We study two problems related to recovering causal graphs from interventional data: (i) $\textit{verification}$, where the task is to check if a purported causal graph is correct, and (ii) $\textit{search}$, where the task is to recover the correct causal graph. For both, we wish to minimize the number of interventions performed. For the first problem, we give a characterization of a minimal sized set of atomic interventions that is necessary and sufficient to check the correctness of a claimed causal graph. Our characterization uses the notion of $\textit{covered edges}$, which enables us to obtain simple proofs and also easily reason about earlier results. We also generalize our results to the settings of bounded size interventions and node-dependent interventional costs. For all the above settings, we provide the first known provable algorithms for efficiently computing (near)-optimal verifying sets on general graphs. For the second problem, we give a simple adaptive algorithm based on graph separators that produces an atomic intervention set which fully orients any essential graph while using $\mathcal{O}(\log n)$ times the optimal number of interventions needed to $\textit{verify}$ (verifying size) the underlying DAG on $n$ vertices. This approximation is tight as $\textit{any}$ search algorithm on an essential line graph has worst case approximation ratio of $\Omega(\log n)$ with respect to the verifying size. With bounded size interventions, each of size $\leq k$, our algorithm gives an $\mathcal{O}(\log n \cdot \log \log k)$ factor approximation. Our result is the first known algorithm that gives a non-trivial approximation guarantee to the verifying size on general unweighted graphs and with bounded size interventions.


翻译:我们研究与从干预数据中恢复因果图有关的两个问题:(一) ${textit{verificate}$, 任务在于检查名义因果图是否正确, 以及(二) $\ textit{search}$, 任务是恢复正确的因果图。 对于两者, 我们都希望尽量减少所执行的干预数量。 对于第一个问题, 我们给出一个最小规模的原子干预措施的定性, 这对于检查索赔的因果图是否正确是必要的。 我们的定性使用了 $textit{ 覆盖的边缘} 概念, 使我们能够获得简单的证据, 并且很容易地解释早期结果。 我们还把我们的结果概括到受约束的因果因子大小和无因果因子的因子 。 我们的直径因子大小和直径调的因直径解算法 。

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