In health and social sciences, it is critically important to identify subgroups of the study population where a treatment has notable heterogeneity in the causal effects with respect to the average treatment effect. Data-driven discovery of heterogeneous treatment effects (HTE) via decision tree methods has been proposed for this task. Despite its high interpretability, the single-tree discovery of HTE tends to be highly unstable and to find an oversimplified representation of treatment heterogeneity. To accommodate these shortcomings, we propose Causal Rule Ensemble (CRE), a new method to discover heterogeneous subgroups through an ensemble-of-trees approach. CRE has the following features: 1) provides an interpretable representation of the HTE; 2) allows extensive exploration of complex heterogeneity patterns; and 3) guarantees high stability in the discovery. The discovered subgroups are defined in terms of interpretable decision rules, and we develop a general two-stage approach for subgroup-specific conditional causal effects estimation, providing theoretical guarantees. Via simulations, we show that the CRE method has a strong discovery ability and a competitive estimation performance when compared to state-of-the-art techniques. Finally, we apply CRE to discover subgroups most vulnerable to the effects of exposure to air pollution on mortality for 35.3 million Medicare beneficiaries across the contiguous U.S.


翻译:在健康和社会科学中,识别研究人群中处理效应相对于平均处理效应具有显著异质性的子组至关重要。基于决策树方法的数据驱动异质性处理效应(HTE)发现已被提出用于此任务。尽管单树HTE发现具有高可解释性,但往往高度不稳定且发现的处理异质性表示过于简化。为解决这些不足,我们提出因果规则集成(CRE),一种通过树集成方法发现异质性子组的新方法。CRE具有以下特点:1)提供HTE的可解释表示;2)允许对复杂异质性模式进行广泛探索;3)保证发现的高度稳定性。所发现的子组由可解释的决策规则定义,我们开发了通用的两阶段方法用于子组特异性条件因果效应估计,并提供了理论保证。通过模拟实验,我们表明CRE方法相比现有技术具有强大的发现能力和有竞争力的估计性能。最后,我们将CRE应用于识别美国本土3530万医疗保险受益人中暴露于空气污染对死亡率影响最脆弱子组的发现。

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
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
54+阅读 · 2020年11月3日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8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
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 · 2012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 · 2012年12月31日
Arxiv
20+阅读 · 2022年10月10日
Arxiv
20+阅读 · 2018年10月25日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
0+阅读 · 今天15:45
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:37
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:27
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
9+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
11+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13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
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
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
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 · 2012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 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员