論文の概要: Causal Knowledge Transfer from Task Affinity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.00380v1
- Date: Sat, 1 Oct 2022 21:36:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-04 14:32:27.578435
- Title: Causal Knowledge Transfer from Task Affinity
- Title(参考訳): タスク親和性からの因果的知識伝達
- Authors: Ahmed Aloui, Juncheng Dong, Cat P. Le, Vahid Tarokh
- Abstract要約: 本研究では,従来の実験から限られたデータしか利用できない新たなシナリオへの因果的知識の移行について検討する。
数値的な結果から, 因果知識の伝達により, スクラッチからのトレーニングと比較して, 必要なデータ量を最大95%削減できることがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 26.641151407806458
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Recent developments in deep representation models through counterfactual
balancing have led to a promising framework for estimating Individual Treatment
Effects (ITEs) that are essential to causal inference in the Neyman-Rubin
potential outcomes framework. While Randomized Control Trials are vital to
understanding causal effects, they are sometimes infeasible, costly, or
unethical to conduct. Motivated by these potential obstacles to data
acquisition, we focus on transferring the causal knowledge acquired in prior
experiments to new scenarios for which only limited data is available. To this
end, we first observe that the absolute values of ITEs are invariant under the
action of the symmetric group on the labels of treatments. Given this
invariance, we propose a symmetrized task distance for calculating the
similarity of a target scenario with those encountered before. The
aforementioned task distance is then used to transfer causal knowledge from the
closest of all the available previously learned tasks to the target scenario.
We provide upper bounds on the counterfactual loss and ITE error of the target
task indicating the transferability of causal knowledge. Empirical studies are
provided for various real-world, semi-synthetic, and synthetic datasets
demonstrating that the proposed symmetrized task distance is strongly related
to the estimation of the counterfactual loss. Numerical results indicate that
transferring causal knowledge reduces the amount of required data by up to 95%
when compared to training from scratch. These results reveal the promise of our
method when applied to important albeit challenging real-world scenarios such
as transferring the knowledge of treatment effects (e.g., medicine, social
policy, personal training, etc.) studied on a population to other groups absent
in the study.
- Abstract(参考訳): 反事実的バランスによる深層表現モデルの最近の発展は、ニーマン・ルービンポテンシャルフレームワークにおける因果推論に不可欠な個々の治療効果(ites)を推定するための有望な枠組みにつながった。
ランダム化制御試験は因果効果を理解するのに不可欠であるが、実行に不利、費用がかかる、非倫理的な場合もある。
このようなデータ取得の潜在的な障害に動機づけられて,先行実験で得られた因果知識を,限られたデータのみ利用可能な新たなシナリオに移行することに注力する。
この目的のために、我々はまず、ITEの絶対値が、治療のラベル上の対称群の作用の下で不変であることを観察する。
この不変性から,対象シナリオと先行するシナリオの類似性を計算するための対称性付きタスク距離を提案する。
上記のタスク距離は、予め学習された全てのタスクの最も近い部分から目的のシナリオに因果的知識を転送するために使用される。
因果知識の伝達可能性を示す対象タスクの非事実的損失と ite エラーの上限を提供する。
種々の実世界, 半合成, 合成データセットに対して実証的研究を行い, 提案した対称性付きタスク距離が, 対物損失の推定と強く関連していることを示す。
数値的な結果から, 因果知識の伝達により, スクラッチからのトレーニングと比較して, 必要なデータ量を最大95%削減できることがわかった。
これらの結果から, 治療効果の知識(医学, 社会政策, パーソナルトレーニングなど)を, 研究に欠場した他のグループに移管するなど, 現実のシナリオに挑戦しつつも, 本手法が適用できる可能性が示唆された。
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