Online reinforcement learning and other adaptive sampling algorithms are increasingly used in digital intervention experiments to optimize treatment delivery for users over time. In this work, we focus on longitudinal user data collected by a large class of adaptive sampling algorithms that are designed to optimize treatment decisions online using accruing data from multiple users. Combining or "pooling" data across users allows adaptive sampling algorithms to potentially learn faster. However, by pooling, these algorithms induce dependence between the sampled user data trajectories; we show that this can cause standard variance estimators for i.i.d. data to underestimate the true variance of common estimators on this data type. We develop novel methods to perform a variety of statistical analyses on such adaptively sampled data via Z-estimation. Specifically, we introduce the \textit{adaptive} sandwich variance estimator, a corrected sandwich estimator that leads to consistent variance estimates under adaptive sampling. Additionally, to prove our results we develop novel theoretical tools for empirical processes on non-i.i.d., adaptively sampled longitudinal data which may be of independent interest. This work is motivated by our efforts in designing experiments in which online reinforcement learning algorithms optimize treatment decisions, yet statistical inference is essential for conducting analyses after experiments conclude.


翻译:在线强化学习及其他自适应采样算法在数字干预实验中广泛应用,以随时间推移优化对用户的治疗方案。本研究聚焦于一大类自适应采样算法所收集的纵向用户数据——这些算法旨在通过整合多用户的累积数据,在线优化治疗决策。跨用户数据合并(或"池化")有助于算法更快学习。然而,合并数据会导致算法诱使用户数据轨迹间产生依赖性;我们证明,这种依赖性可能使适用于独立同分布数据的标准方差估计器低估此类数据中常见估计量的真实方差。我们提出新颖方法,通过Z-估计对这类自适应采样数据进行多种统计分析。具体而言,我们引入*自适应*夹层方差估计器——一种修正的夹层估计器,可在自适应采样条件下得到一致方差估计。此外,为证明我们的结果,我们开发了针对非独立同分布、自适应采样纵向数据的经验过程新理论工具,这些工具本身可能具有独立研究价值。本工作的实际动机源于我们设计实验的需求——实验中在线强化学习算法优化治疗决策,而统计推断对于实验结束后的数据分析至关重要。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!700+ppt《因果推理》课程!杜克大学Fan Li教程
专知会员服务
73+阅读 · 2022年7月11日
【ICLR2022】图神经网络复杂时间序列建模
专知会员服务
90+阅读 · 2022年4月15日
必读的7篇IJCAI 2019【图神经网络(GNN)】相关论文-Part2
专知会员服务
62+阅读 · 2020年1月10日
ICLR2023推荐系统投稿论文集锦
图与推荐
0+阅读 · 2022年11月15日
NeurlPS2022推荐系统论文集锦
机器学习与推荐算法
1+阅读 · 2022年9月26日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
NIPS 2017:贝叶斯深度学习与深度贝叶斯学习(讲义+视频)
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年12月10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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011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 · 2023年6月5日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月2日
Arxiv
23+阅读 · 2018年8月3日
VIP会员
最新内容
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
相关资讯
ICLR2023推荐系统投稿论文集锦
图与推荐
0+阅读 · 2022年11月15日
NeurlPS2022推荐系统论文集锦
机器学习与推荐算法
1+阅读 · 2022年9月26日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
19篇ICML2019论文摘录选读!
专知
28+阅读 · 2019年4月28日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
NIPS 2017:贝叶斯深度学习与深度贝叶斯学习(讲义+视频)
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年12月10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
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
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 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011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