Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:2509.00090

帮助 | 高级搜索

物理学 > 化学物理

arXiv:2509.00090 (physics)
[提交于 2025年8月27日 ]

标题: 作为探针的迁移:掺杂材料中专业与通用机器学习力场的可推广基准框架

标题: Migration as a Probe: A Generalizable Benchmark Framework for Specialist vs. Generalist Machine-Learned Force Fields in Doped Materials

Authors:Yi Cao, Paulette Clancy
摘要: 机器学习力场(MLFFs),特别是预训练的基础模型,有望将从头算级别的准确性带入分子动力学的长度和时间尺度。 然而,这种转变引发了一个核心问题:是应该从零开始构建专用模型,还是适应一个通用的基础模型以适用于特定系统? 在数据效率、预测准确性和分布外(OOD)失败风险方面的权衡仍然不明确。 在这里,我们提出一个基准框架,在一个技术相关的二维材料测试案例中对比定制(从零开始)和微调的基础模型,即Cr插层的Sb2Te3,使用MACE架构。 我们的框架采用迁移路径,通过非弹性带(NEB)轨迹进行评估,作为诊断探针,测试插值和外推。 我们评估了平衡、动力学(原子迁移)和力学(层间滑动)任务的准确性。 虽然所有模型都能捕捉平衡结构,但对非平衡过程的预测出现分歧。 与从零开始和零样本模型相比,任务特定的微调显著提高了动力学准确性,但可能损害对长程物理的学习表示。 内部表示的分析表明,训练范式产生不同的、不重叠的系统物理潜在编码。 这项工作为MLFF开发提供了实用指南,强调基于迁移的探针作为高效的诊断工具,并提出了迈向不确定性感知主动学习策略的途径。
摘要: Machine-learned force fields (MLFFs), particularly pre-trained foundation models, promise to bring ab initio-level accuracy to the length and time scales of molecular dynamics. Yet this shift raises a central question: is it better to build a specialist model from scratch or adapt a generalist foundation model for a specific system? The trade-offs in data efficiency, predictive accuracy, and risks of out-of-distribution (OOD) failure remain unclear. Here, we present a benchmarking framework that contrasts bespoke (from scratch) and fine-tuned foundation models in a test case of a technologically relevant 2D material, Cr-intercalated Sb2Te3, using the MACE architecture. Our framework employs migration pathways, evaluated through nudged elastic band (NEB) trajectories, as a diagnostic probe that tests both interpolation and extrapolation. We assess accuracy for equilibrium, kinetic (atomic migration), and mechanical (interlayer sliding) tasks. While all models capture equilibrium structures, predictions for non-equilibrium processes diverge. Task-specific fine-tuning substantially improves kinetic accuracy compared with both from-scratch and zero-shot models, but can degrade learned representations of long-range physics. Analysis of internal representations shows that training paradigms yield distinct, non-overlapping latent encodings of system physics. This work offers a practical guide for MLFF development, highlights migration-based probes as efficient diagnostics, and suggests pathways toward uncertainty-aware active learning strategies.
主题: 化学物理 (physics.chem-ph) ; 材料科学 (cond-mat.mtrl-sci); 机器学习 (cs.LG); 计算物理 (physics.comp-ph)
引用方式: arXiv:2509.00090 [physics.chem-ph]
  (或者 arXiv:2509.00090v1 [physics.chem-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2509.00090
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Yi Cao [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 8 月 27 日 13:24:41 UTC (6,928 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
physics.chem-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-09
切换浏览方式为:
cond-mat
cond-mat.mtrl-sci
cs
cs.LG
physics
physics.comp-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号