論文の概要: Ripple: Concept-Based Interpretation for Raw Time Series Models in Education

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.01133v3
• Date: Tue, 13 Dec 2022 18:12:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-19 12:48:26.668560
• Title: Ripple: Concept-Based Interpretation for Raw Time Series Models in Education
• Title（参考訳）: Ripple:教育における生年数モデルの概念的解釈
• Authors: Mohammad Asadi, Vinitra Swamy, Jibril Frej, Julien Vignoud, Mirko Marras, Tanja K\"aser
• Abstract要約: 時系列は、教育予測タスクにおいて最も一般的な入力データである。 本稿では,グラフニューラルネットワークを用いた不規則な多変量時系列モデリングを用いて,同等あるいはより良い精度を実現する手法を提案する。 教育領域におけるこれらの進歩を分析し,早期学生のパフォーマンス予測の課題に対処する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.374524134699487
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Time series is the most prevalent form of input data for educational prediction tasks. The vast majority of research using time series data focuses on hand-crafted features, designed by experts for predictive performance and interpretability. However, extracting these features is labor-intensive for humans and computers. In this paper, we propose an approach that utilizes irregular multivariate time series modeling with graph neural networks to achieve comparable or better accuracy with raw time series clickstreams in comparison to hand-crafted features. Furthermore, we extend concept activation vectors for interpretability in raw time series models. We analyze these advances in the education domain, addressing the task of early student performance prediction for downstream targeted interventions and instructional support. Our experimental analysis on 23 MOOCs with millions of combined interactions over six behavioral dimensions show that models designed with our approach can (i) beat state-of-the-art educational time series baselines with no feature extraction and (ii) provide interpretable insights for personalized interventions. Source code: https://github.com/epfl-ml4ed/ripple/.
• Abstract（参考訳）: 時系列は、教育予測タスクにおける最も一般的な入力データ形式である。 時系列データを用いた研究の大半は、予測性能と解釈可能性のために専門家が設計した手作りの特徴に焦点を当てている。 しかし、これらの特徴の抽出は人間やコンピュータにとって労働集約的である。 本稿では,グラフニューラルネットワークを用いた不規則な多変量時系列モデリングを用いて,手作りの特徴と比較して,生の時系列クリックストリームと同等あるいは優れた精度を実現する手法を提案する。 さらに, 生の時系列モデルにおいて概念活性化ベクトルを解釈可能性として拡張する。 学習領域におけるこれらの進歩を分析し,下流の介入と指導支援に対する学生の早期成績予測の課題に対処した。 6つの行動次元上の数百万の相互作用を持つ23のMOOCに関する実験分析は、我々のアプローチで設計したモデルが可能であることを示している。 (i)特徴抽出を行わず、最先端の教育時系列ベースラインを破る (二)パーソナライズされた介入に対する解釈可能な洞察を提供する。 ソースコード: https://github.com/epfl-ml4ed/ripple/

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