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MOF-Sleuth:面向可解释细粒度MOF CIF审计的工具落地奖励对齐

MOF-Sleuth: Tool-Grounded Reward Alignment for Explainable Fine-Grained MOF CIF Auditing

模型训练强化学习Agentic RL

摘要

大型金属有机框架(MOF)数据库经晶体学信息文件(CIF)支撑仿真、筛选与机器学习。这些输入中细微的化学与结构错误会损害下游结果并妨碍人工检查。LLM在计算化学中的进展提供了超越预测筛选、走向带证据落地解释的细粒度诊断的路径。但两个挑战仍在:(i)细粒度归因有限——MOF专用验证器与机器学习模型能规模化检测,但提供固定检查、就绪分数或粗标签,而非证据落地的解释;(ii)CIF推理不可靠——直接LLM审计昂贵且不可靠,因为化学证据隐含在原子位点记录之间,需要几何、连接性、占据率与电荷计算。两者都源于化学证据与语言模型解释之间的弱耦合。我们提出MOF-Sleuth,一个强化引导的CIF审计智能体,含两个模块:确定性的取证实验室与Sleuth推理引擎。实验室推导组分、几何、连接性、占据率、配位与电荷证据;Sleuth用这些证据产出证据落地的解释、错误类型与二元决策。奖励引导的强化学习把工具测量转为化学解释级监督:不仅奖励最终答案,还奖励引用的化学证据与证据支持的诊断。我们提出化学落地诊断(Chem-GD)指标,评估正确诊断是否由事实性、相关的CIF派生证据解释。跨四个基准,MOF-Sleuth在LLM方法与MOF专用机器学习方法中建立最先进表现,在检测、归因与落地解释质量上均见增益。

MOF-Sleuth:面向可解释细粒度MOF CIF审计的工具落地奖励对齐:论文配图
图 1:MOF 结构和 CIF 序列化。现有的机器学习方法提供的细粒度错误归因有限,而大语言模型则很难对长的、信息密集的 CIF 进行推理,而这些 CIF 的化学有效性隐含在晶胞场和原子位点行中。