分類による潜在的連鎖反応の学習

分類による潜在的連鎖反応の学習

なぜ重要か: 企業や社会への影響が見込まれ、一般メディアにも波及する可能性があります。

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arXiv:2505.11228v3 発表種別:差し替え

要約:ソーシャルネットワークにおける拡散ダイナミクスは、個人の状態(情報伝達済みか感染済みか)が完全に観測可能であるという仮定の下で研究されることが多い。しかしながら、多くの現実世界の状況において、そのような状態は観測不可能であり、感染をさらに拡大させる個人の潜在能力を決定する上で重要である。最終的な状態は隠されている一方、感染の症状などの中間指標は観測可能であり、基礎となる拡散過程の有用な表現を提供する。本稿では、拡散モデルの特徴を学習するための部分観測可能性を考慮した機械学習フレームワークを提案する。この手法をDistribution Classificationと呼ぶ。これは、分類器の能力を利用して、基礎となる伝播ダイナミクスを推論する。Approximate Bayesian ComputationおよびGNNベースのベースラインと比較した広範なベンチマークテストを通じて、本フレームワークはこれらの最先端の手法を一貫して凌駕し、多様な拡散設定において正確なパラメータ推定を提供するとともに、大規模ネットワークへの効率的なスケーリングを実現する。合成ネットワークでこの手法を検証し、現実世界のインサイダー取引ネットワークに研究を拡張することで、個人の状態の直接観測が不可能な拡散現象の分析における有効性を示す。

原文(英語)を表示

Title (EN): Learning hidden cascades via classification

arXiv:2505.11228v3 Announce Type: replace-cross
Abstract: The spreading dynamics in social networks are often studied under the assumption that individuals’ statuses, whether informed or infected, are fully observable. However, in many real-world situations, such statuses remain unobservable, which is crucial for determining an individual’s potential to further spread the infection. While final statuses are hidden, intermediate indicators such as symptoms of infection are observable and provide useful representations of the underlying diffusion process. We propose a partial observability-aware Machine Learning framework to learn the characteristics of the spreading model. We term the method Distribution Classification, which utilizes the power of classifiers to infer the underlying transmission dynamics. Through extensive benchmarking against Approximate Bayesian Computation and GNN-based baselines, our framework consistently outperforms these state-of-the-art methods, delivering accurate parameter estimates across diverse diffusion settings while scaling efficiently to large networks. We validate the method on synthetic networks and extend the study to a real-world insider trading network, demonstrating its effectiveness in analyzing spreading phenomena where direct observation of individual statuses is not possible.

Published: 2025-09-24 19:00 UTC


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