Descargar equiformer pytorch - Descarga del código fuente equiformer pytorch

Equiformador - Pytorch (wip)

Implementación de Equiformer, red de atención equivariante SE3/E3 que llega al nuevo SOTA, y adoptada para su uso por EquiFold (Prescient Design) para el plegamiento de proteínas.

El diseño de esto parece basarse en SE3 Transformers, con la atención del producto punto reemplazada por Atención MLP y mensaje no lineal que pasa desde GATv2. También crea un producto tensor en profundidad para un poco más de eficiencia. Si cree que estoy equivocado, no dude en enviarme un correo electrónico.

Actualización: ¡Ha habido un nuevo desarrollo que hace que escalar el número de grados para redes equivariantes SE3 sea dramáticamente mejor! Este artículo señaló por primera vez que al alinear las representaciones a lo largo del eje z (o del eje y según alguna otra convención), los armónicos esféricos se vuelven escasos. Esto elimina la dimensión m _f de la ecuación. Un artículo de seguimiento de Passaro et al. Observó que la matriz de Clebsch Gordon también se ha vuelto escasa, lo que lleva a la eliminación de m _i y l _f . También hicieron la conexión de que el problema se redujo de SO(3) a SO(2) después de alinear las repeticiones en un eje. Equiformer v2 (repositorio oficial) aprovecha esto en un marco similar a un transformador para alcanzar una nueva SOTA.

Definitivamente pondré más trabajo/exploración en esto. Por ahora, he incorporado los trucos de los dos primeros artículos para Equiformer v1, excepto para la conversión completa a SO(2).

Actualización 2: Parece haber un nuevo SOTA sin ninguna interacción entre representantes de mayor grado (en otras palabras, todos los productos tensoriales/matemáticas de Clebsch Gordan desaparecen). GotenNet, que parece ser una interpretación transformadora de HEGNN

Instalar

$ pip install equiformer-pytorch

Uso

 import torch
from equiformer_pytorch import Equiformer

model = Equiformer (
    num_tokens = 24 ,
    dim = ( 4 , 4 , 2 ),               # dimensions per type, ascending, length must match number of degrees (num_degrees)
    dim_head = ( 4 , 4 , 4 ),          # dimension per attention head
    heads = ( 2 , 2 , 2 ),             # number of attention heads
    num_linear_attn_heads = 0 ,     # number of global linear attention heads, can see all the neighbors
    num_degrees = 3 ,               # number of degrees
    depth = 4 ,                     # depth of equivariant transformer
    attend_self = True ,            # attending to self or not
    reduce_dim_out = True ,         # whether to reduce out to dimension of 1, say for predicting new coordinates for type 1 features
    l2_dist_attention = False      # set to False to try out MLP attention
). cuda ()

feats = torch . randint ( 0 , 24 , ( 1 , 128 )). cuda ()
coors = torch . randn ( 1 , 128 , 3 ). cuda ()
mask  = torch . ones ( 1 , 128 ). bool (). cuda ()

out = model ( feats , coors , mask ) # (1, 128)

out . type0 # invariant type 0    - (1, 128)
out . type1 # equivariant type 1  - (1, 128, 3)

Este repositorio también incluye una forma de desacoplar el uso de la memoria de la profundidad mediante redes reversibles. En otras palabras, si aumenta la profundidad, el costo de la memoria se mantendrá constante cuando se use un bloque transformador equiformador (atención y retroalimentación).

 import torch
from equiformer_pytorch import Equiformer

model = Equiformer (
    num_tokens = 24 ,
    dim = ( 4 , 4 , 2 ),
    dim_head = ( 4 , 4 , 4 ),
    heads = ( 2 , 2 , 2 ),
    num_degrees = 3 ,
    depth = 48 ,          # depth of 48 - just to show that it runs - in reality, seems to be quite unstable at higher depths, so architecture stil needs more work
    reversible = True ,   # just set this to True to use https://arxiv.org/abs/1707.04585
). cuda ()

feats = torch . randint ( 0 , 24 , ( 1 , 128 )). cuda ()
coors = torch . randn ( 1 , 128 , 3 ). cuda ()
mask  = torch . ones ( 1 , 128 ). bool (). cuda ()

out = model ( feats , coors , mask )

out . type0 . sum (). backward ()

Bordes

con bordes, ej. enlaces atómicos

 import torch
from equiformer_pytorch import Equiformer

model = Equiformer (
    num_tokens = 28 ,
    dim = 64 ,
    num_edge_tokens = 4 ,       # number of edge type, say 4 bond types
    edge_dim = 16 ,             # dimension of edge embedding
    depth = 2 ,
    input_degrees = 1 ,
    num_degrees = 3 ,
    reduce_dim_out = True
)

atoms = torch . randint ( 0 , 28 , ( 2 , 32 ))
bonds = torch . randint ( 0 , 4 , ( 2 , 32 , 32 ))
coors = torch . randn ( 2 , 32 , 3 )
mask  = torch . ones ( 2 , 32 ). bool ()

out = model ( atoms , coors , mask , edges = bonds )

out . type0 # (2, 32)
out . type1 # (2, 32, 3)

con matriz de adyacencia

 import torch
from equiformer_pytorch import Equiformer

model = Equiformer (
    dim = 32 ,
    heads = 8 ,
    depth = 1 ,
    dim_head = 64 ,
    num_degrees = 2 ,
    valid_radius = 10 ,
    reduce_dim_out = True ,
    attend_sparse_neighbors = True ,  # this must be set to true, in which case it will assert that you pass in the adjacency matrix
    num_neighbors = 0 ,               # if you set this to 0, it will only consider the connected neighbors as defined by the adjacency matrix. but if you set a value greater than 0, it will continue to fetch the closest points up to this many, excluding the ones already specified by the adjacency matrix
    num_adj_degrees_embed = 2 ,       # this will derive the second degree connections and embed it correctly
    max_sparse_neighbors = 8         # you can cap the number of neighbors, sampled from within your sparse set of neighbors as defined by the adjacency matrix, if specified
)

feats = torch . randn ( 1 , 128 , 32 )
coors = torch . randn ( 1 , 128 , 3 )
mask  = torch . ones ( 1 , 128 ). bool ()

# placeholder adjacency matrix
# naively assuming the sequence is one long chain (128, 128)

i = torch . arange ( 128 )
adj_mat = ( i [:, None ] <= ( i [ None , :] + 1 )) & ( i [:, None ] >= ( i [ None , :] - 1 ))

out = model ( feats , coors , mask , adj_mat = adj_mat )

out . type0 # (1, 128)
out . type1 # (1, 128, 3)

Apreciación

StabilityAI por el generoso patrocinio, así como a mis otros patrocinadores.

Pruebas

Pruebas de equivarianza, etc.

$ python setup.py test

Ejemplo

Primero instale sidechainnet

$ pip install sidechainnet

Luego ejecute la tarea de eliminación de ruido de la columna vertebral de proteínas.

$ python denoise.py

Hacer

Citas

 @article { Liao2022EquiformerEG ,
    title   = { Equiformer: Equivariant Graph Attention Transformer for 3D Atomistic Graphs } ,
    author  = { Yi Liao and Tess E. Smidt } ,
    journal = { ArXiv } ,
    year    = { 2022 } ,
    volume  = { abs/2206.11990 }
}

 @article { Lee2022.10.07.511322 ,
    author  = { Lee, Jae Hyeon and Yadollahpour, Payman and Watkins, Andrew and Frey, Nathan C. and Leaver-Fay, Andrew and Ra, Stephen and Cho, Kyunghyun and Gligorijevic, Vladimir and Regev, Aviv and Bonneau, Richard } ,
    title   = { EquiFold: Protein Structure Prediction with a Novel Coarse-Grained Structure Representation } ,
    elocation-id = { 2022.10.07.511322 } ,
    year    = { 2022 } ,
    doi     = { 10.1101/2022.10.07.511322 } ,
    publisher = { Cold Spring Harbor Laboratory } ,
    URL     = { https://www.biorxiv.org/content/early/2022/10/08/2022.10.07.511322 } ,
    eprint  = { https://www.biorxiv.org/content/early/2022/10/08/2022.10.07.511322.full.pdf } ,
    journal = { bioRxiv }
}

 @article { Shazeer2019FastTD ,
    title   = { Fast Transformer Decoding: One Write-Head is All You Need } ,
    author  = { Noam M. Shazeer } ,
    journal = { ArXiv } ,
    year    = { 2019 } ,
    volume  = { abs/1911.02150 }
}

 @misc { ding2021cogview ,
    title   = { CogView: Mastering Text-to-Image Generation via Transformers } ,
    author  = { Ming Ding and Zhuoyi Yang and Wenyi Hong and Wendi Zheng and Chang Zhou and Da Yin and Junyang Lin and Xu Zou and Zhou Shao and Hongxia Yang and Jie Tang } ,
    year    = { 2021 } ,
    eprint  = { 2105.13290 } ,
    archivePrefix = { arXiv } ,
    primaryClass = { cs.CV }
}

 @inproceedings { Kim2020TheLC ,
    title   = { The Lipschitz Constant of Self-Attention } ,
    author  = { Hyunjik Kim and George Papamakarios and Andriy Mnih } ,
    booktitle = { International Conference on Machine Learning } ,
    year    = { 2020 }
}

 @article { Zitnick2022SphericalCF ,
    title   = { Spherical Channels for Modeling Atomic Interactions } ,
    author  = { C. Lawrence Zitnick and Abhishek Das and Adeesh Kolluru and Janice Lan and Muhammed Shuaibi and Anuroop Sriram and Zachary W. Ulissi and Brandon C. Wood } ,
    journal = { ArXiv } ,
    year    = { 2022 } ,
    volume  = { abs/2206.14331 }
}

 @article { Passaro2023ReducingSC ,
  title     = { Reducing SO(3) Convolutions to SO(2) for Efficient Equivariant GNNs } ,
  author    = { Saro Passaro and C. Lawrence Zitnick } ,
  journal   = { ArXiv } ,
  year      = { 2023 } ,
  volume    = { abs/2302.03655 }
}

 @inproceedings { Gomez2017TheRR ,
    title   = { The Reversible Residual Network: Backpropagation Without Storing Activations } ,
    author  = { Aidan N. Gomez and Mengye Ren and Raquel Urtasun and Roger Baker Grosse } ,
    booktitle = { NIPS } ,
    year    = { 2017 }
}

 @article { Bondarenko2023QuantizableTR ,
    title   = { Quantizable Transformers: Removing Outliers by Helping Attention Heads Do Nothing } ,
    author  = { Yelysei Bondarenko and Markus Nagel and Tijmen Blankevoort } ,
    journal = { ArXiv } ,
    year    = { 2023 } ,
    volume  = { abs/2306.12929 } ,
    url     = { https://api.semanticscholar.org/CorpusID:259224568 }
}

 @inproceedings { Arora2023ZoologyMA ,
  title   = { Zoology: Measuring and Improving Recall in Efficient Language Models } ,
  author  = { Simran Arora and Sabri Eyuboglu and Aman Timalsina and Isys Johnson and Michael Poli and James Zou and Atri Rudra and Christopher R'e } ,
  year    = { 2023 } ,
  url     = { https://api.semanticscholar.org/CorpusID:266149332 }
}