Un Nuovo Metodo per la Selezione dei Candidati
Introducendo p-valori conformi pesati per una selezione efficace dei candidati in vari settori.
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Indice
In molti campi scientifici, come la scoperta di farmaci e l'istruzione, chi deve prendere decisioni spesso deve scegliere i Candidati più promettenti da un gruppo più ampio. Questo processo può comportare la selezione di candidati che sembrano probabili di produrre risultati benefici in base a determinati criteri. Tuttavia, la sfida sta nel fare queste selezioni in modo accurato, riducendo al minimo gli errori, in particolare i Falsi Positivi-situazioni in cui un candidato viene scelto per sbaglio.
La necessità di metodi di selezione efficaci aumenta quando ci sono discrepanze tra i dati usati per addestrare i modelli e i dati che si stanno valutando. Questa discrepanza è spesso chiamata "Covariate Shift". Quando ciò accade, le previsioni fatte usando modelli addestrati su un insieme di dati potrebbero non essere valide quando applicate a un altro.
Per affrontare questo problema, il nostro approccio introduce un tipo di p-value conformale ponderato. Questi p-value ci permettono di fare selezioni senza fare affidamento su assunzioni di modellazione specifiche, fornendo così un metodo privo di modelli per le inferenze. Il nostro obiettivo è consentire a chi deve prendere decisioni di selezionare candidati in modo efficace, controllando il tasso di falsi positivi.
Contesto
Molti processi in campi come la scoperta di farmaci comportano ricerche approfondite per candidati promettenti. Ad esempio, gli scienziati cercano nuovi farmaci che abbiano alte probabilità di legarsi efficacemente a obiettivi specifici. Allo stesso modo, i team di ammissione universitaria o i responsabili delle assunzioni cercano candidati con le migliori probabilità di successo.
Tipicamente, questi processi includono la raccolta di dati, la formulazione di previsioni sui risultati e la selezione di candidati basata su queste previsioni. Tuttavia, i metodi tradizionali di selezione possono presentare problemi, soprattutto quando i dati utilizzati per addestrare modelli predittivi non assomigliano ai dati su cui si stanno facendo queste previsioni-questo è il cuore del problema del covariate shift.
Definizione del Problema
Data un gruppo di candidati caratterizzati da varie caratteristiche, spesso vogliamo selezionare quelli che ci si aspetta possano produrre risultati positivi in base a criteri definiti dall'utente. Ad esempio, nei test sui farmaci, potremmo voler trovare candidati che siano probabili legarsi efficacemente a una proteina target. La sfida sta nel trovare un metodo di selezione affidabile che possa gestire le discrepanze nelle distribuzioni dei dati.
Per selezionare con successo i candidati in base ai risultati previsti limitando i falsi positivi, presentiamo un nuovo metodo basato sui p-value conformali ponderati. Questo metodo ci permette di utilizzare le previsioni fatte dai dati esistenti, controllando l'incertezza e garantendo affidabilità nelle nostre selezioni.
Stabilire Selezioni Affidabili
Il primo passo del nostro metodo è produrre un insieme di p-value conformali che riflettano la probabilità che ciascun candidato superi una soglia specifica. Questi p-value conformali servono come misure calibrate di incertezza, permettendoci di fare selezioni basate su quanto è probabile che un candidato raggiunga l'esito desiderato.
Possiamo ottenere questo senza fare alcuna assunzione sui dati sottostanti, che è fondamentale nei casi in cui esiste il covariate shift. Derivando p-value che sono essenzialmente misure di quanto bene un candidato si conformi alle aspettative basate sui dati di addestramento, possiamo valutare efficacemente la loro probabilità di successo.
P-values Conformali Ponderati
I p-value conformali ponderati che introduciamo si basano su qualsiasi modello predittivo. Per ogni candidato, calcoliamo una misura che cattura come il loro valore previsto si confronta con la distribuzione degli altri candidati. I p-value risultanti ci consentono di fare selezioni che mantengano un tasso di scoperta falso accettabile.
Questo processo richiede una calibratura attenta, particolarmente in situazioni in cui i candidati provengono da distribuzioni diverse. Per garantire che le nostre selezioni siano robuste, teniamo conto di potenziali pregiudizi introdotti durante il processo di selezione, assicurandoci che i pesi usati nei nostri calcoli riflettano accuratamente le caratteristiche dei dati.
Applicazioni Pratiche
Il nostro approccio ha ampie applicazioni in vari campi. Nella scoperta di farmaci, il metodo può essere usato per dare priorità ai candidati farmaci in base alle loro affinità di legame previste. Allo stesso modo, nelle ammissioni universitarie o nel reclutamento di dipendenti, può aiutare a identificare individui probabilmente di successo in base alle loro caratteristiche e ai dati passati.
Controllando il tasso di scoperta falso, il nostro metodo garantisce che le risorse siano allocate in modo efficace ai candidati più promettenti. Questo non solo migliora il processo decisionale ma aumenta anche l'efficienza complessiva della selezione, permettendo risultati più impattanti in contesti scientifici e organizzativi.
Conclusione
Lo sviluppo di p-value conformali ponderati rappresenta uno strumento prezioso per chi deve prendere decisioni alla ricerca di selezionare candidati da pool più ampi. Fornendo un metodo che opera in modo indipendente da assunzioni di modellazione specifiche e tiene conto dei covariate shift, offriamo un modo affidabile per fare selezioni basate su dati predittivi.
Il lavoro futuro potrebbe esplorare ulteriormente il perfezionamento di questi metodi, potenzialmente integrando modelli predittivi più complessi o ampliando l'applicabilità dell'approccio ad altri campi. In definitiva, l'obiettivo rimane semplice: migliorare i processi decisionali e migliorare i risultati in vari ambiti attraverso metodi di selezione affidabili e basati sui dati.
Titolo: Model-free selective inference under covariate shift via weighted conformal p-values
Estratto: This paper introduces novel weighted conformal p-values and methods for model-free selective inference. The problem is as follows: given test units with covariates $X$ and missing responses $Y$, how do we select units for which the responses $Y$ are larger than user-specified values while controlling the proportion of false positives? Can we achieve this without any modeling assumptions on the data and without any restriction on the model for predicting the responses? Last, methods should be applicable when there is a covariate shift between training and test data, which commonly occurs in practice. We answer these questions by first leveraging any prediction model to produce a class of well-calibrated weighted conformal p-values, which control the type-I error in detecting a large response. These p-values cannot be passed on to classical multiple testing procedures since they may not obey a well-known positive dependence property. Hence, we introduce weighted conformalized selection (WCS), a new procedure which controls false discovery rate (FDR) in finite samples. Besides prediction-assisted candidate selection, WCS (1) allows to infer multiple individual treatment effects, and (2) extends to outlier detection with inlier distributions shifts. We demonstrate performance via simulations and applications to causal inference, drug discovery, and outlier detection datasets.
Autori: Ying Jin, Emmanuel J. Candès
Ultimo aggiornamento: 2023-09-26 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2307.09291
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.09291
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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