Latentní proměnná - Latent variable

Ve statistikách , latentní proměnné (z latiny : přítomné participium of lateo ( „skryta“), na rozdíl od pozorovatelných proměnných ) jsou proměnné , které nejsou přímo pozorovány, ale jsou spíše odvodit (pomocí matematického modelu ) od ostatních proměnných, které jsou pozorovány ( přímo měřeno). Matematické modely, jejichž cílem je vysvětlit pozorované proměnné pomocí latentních proměnných, se nazývají latentní variabilní modely . Latentní variabilní modely se používají v mnoha oborech, včetně psychologie , demografie , ekonomie , strojírenství , lékařství , fyziky , strojového učení / umělé inteligence , bioinformatiky , chemometrie , zpracování přirozeného jazyka , ekonometrie , managementu a sociálních věd .

Latentní proměnné mohou odpovídat aspektům fyzické reality. Ty by v zásadě mohly být měřeny, ale nemusí to být z praktických důvodů. V této situaci se běžně používá termín skryté proměnné (což odráží skutečnost, že proměnné jsou smysluplné, ale nikoli pozorovatelné). Ostatní latentní proměnné odpovídají abstraktním konceptům, jako jsou kategorie, chování nebo mentální stavy nebo datové struktury. V těchto situacích lze použít termíny hypotetické proměnné nebo hypotetické konstrukty .

Použití latentních proměnných může sloužit ke snížení rozměrnosti dat. Mnoho pozorovatelných proměnných může být agregováno do modelu, aby představovalo základní koncept, což usnadňuje pochopení dat. V tomto smyslu plní podobnou funkci jako vědecké teorie. Latentní proměnné zároveň propojují pozorovatelná „ subsymbolická “ data v reálném světě se symbolickými daty v modelovaném světě.

Příklady

Odhad křivky průměrné výšky (černé) pro chlapce ze studie růstu Berkeley s deformací a bez ní. Deformace je založena na latentních proměnných, které mapují věk na synchronizovaný biologický věk pomocí nelineárního modelu se smíšenými efekty .

Psychologie

Latentní proměnné, vytvořené metodami faktorové analýzy, obecně představují „sdílený“ rozptyl nebo míru, do jaké se proměnné „pohybují“ společně. Proměnné, které nemají žádnou korelaci, nemohou mít za následek latentní konstrukci založenou na společném modelu faktoru .

Ekonomika

Mezi příklady latentních proměnných z oblasti ekonomiky patří kvalita života , důvěra v podnikání, morálka, štěstí a konzervatismus: to jsou všechny proměnné, které nelze měřit přímo. Ale propojení těchto latentních proměnných s jinými, pozorovatelnými proměnnými, hodnoty latentních proměnných lze odvodit z měření pozorovatelných proměnných. Kvalita života je latentní proměnná, kterou nelze měřit přímo, takže k odvození kvality života se používají pozorovatelné proměnné. Mezi pozorovatelné proměnné pro měření kvality života patří bohatství, zaměstnání, životní prostředí, fyzické a duševní zdraví, vzdělávání, rekreace a volný čas a sociální sounáležitost.

Lék

Latentně proměnná metodika se používá v mnoha oborech medicíny . Třídou problémů, které se přirozeně hodí k přístupům latentních proměnných, jsou longitudinální studie, kde časové měřítko (např. Věk účastníka nebo čas od počátku studie) není synchronizováno se studovaným znakem. U takovýchto studií lze nepozorované časové měřítko, které je synchronizováno se studovaným znakem, modelovat jako transformaci pozorovaného časového měřítka pomocí latentních proměnných. Mezi příklady patří modelování progrese onemocnění a modelování růstu (viz rámeček).

Vyvozování latentních proměnných

Existuje řada různých modelových tříd a metodik, které využívají latentní proměnné a umožňují odvození za přítomnosti latentních proměnných. Modely zahrnují:

Metody analýzy a inference zahrnují:

Bayesovské algoritmy a metody

Bayesovské statistiky se často používají k odvozování latentních proměnných.

Viz také

Reference

Další čtení