Estimating causal quantities from observational data is crucial for understanding the safety and effectiveness of medical treatments. However, to make reliable inferences, medical practitioners require not only estimating averaged causal quantities, such as the conditional average treatment effect, but also understanding the randomness of the treatment effect as a random variable. This randomness is referred to as aleatoric uncertainty and is necessary for understanding the probability of benefit from treatment or quantiles of the treatment effect. Yet, the aleatoric uncertainty of the treatment effect has received surprisingly little attention in the causal machine learning community. To fill this gap, we aim to quantify the aleatoric uncertainty of the treatment effect at the covariate-conditional level, namely, the conditional distribution of the treatment effect (CDTE). Unlike average causal quantities, the CDTE is not point identifiable without strong additional assumptions. As a remedy, we employ partial identification to obtain sharp bounds on the CDTE and thereby quantify the aleatoric uncertainty of the treatment effect. We then develop a novel, orthogonal learner for the bounds on the CDTE, which we call AU-learner. We further show that our AU-learner has several strengths in that it satisfies Neyman-orthogonality and, thus, quasi-oracle efficiency. Finally, we propose a fully-parametric deep learning instantiation of our AU-learner.


翻译:从观测数据中估计因果量对于理解医疗治疗的安全性和有效性至关重要。然而,为了做出可靠的推断,医疗从业者不仅需要估计平均因果量(如条件平均处理效应),还需要理解作为随机变量的治疗效应的随机性。这种随机性被称为偶然不确定性,对于理解治疗获益的概率或治疗效应的分位数是必要的。然而,治疗效应的偶然不确定性在因果机器学习社区中受到的关注出奇地少。为了填补这一空白,我们旨在量化协变量条件水平下治疗效应的偶然不确定性,即治疗效应的条件分布。与平均因果量不同,在没有强额外假设的情况下,治疗效应的条件分布不是点可识别的。作为补救措施,我们采用部分识别来获得治疗效应条件分布的尖锐界限,从而量化治疗效应的偶然不确定性。然后,我们为治疗效应条件分布的界限开发了一种新颖的正交学习器,我们称之为AU学习器。我们进一步证明,我们的AU学习器具有若干优势,即它满足Neyman正交性,从而具有拟预言效率。最后,我们提出了AU学习器的一个完全参数化的深度学习实例化。

0
下载
关闭预览

相关内容

【CMU博士论文】校准不确定性量化的方法及其效用解析
专知会员服务
22+阅读 · 2025年9月1日
【斯坦福博士论文】概率机器学习中的不确定性原理
专知会员服务
27+阅读 · 2025年8月4日
基于因果推断的推荐系统去偏研究
专知会员服务
21+阅读 · 2024年11月10日
核因果模型:治疗效果、反事实、中介和代理,57页ppt
专知会员服务
30+阅读 · 2022年8月30日
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
「PPT」深度学习中的不确定性估计
专知
27+阅读 · 2019年7月20日
你的算法可靠吗? 神经网络不确定性度量
专知
40+阅读 · 2019年4月27日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016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 · 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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
《新兴技术武器化及其对全球风险的影响》
专知会员服务
8+阅读 · 4月29日
《帕兰泰尔平台介绍:信息分析平台》
专知会员服务
19+阅读 · 4月29日
智能体化世界建模:基础、能力、规律及展望
专知会员服务
11+阅读 · 4月28日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016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 · 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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员