From climate teleconnections to gene regulation, modern time-series datasets encompass tens or hundreds of interacting variables, making causal discovery increasingly challenging. Constraint-based methods offer statistical rigor but their nonlinear CI tests are infeasible at scale, while score-based alternatives avoid CI testing but require arbitrary thresholds to binarize continuous edge scores. We propose GRACE ($\textbf{G}$ated $\textbf{R}$efinement for $\textbf{A}$ccurate $\textbf{C}$ausal $\textbf{E}$dge discovery), which refines constraint-based discovery using Hard Concrete gates with $L_0$ regularization: each candidate edge has an independent gate whose values concentrate near 0 or 1, yielding a clean bimodal separation that makes the binary decision robust, unlike the narrow, overlapping score distributions produced by $L_1$ and attention-based methods. A fast linear CI skeleton provides high-recall candidates; a single gated model then prunes false positives by learning which edges genuinely improve prediction, with automatic regularization adapted to problem dimensions and skeleton density. Systematic experiments on synthetic benchmarks, spanning diverse graph topologies (scale-free, Erdős-R'enyi, small-world) and dimensionalities up to $d=100$, show that GRACE substantially improves F1 over its base CI method while maintaining high precision, and outperforms attention-based and score-based alternatives. GRACE matches or exceeds expensive nonlinear CI tests at a fraction of the cost ($75\times$ faster). On a real-world river flow dataset, where rainfall confounders, variable propagation lags, and distributional shifts violate standard assumptions, a temporal bootstrap variant of GRACE recovers 9 of 11 causal edges along the Elbe River with only 1 false positive ($F_1 = 0.86$, AUROC${} = 0.99$), reducing the skeleton's 106 false positives by 99%.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
63+阅读 · 2020年3月4日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Cassandra 在时空数据上的探索
DataFunTalk
12+阅读 · 2020年1月9日
Elasticsearch地理信息存储及查询之Geo_Point
Analysys易观
13+阅读 · 2018年12月29日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
H-Nets:让CNN的旋转等变性更加稳定
论智
12+阅读 · 2018年4月18日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月22日
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
8+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
14+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
10+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
10+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
专知会员服务
63+阅读 · 2020年3月4日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
Cassandra 在时空数据上的探索
DataFunTalk
12+阅读 · 2020年1月9日
Elasticsearch地理信息存储及查询之Geo_Point
Analysys易观
13+阅读 · 2018年12月29日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
H-Nets:让CNN的旋转等变性更加稳定
论智
12+阅读 · 2018年4月18日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员