Wechselwirkungen

Überwachtes Lernen in R: Regression

Nina Zumel and John Mount

Win-Vector, LLC

Additive Beziehungen

Beispiel für eine additive Beziehung:

plant_height ~ bacteria + sun
  • Höhenänderung = Summe der Effekte von Bakterien und Sonnenlicht
    • Änderung des Sonnenlichts bewirkt dieselbe Höhenänderung, unabhängig von Bakterien
    • Änderung der Bakterien bewirkt dieselbe Höhenänderung, unabhängig vom Sonnenlicht
Überwachtes Lernen in R: Regression

Was ist eine Wechselwirkung?

Der gleichzeitige Einfluss zweier Variablen auf das Ergebnis ist nicht additiv.

plant_height ~ bacteria + sun + bacteria:sun
  • Höhenänderung ist mehr (oder weniger) als die Summe der Effekte von Sonne/Bakterien
  • Bei mehr Sonnenlicht bewirkt 1 Einheit mehr Bakterien eine stärkere Höhenänderung
Überwachtes Lernen in R: Regression

Was ist eine Wechselwirkung?

Der gleichzeitige Einfluss zweier Variablen auf das Ergebnis ist nicht additiv.

plant_height ~ bacteria + sun + bacteria:sun
  • sun: kategorial {"sun", "shade"}
  • In sun führt 1 Einheit mehr Bakterien zu m Einheiten Höhenänderung
  • In shade führt 1 Einheit mehr Bakterien zu n Einheiten Höhenänderung

Wie zwei getrennte Modelle: eines für sun, eines für shade.

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Beispiel ohne Wechselwirkung: Sojabohnenertrag

yield ~ Stress + SO2 + O3

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Beispiel für eine Wechselwirkung: Alkoholabbau

Metabol ~ Gastric + Sex

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Wechselwirkungen in Formeln ausdrücken

  • Wechselwirkung – Doppelpunkt (:)

    y ~ a:b
    
  • Haupteffekte und Wechselwirkung – Stern (*)

    y ~ a*b
    # Beides bedeutet dasselbe
    y ~ a + b + a:b
    
  • Produkt zweier Variablen ausdrücken – I

    y ~ I(a*b)
    

    entspricht $y \propto a b$

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Das richtige Wechselwirkungsmuster finden

Formel RMSE (Cross-Validation)
Metabol ~ Gastric + Sex 1.46
Metabol ~ Gastric * Sex 1.48
Metabol ~ Gastric + Gastric:Sex 1.39
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Lass uns üben!

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