論文の概要: Pro-Active Inference
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.34681v1
- Date: Mon, 26 Oct 2026 01:19:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-27 22:27:13.66572
- Title: Pro-Active Inference
- Title(参考訳): Pro-Active推論
- Abstract要約: プロアクティベート推論の非置換式を一般化する。
固定順序のラベルスキープ決定を行う代わりに、PAIは積極的に観測を選択してラベルを付ける。
PAIの潜在的な効率向上は、準オークレ設定でバッチアクティブ推論よりも優れていると特徴付ける。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.909052889927638
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Estimating a population mean is fundamental across scientific applications, but observing every outcome can be prohibitively expensive. Often, covariates and machine learning (ML) predictions are available for the full population, even when only a small subset of outcomes can be observed. How can we leverage this information to proactively select observations to label, update ML predictions as labels arrive, and construct statistically valid confidence intervals? We develop a general, without-replacement formulation of Pro-Active Inference (PAI), extending our earlier with-replacement approach and building on Active Statistical Inference. Rather than making fixed-order label-skip decisions, PAI proactively selects which observation to label next from the remaining covariate pool while accommodating online ML updates. We establish PAI's finite-sample unbiasedness and asymptotic validity, develop an improved finite-sample variance estimator, and extend PAI to superpopulation inference without Bonferroni corrections or $α$-splitting. We characterize PAI's potential efficiency gains over Batch Active Inference in a quasi-oracle setting, highlighting the role of prediction-residual imbalance. Across eight diverse datasets, PAI achieves greater sampling efficiency than Sequential Active Inference in the vast majority of tested settings with near-nominal statistical coverage, using the same ML predictor and uncertainty score. However, comparisons with simpler baselines such as Prediction-Powered Inference and uniform sampling, as well as the closely related Prediction-Powered Active Testing, reveal when additional adaptivity helps or hurts statistical efficiency. Through interpretable, theory-motivated diagnostics and frozen-ML ablations, we investigate when and why PAI gains or loses efficiency, highlighting the initial residual-estimation problem and subsequent online learning dynamics.
- Abstract(参考訳): 人口の平均を推定することは科学的な応用において基本的なことですが、すべての結果の観察は違法にコストがかかります。
多くの場合、共変量と機械学習(ML)予測は、結果の小さなサブセットしか観察できない場合でも、全人口に対して利用可能である。
この情報を利用して、ラベルを積極的に選択し、ラベルが到着するとML予測を更新し、統計的に有効な信頼区間を構築するにはどうすればよいのか?
本稿では,PAI(Pro-Active Inference)の汎用的,非置換的定式化を開発し,それ以前の非置換的アプローチを拡張し,アクティブな統計的推論に基づく構築を行う。
固定順序のラベルスキープ決定を行う代わりに、PAIは、オンラインML更新を調整しながら、残りの共変量プールから次にラベルを付けるための観察を積極的に選択する。
我々は、PAIの有限サンプル不偏性および漸近的妥当性を確立し、改良された有限サンプル分散推定器を開発し、ボンフェロニ補正や$α$分割なしで超人口推定に拡張する。
PAIの潜在的な効率向上を準軌道設定で評価し、予測残差不均衡の役割を強調した。
8つの多様なデータセットにわたって、PAIは、ML予測器と不確実性スコアを使用して、ほぼ最小に近い統計カバレッジでテストされたほとんどのテスト環境で、Sequential Active Inferenceよりもサンプリング効率が高い。
しかしながら、予測パワー推論や一様サンプリングといった単純なベースラインや、密接に関連する予測パワーアクティブテストと比較すると、追加の適応性が統計的効率に役立つか、または損なうかが分かる。
PAIがいつ,なぜ効率を損なうのかを考察し,初期残差推定問題とその後のオンライン学習のダイナミクスを浮き彫りにした。
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