Answering Causal Queries at Layer 3 with DiscoSCMs-Embracing Heterogeneity

要約

因果推論の領域では、潜在的な結果 (PO) と構造的因果モデル (SCM) が主要なフレームワークとして認識されています。しかし、レイヤー 3 の評価 (個人レベルのセマンティクスと深く絡み合った反事実クエリ) に関しては、両方のフレームワークが使用されます。
一貫性ルールによってもたらされる退化的な問題による制限に遭遇します。
この論文では、反事実推論への先駆的なアプローチとして、PO と SCM の両方の長所を巧みに統合する、Distribution-consistency Structural Causal Models (DiscoSCM) フレームワークを提唱します。
DiscoSCM フレームワークには、単位選択変数 $U$ が独特に組み込まれており、制御不能な外来ノイズの実現の概念が組み込まれています。
パーソナライズされたインセンティブ シナリオを通じて、ユーザーがコンパイラー (レイヤー 3 イベント) である確率を縮退なしに表現する際の PO および SCM フレームワークの不十分さを実証します。この問題は、DiscoSCM 内で独立した反事実ノイズの仮定を採用することで適切に解決されます。
この革新的な仮定は、基礎的な反事実理論を拡張し、因果関係の確率に関する多数の理論結果を個々の粒度レベルに拡張することを容易にし、不均一な反事実の境界に関する包括的な一連の理論を導き出します。
最終的に、私たちの論文は、ユビキタスな異質性を認識し、それを活用し、因果関係を異質な単位間の不変性として理解するのであれば、DiscoSCM は反事実推論の方法論における重要な進歩となると主張しています。

要約(オリジナル)

In the realm of causal inference, Potential Outcomes (PO) and Structural Causal Models (SCM) are recognized as the principal frameworks.However, when it comes to Layer 3 valuations — counterfactual queries deeply entwined with individual-level semantics — both frameworks encounter limitations due to the degenerative issues brought forth by the consistency rule. This paper advocates for the Distribution-consistency Structural Causal Models (DiscoSCM) framework as a pioneering approach to counterfactual inference, skillfully integrating the strengths of both PO and SCM. The DiscoSCM framework distinctively incorporates a unit selection variable $U$ and embraces the concept of uncontrollable exogenous noise realization. Through personalized incentive scenarios, we demonstrate the inadequacies of PO and SCM frameworks in representing the probability of a user being a complier (a Layer 3 event) without degeneration, an issue adeptly resolved by adopting the assumption of independent counterfactual noises within DiscoSCM. This innovative assumption broadens the foundational counterfactual theory, facilitating the extension of numerous theoretical results regarding the probability of causation to an individual granularity level and leading to a comprehensive set of theories on heterogeneous counterfactual bounds. Ultimately, our paper posits that if one acknowledges and wishes to leverage the ubiquitous heterogeneity, understanding causality as invariance across heterogeneous units, then DiscoSCM stands as a significant advancement in the methodology of counterfactual inference.

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