Avslöja komplexa system: Ny metod identifierar orsakssamband genom informationsteori och kausalt läckage

StockholmAtt förstå förändringar i komplexa system är en utmaning för forskare. Ingenjörer vid MIT har utvecklat en ny metod för att identifiera orsak-och-effekt-relationer i komplicerade nätverk, som exempelvis ekosystem eller finansmarknader. Denna metod använder informationsteori för att undersöka hur en förändring i en faktor kan förutsäga en förändring i en annan. Detta ger oss nya insikter om kausalitet som inte kunde ses med äldre metoder.

Denna metod är unik eftersom den noggrant utvärderar samband mellan orsak och verkan.

• Samtidig analys av flera variabler istället för enbart par.
• Fastställer om relationerna är unika, samverkande eller överlappande.
• Uppskattar kausalt läckage och visar var okända påverkningar kan finnas.

Dessa förbättringar är viktiga eftersom de löser problem i äldre metoder. Äldre tekniker fokuserade ofta på styrkan i en koppling, vilket kunde missa mindre men fortfarande viktiga länkar. Den nya algoritmen betraktar systemet som ett informationsnätverk, där varje variabel är kopplad till andra och överför information. Detta tillvägagångssätt följer Claude Shannons informationsteori, där interaktion mellan variabler innebär att de påverkar varandra.

Läs också:

Idag · 15:31

Ny forskning: Brunnsmodifieringar och minskad avloppsvatteninjektion dämpar Oklahomas jordbävningar effektivt

Denna utveckling har många viktiga konsekvenser. Genom att behandla variabler som källor och mottagare av information kan algoritmen visa vilka som behöver vidare undersökning. Begreppet kausalt läckage är särskilt intressant eftersom det antyder att osynliga faktorer kan påverka systemets beteende, vilket uppmuntrar forskare att utforska okända element noggrannare.

Ingenjörer vill använda detta verktyg inom flygindustrin för att analysera hur olika designkomponenter påverkar flygplanets prestanda. Verktyget kan också tillämpas inom andra områden. Inom klimatvetenskap kan det förbättra precisionen i vädermodeller. Inom hälso- och sjukvård kan det ge insikt i hur olika behandlingar samspelar och påverkar patientutfall.

Forskare har utvecklat ett verktyg som heter SURD som är tillgängligt online för alla att använda. Detta möjliggör ökad tillgång till avancerad teknik och främjar samarbete. Genom att använda denna algoritm i vetenskapliga modeller kan vi göra bättre förutsägelser och beslut inom många områden. Metoden är mångsidig och kan inspirera till innovationer som tidigare inte var möjliga.