Counterfactual inference is a powerful tool, capable of solving challenging problems in high-profile sectors. To perform counterfactual inference, one requires knowledge of the underlying causal mechanisms. However, causal mechanisms cannot be uniquely determined from observations and interventions alone. This raises the question of how to choose the causal mechanisms so that resulting counterfactual inference is trustworthy in a given domain. This question has been addressed in causal models with binary variables, but the case of categorical variables remains unanswered. We address this challenge by introducing for causal models with categorical variables the notion of counterfactual ordering, a principle that posits desirable properties causal mechanisms should posses, and prove that it is equivalent to specific functional constraints on the causal mechanisms. To learn causal mechanisms satisfying these constraints, and perform counterfactual inference with them, we introduce deep twin networks. These are deep neural networks that, when trained, are capable of twin network counterfactual inference -- an alternative to the abduction, action, & prediction method. We empirically test our approach on diverse real-world and semi-synthetic data from medicine, epidemiology, and finance, reporting accurate estimation of counterfactual probabilities while demonstrating the issues that arise with counterfactual reasoning when counterfactual ordering is not enforced.


翻译:反事实推论是一个强有力的工具,它能够解决高知名度部门的挑战性问题。为了进行反事实推论,人们需要了解内在因果关系机制。然而,因果机制不能单凭观察和干预而独有地决定。这提出了如何选择因果机制的问题,从而导致的反事实推论在特定领域是可信的。这个问题已在因果模型中用二元变量加以解决,但绝对变量的案例仍然得不到解答。我们通过引入具有绝对变量的因果模型来应对这一挑战,即反事实命令概念,该原则规定适当的因果机制应占有,并证明它等同于对因果机制的具体功能限制。为了了解满足这些限制的因果机制,并与它们进行反事实推论,我们引入了深厚的双向网络网络。这些深层的神经网络在经过培训后,能够产生双网络反事实推论 -- -- 绑架、行动、和预测方法的替代办法。我们从经验上测试了我们对于不同现实世界和半合成的医学、流行病学和融资数据所采用的方法的方法,并证明它等同于对因果关系机制的具体功能限制。为了了解满足这些制约性机制,而报告反事实推论的准确的估计。

0
下载
关闭预览

相关内容

Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月7日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员