Ajuste por covariables en el diseño experimental

Diseño experimental en Python

James Chapman

Curriculum Manager, DataCamp

Introducción a las covariables

 

  • Covariables: pueden afectar los resultados pero no son el foco
  • Importantes para reducir la confusión
  • Mejoran la precisión y la validez

 

  • Ejemplo: efecto del método de enseñanza en las notas

Una prueba para ver si distintos métodos de enseñanza afectan los resultados. Los dos grupos tienen una distribución desigual de conocimientos previos, así que es una covariable que causa confusión.

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Ejemplo de datos experimentales

exp_plant_data = plant_growth_data[['Plant_ID', 'Fertilizer_Type', 'Growth_cm']]
   Plant_ID  Light_Condition  Fertilizer_Type  Growth_cm
0         1    Full Sunlight        Synthetic  16.489735
1         2    Partial Shade          Organic  18.361689
2         3    Full Sunlight        Synthetic  18.039459
3         4    Full Sunlight          Organic  12.682425
4         5    Full Sunlight          Organic  21.480601
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Ejemplo de datos de covariables

covariate_data
   Plant_ID  Watering_Days_Per_Week
0         1                       6
1         2                       6
2         3                       4
3         4                       3
4         5                       7
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Combinar datos experimentales y covariables

merged_plant_data = pd.merge(exp_plant_data, covariate_data, on='Plant_ID')
   Plant_ID  Fertilizer_Type  Growth_cm  Watering_Days_Per_Week
0         1        Synthetic  16.489735                       6
1         2          Organic  18.361689                       6
2         3        Synthetic  18.039459                       4
3         4          Organic  12.682425                       3
4         5          Organic  21.480601                       7
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Ajustar por covariables

from statsmodels.formula.api import ols

model = ols('Growth_cm ~ Fertilizer_Type + Watering_Days_Per_Week', data=merged_plant_data).fit()
model.summary()
                            OLS Regression Results                            
==============================================================================
Dep. Variable:              Growth_cm   R-squared:                       0.011
Model:                            OLS   Adj. R-squared:                 -0.006
Method:                 Least Squares   F-statistic:                    0.6370
No. Observations:                 120   Prob (F-statistic):              0.531 <---
Df Residuals:                     117   Log-Likelihood:                -360.45
Df Model:                           2   AIC:                             726.9
Covariance Type:            nonrobust   BIC:                             735.3     
==============================================================================
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Profundizar en los resultados de ANCOVA

                                       coef       std err             t       P>|t|      [0.025      0.975]
<hr />-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Intercept                           19.3373         1.150        16.820       0.000      17.060      21.614
Fertilizer_Type[T.Synthetic]        -0.2796         0.913        -0.306       0.760 <--  -2.088       1.528
Watering_Days_Per_Week               0.2507         0.229         1.097       0.275 <--  -0.202       0.703
===========================================================================================================
Omnibus:                          14.446    Durbin-Watson:                   1.992
Prob(Omnibus):                     0.001    Jarque-Bera (JB):               18.267
Skew:                              0.675    Prob(JB):                     0.000108
Kurtosis:                          4.352    Cond. No.                         13.3
==================================================================================
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Visualizar efectos del tratamiento con ajuste por covariables

import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
sns.lmplot(x='Watering_Days_Per_Week', 
           y='Growth_cm', 
           hue='Fertilizer_Type', 
           data=merged_plant_data)
plt.show()

Lmplot de plantas

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¡Vamos a practicar!

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