Transcript Táplálkozási tanácsadó szimulátor fejlesztése, avagy modellezési

Táplálkozási tanácsadó szimulátor fejlesztése,
avagy modellezési stratégiák
összehasonlító elemzése
Pitlik László, Ruff Ferenc
SZIE Gödöllő
IX. Magyar Biometriai, Biomatematikai és Bioinformatikai Konferencia
Budapest, 2011.07.01.
Tartalom
Bevezetés
• az előzmények és
• az univerzális biomatematikai probléma bemutatása
Kritikai helyzetértékelés
• kiforratlan módszertani alapok a modellek értékelésében
• interdiszciplináris (konzisztencia-alapú) megközelítések lehetősége
Eredmények
• matematikai-statisztikai megközelítés
• hasonlóságelemzési megközelítés
Konklúziók
• az n-rétegű modell-értékelés zömmel KO-feltételeket sért
INNOCSEKK
156/2006 hasonlóságelemzéssel
• az n-rétegű modell-értékelés
is kezelhető
Bevezetés: előzmények
Módszertani szint
• 2008: Szakértői rendszerek kritikai értelmezése:Biometriai alapú
(online) szakértői rendszerek konzisztencia-vizsgálata
hasonlóságelemzéssel
• 2006-2011: MY-X free online elemzési szolgáltatáscsomag
kialakítása (INNOCSEKK támogatással)
• 2005: a tér és az idő változásának modellezése
Társadalmi, szakmai szint
• 2010. január: ÁNTSZ/OÉTI döntési problémák megismerése
• 2010 kooperációs egyeztetések (OÉTI/SZIE), adatvagyonmeghatározása
• 2010-2011 kísérleti modellek
kialakítása
INNOCSEKK 156/2006
• 2011 súlypontváltás az univerzális probléma irányába
Bevezetés: az univerzális probléma
•
•
•
•
•
•
•
•
Adottak részleges, reprezentatív, teljes statisztikai adatvagyonok
Adottak döntési problémák (pl. Érdemes-e adott országban adott
időpontban az állampolgárok figyelmét közpénzen arra felhívni, hogy adott
dolgot inkább csináljanak, ill. inkább ne csináljanak?)
Helyes kibernetikus jogállami döntés esetén jelentős társadalmi előnyök
vélelmezhető (vö. prevenció gazdaságtana)
Téves döntés esetén pl. gondatlan veszélyeztetés vélelmezhető, mely a
felesleges közkiadások mellett kártérítési igényeket is felvethet
Alkotmányosan szükségesek modellek (hatástanulmányok), melyek a
döntések megalapozottságát bizonyítják
Tetszőlegesen sokféle modell alkotható, s egyre újabbak kreálhatók
A modellek egy „statáriális bírósági tárgyalás” bizonyítási eljárásának
bizonyítékai
Kérdések: Melyik modell a legjobb? Bizonyítható-e valamely döntés
szükségszerűsége? Ismert-e a bizonyítékok teljes körét felölelni,
INNOCSEKK 156/2006
feldolgozni képes logikai/bizonyítási keretrendszer?
Helyzetértékelés: modellértékelés
Nem sikerült az ismert matematikai-statisztikai
szakirodalomban olyan módszertani útmutatást fellelni,
amely
•
•
•
•
•
egy adott adatvagyon esetén
világosan kijelölte volna
milyen mutatószámokat kell kiszámítani, s
ezeknél milyen küszöbértékeket kell teljesíteni ahhoz, hogy
két modell közül az egyiket jobbnak tarthassuk, mint a másikat, ill.
• NEM LÉTEZIK A „NEM TUDOM” OPCIÓ, vagyis olyan kimenete
nincs egy értékelésnek, hogy a bizonyítékok alapján a „tárgyalás
elnapolása” lenne indokolt…
INNOCSEKK 156/2006
Helyzetértékelés: interdiszciplináris pontok
A közismert matematikai-statisztika mellett
•
•
•
•
•
a szakértői rendszerek kombinatorikai megközelítése,
a hasonlóságelemzés n-rétegű objektum-értékelési és
exploratív modellezési gyakorlata,
fogalmak levezetését teszi lehetővé számok alapján.
A kibernetikus jogállam jogelmélete és joggyakorlata elvárja,
feltételezi a bizonyítás robotizálását.
• A minőségbiztosítás képes lehet keretbe foglalni a modellezési
folyamatok automatizálását.
Mindezek a konzisztencia-gyár (vagyis a többrétegű
bizonyítás) fogalmának bevezetését teszik lehetővé és
indokolttá.
A szignifikancia fogalma
nem elegendő a többrétegű
INNOCSEKK 156/2006
konzisztencia jelenségének teljes lefedéséhez.
Az adatbázis kivonata
OAM: 17 ország, 5 évtized (85 objektum), ill. 15 független és 1 függő változó
INNOCSEKK 156/2006
Eredmények: regressziós közelítések I.
Jelmagyarázat:
M1: Az alapmodell felállításakor az összes független változó bevonásra került a lineáris
regresszióba.
M2: A második modellt „stepwise” módszer segítségével került kialakításra az
alapmodellből.
M3: A változók lehetséges (elvárt) hatásait figyelembe véve polinomiális regresszió
keretében minden változó második hatványát is a modellbe került, majd stepwise
módszerrel keletkezett az a modell, melyben már minden változó hatása szignifikáns.
M4: Mivel a harmadik modellben a változók közötti kapcsolatok erősek voltak, a
következő modellben ennek kiküszöbölésére a független változóknak egy lineáris
transzformációja került végrehajtásra: a változók értékeiből kivontuk azok átlagát.
INNOCSEKK 156/2006
Eredmények: regressziós közelítések II.
Értelmező magyarázatok:
• A prekoncepció értelmében minden biológiai hatás (Xi) optimum-gyanús,
hiszen a túl kevés hiánytüneteket, a túl sok mérgezési tüneteket okozva hat
negatívan a várható életkorra (Y), vagyis ezen extrém horgonypontok között
már csak egyetlen maximum-jellegű szélsőérték kialakulása képzelhető el
racionálisan. Ebből következően a minimum-jellegű szélsőségek
rendszerelméleti KO-feltételt sértenek.
• A + jelek a minél nagyobb, annál jobb (egyenes arányosságot tükröző)
ceteris paribus alakzatokat jelentik. A – jelek a fordított arányosságra
utalnak. Nem minden modellbe került bele minden változó (vagyis vannak
üres cellák is).
• Az X5 a só-bevitelt leíró attribútum, mely egyszer egyenes arányban
hat, egyszer nem szignifikánsan,
ill. két esetben legitim (max)
INNOCSEKK 156/2006
optimumot mutat.
Hasonlóságelemzés
Legfontosabb módszertani jellemzők:
• Lépcsős függvények paraméterhelyeinek becslése optimalizálás [(n)LP]
keretében
• Inverz (kettős tagadásra alapozó önellenőrző) tanulási minták rugalmas
kezelésének képessége
• EXPLORATÍV TANULÁSI KÉPESSÉG
• Optimalizált kombinatorikai felbontás közelítése,
• Futási idő optimalizálása az adatmennyiség függvényében a lépcsőszámmal
• Szabályelvű output: szakértői rendszer, szimulátor-építés lehetősége
• Genetikai potenciál becslésének képessége
• Additív és multiplikatív (egyéb hibridizált) modellek építésének lehetősége
• Tetszőleges skálákon ábrázolt adatok rangsorokként való kezelése
• A modellváltozók kizárásának, zajjá minősítésének képessége
• Modell szinten homogén ceteris paribus alakzatok használata
INNOCSEKK 156/2006
• Alternatív megoldások lehetősége
Hasonlóságelemzés (1/7)
INNOCSEKK 156/2006
Hasonlóságelemzés (2/7)
INNOCSEKK 156/2006
Hasonlóságelemzés (3/7)
INNOCSEKK 156/2006
Hasonlóságelemzés (4/7)
INNOCSEKK 156/2006
Hasonlóságelemzés (5/7)
INNOCSEKK 156/2006
Hasonlóságelemzés (6/7)
INNOCSEKK 156/2006
Hasonlóságelemzés (7/7)
INNOCSEKK 156/2006
Hasonlóságelemzés: konklúziók
1/7: Minél több a só-bevitel, annál tovább élünk.
2/7: Minél több a só-bevitel, annál tovább élünk.
3/7: Minél több a só-bevitel, annál tovább élünk.
4/7: - (ceteris paribus alakzatok csak a vizuális támogatás érdekében)
5/7: 2 só-optimumalakzat 8-ból (maximum szélsőértékkel)
6/7: rel. stabil só-optimumalakzat horgonypontok esetén is, de
minden egyéb esetben a horgonypontok ellenére is polinomok!
7/7: multiplikatív modell horgonypontok nélkül opt_min alakzatot mutat
a só esetében
Summa summarum:
• egymásnak ellentmondó bizonyíték-fragmentumok
• látszólag „stabil” modellek mellett sok vakfolt (vagyis az OAM
inkább véletlen számokból áll, mint sem összefüggő adatokból)
• nagy mozgásszabadságot biztosító paraméterterek (lépcsős
függvények) optimalizálásakor
Konklúziók
• Ha minden egyes rangsorolható modell-karakterisztika mellé
hozzárendeljük azt, hogy ennek minimuma vagy maximuma (esetleg
optimuma) jelenti-e a legjobb modellt, akkor ezen n-rétegű térben a
hasonlóságelemzés (Y0-modell) képes a hipotetikusan létező
modellek hitelességi indexének megalkotására (holtversenyekkel
és karakterisztika-szintek szerinti ekvivalenciákkal).
• A KO-feltételek nem teljesítése tehát csak hitelességvesztéssel, s
nem eredménytelenséggel jár.
• A hitelességi index a szignifikancia fogalmának alternatívája:
kifejezi a Jóságot, a Megfelelőséget egyetlen mutatószámban.
• Bármilyen részeredmények alapján vélelmezhető, hogy egy-egy
feltételezés/modell inkább helyes vagy inkább helytelen. A teljes
bizonyosság közelébe jutni ritka eset, szinte lehetetlen.
• Szimulátort az aktuálisanINNOCSEKK
legjobb modell
156/2006 alapján lehet építeni…
Összefoglalás
• A regressziós függvényillesztés közismert alkalmazási logikája
alapján lehetségesnek tűnik egy győztes modell kihirdetése és a
prevenciós állami szerepvállalás legitimálása.
• A hasonlóságelemzési kiegészítő számítások/modellek alapján
vélelmezhető, hogy az adekvát robotbírói válasz a NEM TUDOM
(még eldönteni) lenne,
• de a részeredmények alapján azonnali konklúziók is generálhatók:
pl. az optimum-hatás vélelmezése alapján a prevenciós elmélet
tűrése…
• Egy-egy KO-feltételek megsértése önmagában nem kell tehát,
hogy egy hipotézis azonnali elvetéséhez vezessen. Az igen és a
nem között a konzisztencia tetszőleges mértéket vehet fel (vö.
fuzzy igazság). Az egyes bizonyítási rétegek egy idealizált
bizonyítottsági skálán (Y0-modell)
mozgatják a hipotézis
INNOCSEKK 156/2006
hitelességének mértékét…
Köszönöm a figyelmet!
PPT:
http://miau.gau.hu/miau/155/myx_110701.ppt
DOC_HU (csak kérésre):
http://miau.gau.hu/miau/154/biom2011.docx
DOC_EN:
Tervek szerint AEER-publikációként 2011 folyamán
[email protected]
INNOCSEKK 156/2006
http://miau.gau.hu