In causal inference, it is common to estimate the causal effect of a single treatment variable on an outcome. However, practitioners may also be interested in the effect of simultaneous interventions on multiple covariates of a fixed target variable. We propose a novel method that allows to estimate the effect of joint interventions using data from different experiments in which only very few variables are manipulated. If there is only little randomized data or no randomized data at all, one can use observational data sets if certain parental sets are known or instrumental variables are available. If the joint causal effect is linear, the proposed method can be used for estimation and inference of joint causal effects, and we characterize conditions for identifiability. In the overidentified case, we indicate how to leverage all the available causal information across multiple data sets to efficiently estimate the causal effects. If the dimension of the covariate vector is large, we may only have a few samples in each data set. Under a sparsity assumption, we derive an estimator of the causal effects in this high-dimensional scenario. In addition, we show how to deal with the case where a lack of experimental constraints prevents direct estimation of the causal effects. When the joint causal effects are non-linear, we characterize conditions under which identifiability holds, and propose a non-linear causal aggregation methodology for experimental data sets similar to the gradient boosting algorithm where in each iteration we combine weak learners trained on different datasets using only unconfounded samples. We demonstrate the effectiveness of the proposed method on simulated and semi-synthetic data.


翻译:在因果推断中,通常可以估计单一处理变量对结果的因果关系。然而,从业者也可能对同时干预对固定目标变量的多重共变体的影响感兴趣。我们提出了一个新颖的方法,允许利用不同实验中的数据来估计联合干预的影响,而不同实验中只有很少的变量被操纵。如果只有很少的随机数据或根本没有随机数据,那么如果某些亲生数据集已知或存在工具变量,人们可以使用观察数据集。如果联合因果关系效应是线性的,则拟议的方法可以用来估计和推断共同因果关系效应,而我们确定可识别性的条件。在超常的案例中,我们指出如何利用多个数据集中现有的所有因果关系信息来有效估计因果关系效应。如果共变量矢量的尺寸很大,我们在每个数据集中可能只有很少的样本。根据一种紧张的假设,我们只能得出这种高维度假设中因果关系效应的估测度。此外,我们指出,在缺乏实验性制约的情况下,在不精确性情况下,我们无法直接估计各种因果关系。当我们用一种经过训练的因果关系的方法来判断我们如何处理这种结果的不精确性,在各种因果关系分析方法下,当我们用一种不精确性的方法来确定各种因果关系的因果关系。

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