인과관계 추론과 발견 with Python (실제 사례를 접목한 이론서)

김민경,김수환

(경희대학교빅데이터응용학과교수)
이화여자대학교학사,미국UniversityofSouthernCalifornia석사,TheAustralianNationalUniversity박사학위를컴퓨터과학분야에서각각취득하였다.미국StanfordUniversity에서박사후연구원으로서학계간지식확산추론및예측을,호주국립과학산업연구소(CSIRO)에서전염병확산경로추정및예측연구를수행하여2019년호주‘유레카과학자상’최종후보에선정되었다.국내산업체에서도삼성전자와SK텔레콤에서인공지능분야연구를수행하였다.
현재는경희대학교빅데이터응용학과학과장으로재직하며인공지능분야교육과연구에전념하고있다.

PART1Causality-anIntroduction
제1장인과관계(causality)-머신러닝이있는데왜굳이신경을써야할까요?
인과관계의간략한역사
왜인과관계인가?아기에게질문하라!
돈을잃지않는방법…그리고사람의목숨을잃지않는방법
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참고문헌

제2장JudeaPearl과인과관계사다리(LadderofCausation)
연관성부터논리,그리고상상력까지-인과관계사다리
연관성(Associations)
개입(Intervention)이란무엇인가?
반사실(Counterfactuals)이란무엇인가?
Extra-모든머신러닝이인과적으로동일한가요?
참고문헌

제3장회귀,관찰,개입
간단한시작-관측데이터및선형회귀
모든사용가능한공변량을항상통제해야하나요?
목적지를모르면다른곳에도착할수있다
회귀와구조적모델
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참고문헌

제4장그래픽컬모델
그래프,그래프,그래프
그래픽컬모델이란?
DAGyourpardon?인과관계원더랜드의유향비순환그래프
현실세계에서인과관계그래프의출처
Extra-DAG를넘어서는인과관계가존재할까요?
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참고문헌

제5장포크,체인,부도덕성
그래프와분포,그리고그사이를매핑하는방법
체인,포크,콜라이더또는...부도덕성
포크,체인,콜라이더,그리고회귀
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참고문헌

PART2CausalInference
제6장노드,에지및통계적의존성과독립성
d-separation상태유지
추정량(estimand)먼저이해하기!
백도어기준(back-doorcriterion)
프론트도어기준(front-doorcriterion)
다른기준도있을까요?do-calculus를해봅시다!
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정답
참고문헌

제7장인과관계추론의4단계프로세스
DoWhy및EconML소개
1단계-문제모델링
2단계-추정량식별하기
3단계-추정치얻기
4단계-나의검증셋은어디에있나요?반박테스트
전체예시
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참고문헌

제8장인과관계모델-가정과도전적과제
나는세상의왕이다!하지만과연그럴까요?
Positivity
교환가능성(exchangeability)
...그리고더
내이름을불러주세요-야생에서의허위관계
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참고문헌

제9장인과관계추론과머신러닝-매칭에서메타러너까지
기본사항I-매칭
기본사항II-성향점수(propensityscores)
역확률가중치(inverseprobabilityweighting:IPW)
S-Learner-고독한레인저
T-Learner-함께하면더많은것을할수있습니다.
X-Learner-한단계더나아가기
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참고문헌

제10장인과관계추론과머신러닝-고급추정자,실험,평가등
이중강건성방법-더알아봅시다!
머신러닝이멋지다면더블머신러닝은어떨까요?
인과관계포레스트(CausalForests)와기타방법들
실험데이터를사용한이질적인처리효과-업리프트오디세이
Extra-반사실설명
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참고문헌

제11장인과관계추론과머신러닝-딥러닝,NLP,그리고그이상
심층분석-이질적인처리효과를위한딥러닝
트랜스포머와인과관계추론
인과관계와시계열-계량경제학자가베이지안으로전환할때
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참고문헌
요약
참조

PART3CausalDiscovery
제12장인과관계그래프를가질수있을까요?
인과관계지식의원천
과학적통찰
개인적인경험과도메인지식
인과관계구조학습
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참고문헌

제13장인과관계발견과머신러닝-가정에서응용까지
인과관계발견-가정다시살펴보기
네가지(그리고절반)계열
gCastle소개
제약조건기반인과관계발견
점수기반인과관계발견
함수적인과관계발견
그래디언트기반인과관계발견
전문지식인코딩
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참고문헌

제14장인과관계발견과머신러닝-고급딥러닝과그너머
딥러닝을활용한고급인과관계발견
숨겨진교란요인이있을때인과관계발견
Extra-관찰을넘어서
ENCO
인과관계발견-실제적용사례,도전과제,그리고미해결문제
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참고문헌

제15장에필로그
지금까지배운내용
인과관계프로젝트를최대한활용하기위한5단계
전문지식을획득하기
인과관계와비즈니스
인과관계머신러닝의미래를향하여
인과관계배우기
소통창구
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참고문헌