Predicting how different interventions will causally affect a specific individual is important in a variety of domains such as personalized medicine, public policy, and online marketing. There are a large number of methods to predict the effect of an existing intervention based on historical data from individuals who received it. However, in many settings it is important to predict the effects of novel interventions (\emph{e.g.}, a newly invented drug), which these methods do not address. Here, we consider zero-shot causal learning: predicting the personalized effects of a novel intervention. We propose CaML, a causal meta-learning framework which formulates the personalized prediction of each intervention's effect as a task. CaML trains a single meta-model across thousands of tasks, each constructed by sampling an intervention, along with its recipients and nonrecipients. By leveraging both intervention information (\emph{e.g.}, a drug's attributes) and individual features~(\emph{e.g.}, a patient's history), CaML is able to predict the personalized effects of novel interventions that do not exist at the time of training. Experimental results on real world datasets in large-scale medical claims and cell-line perturbations demonstrate the effectiveness of our approach. Most strikingly, CaML's zero-shot predictions outperform even strong baselines trained directly on data from the test interventions.


翻译:预测不同干预措施如何因果性地影响特定个体,在个性化医疗、公共政策和在线营销等多个领域具有重要意义。目前已有大量方法基于接受干预个体的历史数据预测现有干预措施的效果。然而,在许多场景下需要预测新型干预(如新研发药物)的效果,而这正是现有方法无法解决的问题。本文提出了一种零样本因果学习框架:预测新型干预措施的个性化效果。我们提出CaML,这是一种因果元学习框架,将每种干预效果的个性化预测形式化为一个任务。CaML通过采样干预措施及其接受者与非接受者构建数千个任务,并训练单个元模型。通过同时利用干预信息(如药物属性)和个体特征(如患者病史),CaML能够预测训练阶段不存在的全新干预措施的个性化效果。在大规模医疗索赔数据和细胞系扰动数据集上的实验结果表明了该方法的有效性。最令人瞩目的是,CaML的零样本预测甚至优于直接在测试干预数据上训练的强基线方法。

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
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
97+阅读 · 2020年5月31日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
105+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Zero-Shot Learning相关资源大列表
专知
52+阅读 · 2019年1月1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
47+阅读 · 2015年12月31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
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
0+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 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月5日
Arxiv
29+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月3日
Arxiv
17+阅读 · 2021年2月15日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
Meta-Transfer Learning for Zero-Shot Super-Resolution
Arxiv
43+阅读 · 2020年2月27日
Arxiv
113+阅读 · 2020年2月5日
VIP会员
最新内容
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
2+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
19+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
专知会员服务
10+阅读 · 5月30日
相关VIP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
零样本文本分类,Zero-Shot Learning for Text Classification
专知会员服务
97+阅读 · 2020年5月31日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
105+阅读 · 2019年10月9日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月5日
Arxiv
29+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月3日
Arxiv
17+阅读 · 2021年2月15日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
Meta-Transfer Learning for Zero-Shot Super-Resolution
Arxiv
43+阅读 · 2020年2月27日
Arxiv
113+阅读 · 2020年2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
47+阅读 · 2015年12月31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
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
0+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 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员