Robustness of decision rules to shifts in the data-generating process is crucial to the successful deployment of decision-making systems. Such shifts can be viewed as interventions on a causal graph, which capture (possibly hypothetical) changes in the data-generating process, whether due to natural reasons or by the action of an adversary. We consider causal Bayesian networks and formally define the interventional robustness problem, a novel model-based notion of robustness for decision functions that measures worst-case performance with respect to a set of interventions that denote changes to parameters and/or causal influences. By relying on a tractable representation of Bayesian networks as arithmetic circuits, we provide efficient algorithms for computing guaranteed upper and lower bounds on the interventional robustness probabilities. Experimental results demonstrate that the methods yield useful and interpretable bounds for a range of practical networks, paving the way towards provably causally robust decision-making systems.


翻译:对于成功部署决策系统而言,决策规则在改变数据生成过程中的稳健性至关重要,这种转变可被视为因果图表上的干预,该图表记录了数据生成过程中的(可能是假设的)变化,无论是自然原因还是敌对方的行为。我们考虑了因果贝叶斯网络,正式界定了干预稳健性问题,这是一个基于新颖模式的决策功能稳健性概念,用以衡量一套代表参数和/或因果影响变化的干预措施的最坏情况。我们依靠巴伊西亚网络作为算术电路的可移动代表,提供了高效的算法,用于计算干预稳健性概率的保障上限和下限。实验结果表明,这些方法为一系列实际网络提供了有用和可解释的界限,为建立可被证实的因果稳健决策系统铺平了道路。

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