AIの現代市場予測における役割
この論文は、AIと機械学習が市場トレンドの予測をどのように改善できるかを探っているよ。
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目次
市場への投資は、過去のデータのパターンを探すことが多いんだけど、これがトレンドフォローとモメンタム投資の基本的な考え方。これらの戦略は時々うまくいくこともあるけど、限界もあるんだ。この論文では、人工知能(AI)や機械学習(ML)などの先進技術を使って、将来の市場トレンドを予測することで、もっと良くできるんじゃないかって提案してるよ。
トレンドフォローとモメンタム投資
トレンドフォローは、価格が上がっているときに資産を買って、下がっているときに売ることを意味するんだ。この戦略は、時間をかけて価格の動きのパターンを認識することに依存してる。ただ、各投資家がトレンドを見る目はそれぞれ違うから、市場のトレンドを定義するのはけっこう主観的になりがち。
多くの人が先物取引のためにトレンドフォローを使うけど、株式市場では必ずしも利益をもたらすわけじゃない。過去の価格の動きだけに基づいて取引すると、特に市場が急激に変化するときには損失を招くことがあるんだ。パッシブ投資はあまり手間がかからないけど、トレンドフォローはもっと手間がかかって、追加のリスクもあるよ。
でも、モメンタム投資はいい選択肢かもしれない。株の価格が上がると、下がるよりも上がり続ける可能性が高くなるんだ。このアプローチは、ニュースに対して人々が強く反応することが多くて、価格の変動を予測できるって考えに基づいてる。
AIはどう役立つ?
市場トレンドを予測するためのAIの利用は、ACCI·ONプロジェクトから始まったけど、これは資産運用者を置き換えるんじゃなくてサポートすることに焦点を当ててるんだ。人間のマネージャーは自分の決定に責任を感じる必要があるから、AIは助けになるアシスタントとして機能すべきなんだ。
リスク指標
資産運用者にとっての一番の課題の一つは、ポートフォリオをいつ変更するかを決めること。情報が多すぎて、買うべき時や売るべき時を知るのは難しいんだ。そこでリスク指標が登場する。この数字は市場の現在の状態を示し、リスクの度合いを知らせてくれるんだ。
これらの指標は、資産運用者がよりリスクを取れるときや、安全な資産に切り替えた方がいいときに教えてくれる。例えば、リスク指標が低いときには、より保守的になって投資を守ることを考えるかもしれない。
リニアモデルの問題
多くのマネージャーはリスク評価にリニアモデルを使っていて、単純な関係に基づいて決定を下すんだけど、こういうモデルは市場の急変に遅れて反応することが多い。安定した状況ではうまくいくけど、市場が不安定なときには苦労する。
その点、ニューラルネットワークのような先進的な手法、いわゆるディープラーニングモデルは、もっと早く適応できて複雑な環境でうまく機能するんだ。リニアモデルとは違って、様々なデータタイプに対処できる柔軟さがあるよ。
リスク指標にAIを使う
機械学習の形でのAIは、市場価値が下がるドローダウン期間をより正確に予測するリスク指標を作成できる。大量のデータを使って、過去の価格の動きと市場に影響を与える条件から学ぶことができるんだ。
機械学習の種類
機械学習は、ラベル付きデータから学習する教師あり学習と、明示的な指導なしでデータのパターンを見つける教師なし学習の2つの主なカテゴリに分けられる。リスク指標には、歴史的データを使って将来のリスクを予測するため、教師あり学習が最も関係してるよ。
一般的な機械学習アルゴリズムは、リニアモデルからサポートベクターマシン、決定木、ディープラーニングモデルのようなより複雑な手法までさまざまある。それぞれのアルゴリズムにはデータや特定の状況によって強みと弱みがあるんだ。
モデルの出力と入力
市場トレンドを予測するときは、何を正確に予測しようとしているのかを決めるのが重要だよ。市場が下落トレンドにあるかどうかを分類するか、下落の程度を予測するか。これによってモデルの選択やデザインが大きく影響されるんだ。
モデルに入力される情報は非常に重要だ。従来のモデルは過去の株価だけを使うかもしれないけど、もっと先進的なアプローチでは経済指標、債券市場データ、ボラティリティのような複数の変数を組み込むことができる。
特徴エンジニアリング
これらの変数が選ばれたら、機械学習モデルのために準備しなきゃいけない。これには、適切なエンコーディング技術の選択やデータのスケール調整が含まれる。入力データを適切に準備することで、機械学習アルゴリズムが学びやすく、正確な予測ができるようになるんだ。
データのノイズへの対処
金融市場はノイズが多くて予測不可能なことがある。毎日の変動がモデルを誤解させて、予測が悪くなったり不必要な取引を引き起こすことがあるんだ。このノイズに対処するために、様々な戦略が使われていて、先進的な機械学習モデルの適応力を活用しているんだ。
一部の先進的なモデルは自然にノイズに対処できるけど、他のモデルはデータができるだけクリーンになるように事前フィルタリングが必要かもしれない。これがモデルの堅牢性と精度を高めるのに役立つんだ。
ディープラーニングによるモデルのトレーニング
ディープラーニングは、多くの層を持つニューラルネットワークを使う機械学習の一種で、大規模なデータセットの中で複雑なパターンを学ぶことができる。これらのモデルは、株価のような時系列データを効果的に分析して、トレンドを見つけたり予測したりするんだ。
これらのモデルをトレーニングするときはいくつかの要因が影響してくる。ニューラルネットワークのアーキテクチャや層のサイズ、モデルを最適化するための方法などがパフォーマンスに大きく影響するから、過学習を避けるためには慎重な調整が必要なんだ。
正則化技術
過学習を防ぐためには、さまざまな正則化技術を適用できる。早期停止やドロップアウト法、ノイズ添加などは、ディープラーニングモデルのトレーニングでよく使われるアプローチだ。これらの戦略は、モデルの一般化能力を保って、新しいデータでもうまく機能するのを助けるよ。
AutoMLの役割
モデルのトレーニングの複雑さを考えると、AutoMLの方法が機械学習のワークフローの一部を自動化する解決策として登場してきたんだ。AutoMLは、最適なアルゴリズムの選択や、最も関連性の高い特徴の特定、ハイパーパラメータの最適化を重い手動介入なしで助けてくれる。
ハイパーパラメータの最適化
ハイパーパラメータは、モデルのトレーニングプロセスを制御する設定だけど、データから学習されるわけじゃない。最適なハイパーパラメータの組み合わせを見つけるのは、モデルのパフォーマンスにとって重要なんだ。方法は、単純なグリッドサーチから、ベイズ最適化のようなより洗練された技術までさまざまある。
モデル評価
トレーニングが終わったら、モデルのパフォーマンスを客観的に評価するのが重要だ。別のテストセットを使うことで、モデルが実際のシナリオでどれだけうまく機能するかを評価できるんだ。クロスバリデーションの手法を使うことで、特に時系列データに対してモデルを評価できるから、トレーニングセットに対して未来のデータで確認できるんだ。
モデルを理解することの重要性
先進的な技術にもかかわらず、ディープラーニングモデルはその解釈可能性の欠如のために批判されることが多いんだ。だから、説明可能なAI(XAI)手法が注目されていて、モデルの意思決定プロセスをもっと透明にすることに焦点を当ててるんだ。人々はモデルが特定の予測をした理由を知りたがることが多くて、金融分野では信頼を築くためや規制に従うために重要なんだよ。
結論
AIと機械学習技術を使うことで、市場トレンドを予測する能力が大幅に向上するんだ。先進的なリスク指標を活用することで、資産運用者はより情報に基づいた意思決定ができて、投資戦略を改善できる。適切なモデルやツール、アプローチを使えば、金融市場の複雑な状況をもっと効率的にナビゲートすることが可能になるんだ。
タイトル: Beyond Trend Following: Deep Learning for Market Trend Prediction
概要: Trend following and momentum investing are common strategies employed by asset managers. Even though they can be helpful in the proper situations, they are limited in the sense that they work just by looking at past, as if we were driving with our focus on the rearview mirror. In this paper, we advocate for the use of Artificial Intelligence and Machine Learning techniques to predict future market trends. These predictions, when done properly, can improve the performance of asset managers by increasing returns and reducing drawdowns.
著者: Fernando Berzal, Alberto Garcia
最終更新: 2024-06-10 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2407.13685
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2407.13685
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。
参照リンク
- https://www.acciwealth.com/
- https://gregorygundersen.com/blog/2019/12/10/kernel-trick/
- https://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_mode_decomposition
- https://en.wikipedia.org/wiki/Wavelet
- https://en.wikipedia.org/wiki/Discrete_wavelet_transform
- https://en.wikipedia.org/wiki/Backpropagation_through_time
- https://en.wikipedia.org/wiki/Long_short-term_memory
- https://en.wikipedia.org/wiki/Time_delay_neural_network
- https://huggingface.co/spaces/lmsys/chatbot-arena-leaderboard
- https://github.com/keras-team/keras-tuner/blob/master/keras_tuner/tuners/bayesian.py
- https://www.cse.wustl.edu/~garnett/cse515t/spring_2015/files/lecture_notes/12.pdf
- https://en.wikipedia.org/wiki/Kriging
- https://github.com/keras-team/keras-tuner/blob/master/keras_tuner/tuners/hyperband.py
- https://github.com/davisking/dlib
- https://blog.dlib.net/2017/12/a-global-optimization-algorithm-worth.html
- https://www.linkedin.com/pulse/walk-forward-validation-yeshwanth-n/
- https://github.com/marcotcr/lime
- https://github.com/slundberg/shap
- https://christophm.github.io/interpretable-ml-book/