合物样本的数据集上显著提升了预测性能,相比传统重复单元图方法,其均方根误差降低了5.1%。实验表明,图构建方式与预训练策略的结合是性能提升的关键,且方法适用于多种GNN架构。