Discovering causal structures from data is a challenging inference problem of fundamental importance in all areas of science. The appealing scaling properties of neural networks have recently led to a surge of interest in differentiable neural network-based methods for learning causal structures from data. So far differentiable causal discovery has focused on static datasets of observational or interventional origin. In this work, we introduce an active intervention-targeting mechanism which enables a quick identification of the underlying causal structure of the data-generating process. Our method significantly reduces the required number of interactions compared with random intervention targeting and is applicable for both discrete and continuous optimization formulations of learning the underlying directed acyclic graph (DAG) from data. We examine the proposed method across a wide range of settings and demonstrate superior performance on multiple benchmarks from simulated to real-world data.


翻译:从数据中发现因果结构是一个具有挑战性的推论问题,在所有科学领域都具有根本重要性。神经网络的吸引力缩放特性最近导致对从数据中学习因果结构的不同神经网络方法的兴趣激增。到目前为止,可区别的因果发现侧重于观测或干预源的静态数据集。在这项工作中,我们引入了一种积极的干预定位机制,能够快速识别数据生成过程的内在因果结构。我们的方法与随机干预目标相比,大大减少了所需的互动次数,并适用于从数据中学习基本定向循环图(DAG)的离散和连续优化配方。我们研究了各种环境中的拟议方法,并展示了从模拟数据到现实世界数据等多个基准的优异性表现。

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