注) 本コラムは『経時的に変化する治療(Time-varying treatments)に対する因果推論』と題した以前のコラムを、時間依存性治療に関する部分と周辺構造モデルにおけるIPTW法に関する部分に分割し、内容の追加と修正を行い再構成したものの一部となります。 はじめに 多くの統計的因果推論に関する書籍や文献では、ある治療※1が単時点で行われる場合の因果効果の推定手法について紹介がされています。しかし、治療が複数の時点にわたって実施され、その一連の治療による効果に興味があるという状況も存在するかと思います。例えば、新型コロナワクチンの接種が我々に身近な例として挙げられ、これ以外にも顧客に対する商品のレコメンデーションなど医学分野に限らず様々な例が挙げられます。 正確な定義は後述しますが、上記で挙げたような複数の時点において実施され、かつ各時点での値が異なりうる(時間経過とともにとる値が変化しうる)治療は、時間依存性治療(time-varying treatments)と呼ばれます。時間依存性治療に対する因果推論へのニーズは、近年の統計的因果推論という言葉自体の認知の広まりや個別化医療への関心の高まりに相まって増加しています。一方で、その統計学的理論の理解は点治療の状況と比較すると内容が高度になることや日本語での文献が少ないことからそれほど進んでいません。そこで、本コラムでは時間依存性治療に対する効果をどのように定義するか、問題となることは何か、どのように効果の推定を行えばよいかについて簡単に解説を行います。また、いくつかの代表的な推定手法についてはSASでの実装方法も併せて紹介を行います。なお、本コラムは潜在アウトカムモデルの枠組みの下での因果推論について基本的な理解があることを前提としています。適宜関連する書籍や文献、因果推論に関する連載コラムをご参照していただければ幸いです。 ※1 本コラムにおいては、介入(intervention)や曝露(exposure)など他の原因となる変数を治療(treatment)と同義的に用いて構わないものとする 因果推論を行う上での治療分類("time-fixed" or "time-varying") ある治療とアウトカムとの因果関係を議論する場合、治療はtime-fixed treatments(時間固定性治療)※2、もしくはtime-varying treatments(時間依存性治療)のいずれかに分類がされます。そして、このどちらに属するかによって扱いは大きく異なります。まず、治療が時間固定(time-fixed)であるとは、対象集団におけるすべての被験者に関して、初回の治療レベルが以降のすべての時点における各々の治療レベルを決定することを指します。この状況としては大きく3つあります。 治療が研究開始時点でのみ行われる 1つ目は、治療がベースラインやtime zeroとも呼ばれる研究やプロジェクトの開始時点でのみ行われる場合です。一般的な臨床試験で投与される被験薬・対照薬や、一回の投与で完全な免疫を与えるone-dose vaccine(e.g., 黄熱病ワクチン)などが実例として挙げられます。 初回の治療レベルが時間経過によって不変 2つ目は、初回の治療が2回目以降の治療時点においても変わらず継続的に行われる場合です。この状況の例としては、被験薬と対照薬の複数回投与が予定される臨床試験や近年いくつかの国で導入されているベーシックインカムといったものが挙げられるかと思います。 決定論的に各時点の治療レベルが定まる 3つ目は、初回の治療レベルが決定論的にその後の治療レベルを定める場合です。すなわち、初回治療での分岐以降はそれぞれ1つの治療パターンとなる場合です。例えば、A群に割り付けられた被験者は隔週で被験薬を、B群に割り付けられた被験者は毎週対照薬を投与(初回治療が被験薬なら毎週投与、対照薬なら隔週投与)されるといった実験が1つの例として考えられます。また、Aチームに配属された選手は実践練習と模擬戦を、Bチームに配属された選手は基礎練習と筋力トレーニング(初回練習が応用練習ならその後は模擬戦、基礎練習なら筋力トレーニング)をそれぞれ1日の練習メニューとして行うといったものもスポーツの領域における例として考えられます。 上記の分類からも類推されるように、治療が複数時点で行われるとしても2, 3の状況に該当する場合には、因果推論を行う上での扱いは治療が単時点で行われる場合と変わらず、ベースライン共変量の調整に基づく手法が適用可能です。これはすべての個人に関して初回治療によって2回目以降の治療が決定されるため、後述する時間依存性交絡(time-dependent confounding)という問題が生じ得ないためです。 次に、時間依存性治療(time-varying treatments)とは時間固定でない治療すべてを指します。すなわち、複数時点で行われる治療であり、かつ各時点でとる値が初回の治療によって決定論的に定まらない治療が時間依存性治療にあたります。例えば、月に1回のペースで運動指導プログラムをある市において行うというプロジェクトを考えてみます。ここで、「初回指導に参加した場合は何があっても絶対に毎回参加しなければならない」や「初回指導に参加しなかった場合には絶対に以降参加できない」などといった特殊な制約がない限りは、各指導日でプログラムという2つの選択肢を市民は取ることができます。そのため、この運動指導というのは時間依存性治療にあたります。 この他にも疫学研究における喫煙や投薬量が被験者の状態によって変更される処方、検索履歴に応じて表示される広告(レコメンド)など様々な曝露、治療、介入が時間依存の例として挙げられます。ただし、特に疫学・医学分野においては本質的には時間依存であるものの、測定の実現可能性から時間固定とされる場合もあります。また、対照的に研究・プロジェクトの計画時点では時間固定であるものの、研究実施後には時間依存であるとみなされる場合もあります。それが割付の不遵守(コンプライアンス違反)が存在する場合の治療です。例えば、上記の時間固定である治療の2番目のシナリオで紹介した継続的に被験薬と対照薬(実薬)を投与するという臨床試験においては、試験に参加する被験者が何らかの理由(e.g., 副作用の発現)で治療法を切り替える場合があります。このような状況においては、本来は時間固定であった治療を時間依存性治療とみなして解析(補正)を行うことが可能です。 ※2 執筆時点で対応する定訳が存在しないという筆者の認識であるが、本コラムにおいては時間固定性治療という訳をあてる 治療レジメン(treatment regime) ここまでは因果推論を行う上での治療分類について紹介を行いましたが、以降では治療レジメンとその分類について紹介と解説を行います。これらは、因果効果の定義やデータを用いて効果を推定する(識別のために必要な仮定を検討する)場合に非常に重要になります。ここから先は数学的な内容も入りますので、以下のように記法をおきます。基本的にはアルファベットの大文字は確率変数を、小文字はその実現値を指しています。 k:時点を表す添字(k = 0, 1, ..., K) Ak:時点kにおける二値である時間依存性治療(1: あり, 0: なし) A0:k
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はじめに 因果推論コラム・シリーズでは潜在アウトカムモデルに基づく因果推論の解説を行なっています。今回のテーマは操作変数法(instrmental variable methods)です。 ある介入AがアウトカムYに及ぼす平均因果効果を推定する手法の1つに操作変数法があります。この手法は、操作変数と呼ばれる変数を利用することで交絡因子を調整することなく平均因果効果を推定する手法です。分野や状況によって交絡因子の特定や測定は困難であることは多く、それらの調整を行う必要がないという点で操作変数法は魅力的な手法です。ただ一方で、共変量調整に基づく因果効果の推定手法では必要とされない仮定が要求されますので、その点ご注意ください。ある変数が操作変数であるための条件は以下の3つです。各条件の詳細や実際にどのような変数が操作変数として提案されているか、操作変数と介入変数の相関が弱い場合に発生する問題については前回のコラムをご参照ください。 ZはAと関連する ZはYに対してAを介した以外の効果を持たない ZとYは共通原因を持たない 一般的な誤解として、操作変数法では操作変数が存在さえしていれば平均因果効果の推定が可能であるという認識があります。厳密には、操作変数が存在している場合に操作変数法によって推定可能なのはboundsと呼ばれる平均因果効果が含まれる幅であり、平均因果効果を推定するためには後述する仮定のいずれかが成立している必要があります。また、操作変数に関する3条件に加えて第4の条件としてどちらの仮定を置くかによっても、どのような集団における平均因果効果が推定可能であるかが異なります。本コラムではboundsと呼ばれる因果効果の部分識別について紹介した後、平均因果効果の識別に必要となるhomogeneity、およびmonotonicityについて紹介をします。なお、boundsは信頼区間とは異なる概念であることにご注意ください。 Bounds:因果効果の部分識別 このセクションでは本コラムシリーズの参考書籍である『Causal Inference: What If』の具体例を一部改変し、boundsについて簡単に紹介していきます。 「集団全員にある介入を行なった場合、行わなかった場合と比較して加法的なスケールで平均的にどの程度効果があるか」を示す平均因果効果E[Ya=1]-E[Ya=0]は、二値アウトカムに関してはPr[Ya=1=1]-Pr[Ya=0=1]と表すことが可能です。ここで、このPr[Ya=1=1]-Pr[Ya=0=1]のとりうる値の下限と上限を考えてみると、集団の潜在アウトカムに関して無情報である場合(データが何も存在しない場合)には、当然のことですが、下限は-1、上限は1です。 Pr[Ya=1=1]-Pr[Ya=0=1]=-1(下限) Pr[Ya=1=1]=0:介入を受ける場合の潜在アウトカムはすべての被験者に関して0 Pr[Ya=0=1]=1:介入を受けない場合の潜在アウトカムはすべての被験者に関して1 Pr[Ya=1=1]-Pr[Ya=0=1]=1(上限) Pr[Ya=1=1]=1:介入を受ける場合の潜在アウトカムはすべての被験者に関して1 Pr[Ya=0=1]=0:介入を受けない場合の潜在アウトカムはすべての被験者に関して1 すなわち、二値アウトカムに対する無条件での平均因果効果が含まれる幅(bounds)は[−1,1]です。例えば、集団が20名で構成されているとすると、下限と上限になる潜在アウトカムの状況は下図の通りです。 ここで集団(の一部)に関して実際にデータが得られた時、一致性の下でboundsはより狭く考えることが出来ます。これは、データとして一部の被験者らの潜在アウトカムYa=1, Ya=0の情報が得られるため、未知の部分に対して最も極端な場合の値を代入することによって下図のように下限と上限を計算することが出来ます。 なお、アウトカムが二値変数ではなく連続変数である場合にboundsを計算するためには、アウトカムが取り得る最小値と最大値を指定し、二値変数の場合と同様に代入する必要があります。また余談ですが、boundは前回のコラムで紹介した集団レベルでの除外制約 (condition (ii)) とmarginal exchangeability (condition (iii)) が成立する操作変数Zが存在する場合にはboundsをより狭く考えることが可能です。この場合のboundsはnatural boundsと呼ばれ、その幅はPr[A=1|Z=0]+Pr[A=0|Z=1] となり、データのみから識別されるものよりも狭くなります(Robins 1989, Manski 1990)。加えて、marginal exchangeabilityではなくjoint exchangeabilityが成立する場合には、さらに狭い幅となるsharp boundsを識別することが可能です。さらに追加の仮定を置くことでより狭いboundsが計算することができることも示されています(Richardson, Evans and Robins 2011)。しかし、上記のようなboundsは、一般には因果効果として用いる指標のnull value(e.g., E[Ya=1-Ya=0] であれば0)を含むかなり広い幅となり、有用でないことの方が一般的です。 第4の仮定:homogeneity(同質性)
はじめに 因果効果の推定手法の1つである傾向スコアマッチング、およびSASでの実装方法について紹介します。傾向スコアマッチングのSASでの実装にあたっては、本記事ではSAS/STAT 14.2(SAS 9.4)で追加されましたPSMATCHプロシジャを使用します。因果推論の基本的な枠組みや傾向スコア・傾向スコアマッチングの統計的理論については、詳しく解説を行いませんので、そちらに関心がある方は書籍等を参考にしていただければ幸いです。 理想的なランダム化比較試験においては、ランダム化により治療群と対照群間で測定・未測定の交絡因子(confounders)の分布が期待的に等しくなるため、単純な群間比較によって治療(介入、曝露)の興味のあるアウトカムに対する効果を評価することが可能です。しかし、ランダム化が行われなかった実験研究や観察研究のデータから因果関係を見出そうとする場合には、一般に交絡(confounding)と呼ばれるという問題が生じます。これは簡単に述べると、治療群と対照群で集団の特性が異なることで2つの集団が比較可能ではない状況、治療群と対照群でのアウトカムの違いが治療だけではなく集団の特性の違いにも依存する状況を意味しています。つまり、ランダム化が行われなかった実験研究や観察研究のデータから因果効果を推定する際には、交絡を十分に制御した上で群間比較を行う必要があり、世間一般で因果効果の推定手法と呼ばれるものは、交絡を調整方法する方法だと認識していただいてよいかと思います。因果効果の推定手法は回帰や層別化、標準化など様々なものがありますが、本記事ではマッチング法に注目します。マッチング法は、治療群と対照群から類似した特徴を持つ被験者をペアとし(マッチングさせ)、マッチした対象集団において治療を受けた群と受けなかった群を比較するという方法です。 ただ、一言にマッチング法と言っても複数の交絡因子(共変量)の情報をそのまま用いる「共変量マッチング」と、共変量の情報を傾向スコアという一次元の情報に落とし込んだ上でマッチングを行う「傾向スコアマッチング」という2つの方法に大きく分かれます。初学者にとっては前者の方がより直感的な方法かと思いますが、共変量が高次元である場合や変数のカテゴリ数が多い場合にはその実施が困難になります。そのような場合にしばしば用いられるのが後者の傾向スコアマッチングです。マッチングには、治療群と対照群の構成比率やマッチング方法など様々なオプションがありますが、傾向スコアの分布が同じ(治療群と対照群が交換可能)であるmatched populationを作成するというのが共通の考え方です。また、傾向スコアマッチングの実施手順は連続である単一の共変量を用いた共変量マッチングと同様であり、大きくは以下のような手順となります。 【傾向スコアマッチング法のステップ】 共変量の特定、測定 傾向スコアのモデル指定、傾向スコアの推定 マッチングアルゴリズムの決定、マッチングの実施 マッチングした対象者で構成された集団(matched population)における治療群と対照群での交絡因子の分布評価 4.で評価した共変量が不均衡である場合には2.に戻る 群間比較の実施 推定結果の解釈 記法と仮定 記法 以下の記法の下で傾向スコアマッチングに関する議論を行います。アルファベットの大文字は確率変数を、小文字はその実数値を意味するものとします。なお、以降でボ-ルド体としている場合は単一の変数ではなくベクトルであることを意味しているものとします。 A:二値の治療変数 Y:観察されるアウトカム Ya:潜在アウトカム X:共変量(一般にはベクトル) 仮定 本記事では以下の識別可能条件を仮定します。理想的なランダム化比較試験においては研究デザインによってその成立が認められますが、観察研究ではあくまで”仮定”となります。つまり、その成立を認めることが妥当であるかどうかの議論が別途必要となることにご注意ください。また、各条件の詳細や意図する内容については本記事では取り扱いませんので、他の記事や書籍等をご参照ください。 【識別可能条件 (Identifiability assumptions) 】 一致性 (consistency) If Ai = a, then YiA = Yia = Yi 特にAが二値であるとき、 Yi = AYia=1 + (1-A) Yia=0 条件付き交換可能性 (conditional
はじめに 統計的因果推論における1つの達成目標として「介入を行った場合には行わなかった場合と比較してどの程度結果(アウトカム)が変わったのか」という因果的な疑問に対し、定量的に答えることが挙げられるかと思います。以前のコラムでは、こういった因果効果を数学的・統計学的に議論していくために潜在アウトカムという考え方を導入し、その値を推定していくために重要ないくつかの仮定について紹介を行いました。この因果効果の推定の手法には様々なものがありますが、次回以降のコラムで紹介をする交絡調整に基づく因果効果の推定手法 (e.g., 回帰、層別化、傾向スコアを用いた手法)では、興味のある因果効果の推定値をバイアスなく得るためには、交絡や選択バイアスの調整に必要な全ての変数が完全に特定・測定されているという仮定が成立している必要があります。この仮定はデータからその成立を検証することはできず、もしもいずれかが成立しない場合には得られる推定値にはバイアスが含まれ、いわゆる残差交絡 (redidual confounding) が存在する状況となります。現実的に仮定が全て厳密に成立するケースというのは比較的稀ですので、そのような意味では大部分の研究結果(特に観察研究)・解析結果には一定のバイアスが含まれているとみることもできるかと思います。ただし交絡調整に基づく手法がダメだと言っているわけではなく、調整が不完全ながらもバイアスを軽減することは十分に意義があり、また最終的に結果に含まれるであろうバイアスの大きさとその方向(過大評価 or 過小評価)を議論することが重要かと思います。 今回のコラムでは、操作変数法(instrumental variable methods, IV methods)という因果効果の推定手法について紹介と解説を行っていきます。この推定手法は、操作変数 (instrumental variable, instrument) と呼ばれるいくつかの条件を満たす特殊な変数を利用することで因果効果の推定を行う手法になります。医学分野では、先行研究の結果(e.g., 医学的な知見)から交絡因子となりうる変数の特定・測定が比較的容易であることから先ほど言及した交絡調整に基づく推定手法が用いられるケースが比較的多いですが、経済学や社会科学といった分野ではそもそもの特定が出来なかったり、仮に交絡因子であろうと見込んだ場合であってもそれを測定することができないケースが非常に多く存在します。そのため交絡調整に基づかない手法である操作変数法というのは経済学や社会科学において、特にその理論が発展してきたという歴史的な背景があります。なお詳細については後述しますが、操作変数法は交絡因子の測定を必要としないというメリットもある一方、いくつかの検証不可能な仮定に基づく手法です。したがって、解析を行う研究・データにおいて因果効果の推定のために要求される仮定の成立を認めることがどの程度妥当であるかの議論が他の手法と同様に必要であることにご注意ください。 操作変数の3条件 操作変数法では、ある介入AのアウトカムYに対する因果効果を推定するために以下の3つの条件を満たす変数Zを利用します。この変数Zは操作変数 (instrumental variable, instrument) と呼ばれます。 操作変数の3条件 (Theree instrumental conditions) Z is associated with A ZはAと関連する Z does not affect Y except through its potential effect on Y ZはYに対してAを介した以外の効果を持たない Z
社会におけるデータ活用の拡大に伴い、データ活用人材の需要はますます大きくなってきています。東京理科大学データサイエンスセンターとSAS Institute Japan 株式会社は、データサイエンス人材の教育とキャリアについての知見を深めるため、2022年12月21日(水)に合同でシンポジウムを開催しました。本記事では、このイベントの様子をご紹介したいと思います。 シンポジウムの開会にあたり、東京理科大学 副学長 坂田 英明 様、SAS Institute Japan 株式会社 営業統括本部長 宇野 林之からご挨拶がありました。坂田副学長は、2031年に150周年を迎える東京理科大学が掲げるTUS Vision 150のなかで、データサイエンス教育に重点を置いていることに触れ、2019年に設置された東京理科大学データサイエンスセンターが、データサイエンスの応用分野創造と人材育成を進めていることを紹介しました。SASの宇野からは、40年以上の間、アナリティクスを専業としてきたSASの歴史に触れながら、リソース不足で実りが少なかった第二次AIブームと違い、昨今の第三次AIブームは豊富な計算リソースを背景に社会に浸透しており、特にビジネスの世界では、データドリブン経営から業務のディシジョンのサポートまで、データサイエンスが幅広く活用されていることを紹介しました。両者ともにデータ活用人材の不足を課題に挙げ、本シンポジウムでの議論に期待を寄せました。 第1部:東京理科大学におけるデータサイエンス教育 第1部では、東京理科大学のデータサイエンス教育の紹介と、そこで学んだ学生からの研究発表が行われました。 まず、データサイエンスセンター長 矢部 博 様から、データサイエンス教育の取り組みについて紹介がありました。理系の総合大学である東京理科大学では、各学部でデータを活用した研究・教育がされてきましたが、学長直下の組織として設置されたデータサイエンスセンターが横串となり、各学部や教育推進機構、研究推進機構、産学連携機構と連携しながら、データサイエンス教育・研究のハブとしての役割を果たしています。 政府はAI戦略2019のなかで年間50万人のリテラシーレベルの人材と年間25万人の応用基礎レベルの人材の育成を目標に掲げていますが、東京理科大学では、既に2019 年度から独自の教育プログラムを展開しています。まず、全学部生が対象のデータサイエンス教育プログラム[基礎]は、数学、統計学、情報学、データサイエンス、その他の授業から20単位をB評価以上で取得することで、認証書が授与されます。大学院生が対象のデータサイエンス教育プログラム[専門]では、数理コース、ビジネスコース、人工知能コース、医薬コース、機械学習コース、医療統計コース、Informaticsコースの各コースが設定する科目から8単位をB評価以上で取得することを要件としており、高度な知識と技能を持った学生を認証しています。 また、SASとの共同認定プログラムであるSAS Academic Specializationでは、SASを活用したデータ分析を実践する授業の6単位を取得することで、SASスキルと統計解析の知識を認定します。特に、SASソフトウェアを用いた研究課題や実践課題に取り組み、論文を提出し、審査に合格することが条件となっています。このような教育プログラムをデータサイエンスセンターが提供することで、各学部での一般・専門教育と並行してデータサイエンス人材の育成を推進しています。 次に、理学部第二部数学科 教授 伊藤 弘道 様から、社会人履修証明プログラムについて紹介がありました。東京理科大学の理学部第二部は、日本唯一の夜間理学部として、特に理科・数学を中心とした学び直しの機会を提供してきました。現在、社会人学生の割合は1割程度で、教員免許の取得を目指す学生も多く在籍しています。学部の課程と並行して履修証明プログラムを2020年度から開始しています。コースの種類としては、SAS認定コース、データサイエンスコース、数理情報コース、統計学入門コース、数理モデリングコース、数学リテラシーコース、微分幾何入門コースがあり、さまざまなスキルや知識を持って社会で活躍できる人材を育成しようとしています。 続いて、SAS教育の実践を含む教育の一つとして、大学院講義「カテゴリカルデータ解析」に関し、工学部情報工学科 教授 寒水 孝司 様より紹介がありました。この授業は理論と演習から構成されます。演習パートについて、企業で活躍する専門家が講師として招聘され、担当しています。講師の統計解析への知見、SASプログラミングの専門的な知識や技術を吸収しようと、学生は理論の学習と演習課題に交互に取り組んでいます。特にこの授業では、クロス集計とその指標の推定から、交絡のあるデータを扱うための技術を習得します。 学生の研究発表 第1部の最後に、4組の学生からデータ分析を活用した研究発表がありました。独自に設定した課題について、大学のプログラムで提供されているデータや自身で収集したデータを用いた分析結果を発表しました。みなさん、基礎分析をしっかり行い、データの傾向を掴もうとしていたことが印象的でした。将来の夢の発表もあり、スキルを磨いて夢を実現されることを期待しています。 第2部:ビジネスにおけるデータサイエンス人材の活用 第2部では、ビジネスにおけるデータ活用事例およびデータ活用人材のニーズやキャリアについて、講演がありました。 採用市場におけるデータ活用人材のニーズ まず、株式会社マイナビ 就職情報事業本部 マイナビ編集長 高橋 誠人 様より、データ活用人材の採用市場におけるニーズについて紹介されました。株式会社マイナビは、就職活動支援サービスの提供のみではなく、大学や企業と連携してデータ活用人材の育成の支援を行っています。特に、2024年卒業学生向けの新卒就職活動サイト「マイナビ2024」からは、「DX(デジタル・トランスフォーメーション)がわかる超基礎講座」というe-learningを提供し、IT人材のキャリア形成を支援しています。 講演では、経済産業省の「新産業構造ビジョン」や情報処理推進機構の「DX白書2021」などからデータを引用しながら、IT人材のニーズについて論じました。ほぼすべての分野においてIT技術を核とした革新が期待されているなか、IT人材の需要は高まることが予測されています。米国ではIT人材不足が解消されてきている一方、日本国内のIT人材は質・量ともにまだまだ不足感があります。プロダクトマネージャー、ビジネスデザイナー、テックリード、データサイエンティストと、さまざまな側面のデータ活用人材が不足していると感じている企業が半数以上です。(一方で、「自社には必要ない」と考えている企業も2割程度あるのも問題かもしれません。)2030年には、中位シナリオで45万人のIT人材が不足すると予測されています。マイナビ社の調査結果を見ると、新卒の就職市場は全体的に堅調であるなかで、情報系学生の就職先が製造・ソフトウェア・通信分野に偏っていることが問題であるように思われます。転職市場では、全体と比較してIT・通信・インターネットの分野において、転職による給与の上昇が期待できるようです。最近では、経験者を募集する割合が減ってきていることも人材不足を反映しているかもしれません。
2023年を迎えて間も無く1ヶ月が経とうとしていますが、皆様はどのよう新年のスタートをされましたでしょうか。With コロナに向けた取り組みが社会的には広がり、自らが管理する時間が増えた中で、質の良い学習時間を確保することは社会人・学生問わず大変重要なことかと思います。 さて、SASでは学習および教育を目的とする方向けに、SAS® OnDemand for Academics (ODA) というアナリティクス・ソフトウェアを無料で提供しています。実は、このSAS ODAですが昨年末にログイン画面のアップグレードが行われ、提供されている各種機能へのアクセス方法がわかりやすくなりました。このブログ記事では、アップグレード後の SAS ODAについて紹介していきます。 ①ホーム画面(中央) 画面中央には大きく3つのセクションがあり、それぞれ下記の内容が提供されています。 Code with SAS® Studio すべての教員・学生・個人学習者を対象として、Webサイトにアクセスするだけで使用可能です 提供されている”タスク”からGUI的にSASコードを生成可能です(もちろん自分でコーディングすることも可能) SAS Studio上にプログラムファイルの新規作成、既存ファイルのアップロードが可能です(最大5GB) アクセス可能なSASソフトウェア一覧: SAS/STAT® Base SAS® SAS/IML® SAS/OR® SAS/QC® SAS/ETS® Learn SAS Programming Programming 1, Statistics 1といった統計学やプログラミングに関するいくつかのe-learningや、動画教材を提供しています SASソフトウェアや統計解析・機械学習を中心とした基礎的な知識、スキルをe-learningを通じて習得可能なオンライン学習プラットフォームSAS Skill Builder for Studentsを学生を対象として提供しています(大学ドメインのアドレスが必要) SASの認定資格に関するガイドをていきょうしています Collaborate with SAS Communities いくつかのSASに関連するコミュニティ情報が掲載されています プログラミングや解析にあたっての疑問点、Tipsを共有し、世界中のSASユーザーからコメントをもらうことが可能です ②ホーム画面(右) 初期状態では次の5つのアイコンが表示されます。 Files
SASが提供する大学講義「アナリティクス入門」のブログ・シリーズ、前回は記述的アナリティクスについてまとめました。今回は4つのアナリティクスのレベルの2つ目、診断的アナリティクスについてまとめます。診断的アナリティクスは、要因分析・効果検証・統計的因果推論などの手法を用い、事象がなぜ起こったかを分析します。 収入が多い家庭の子供は学力が高いか? 数年前のNewsweekの記事に、教育の不平等を取り上げたものがありました。子供の教育にはお金がかかり、収入が多い家庭しか良い学歴を得られないという論調です。東京大学生の親の年収分布と45-54歳男性の年収分布を比較し、前者では年収950万円以上が62.7%もいるのに対し、後者は12.2%であることをデータとして掲載しています。さて、このデータから「東大に入学できたのは親の収入が多いからである」と主張するのは正しいでしょうか? 子供の教育にお金がかかることは事実だと思いますが(日々実感しております)、先程のデータから「親の収入→東大」の因果関係を導くには、対応しなければいけない反論をいくつか思いつくことができます。 まず、取得したデータに偏りはないでしょうか。東京大学の学生は、東京を中心とした関東出身者が多いと思いますが、全国と比較して、東京在住者の収入は高いので、その影響が出た可能性があります。また、「一般の男性」は「大学生の子供がいる年代」のデータのようですが、「実際に大学生がいる」かどうかはわかりません。一般に、子供がいる世帯のほうが子供のいない世帯より収入が多いので、これも影響が出ている可能性があります。このように、集計対象のデータの偏り(バイアス)により、適切な比較がなされていない可能性があります。 また、「収入の多さ」と「東大への入学」に関係があっても、因果関係は無いかもしれません。例えば、家族や地域の「教育熱心に対する考え方」が収入や学歴に同時に影響を与える場合、擬似的な相関が現れる場合があります(偽相関)。このような交絡要因を考慮しないと、真の因果関係を割り出すことは難しいです。(念のため書いておきますが、Newsweekの記事が間違っていると主張しているわけではありません。考慮すべきバイアスや交絡がありそう、という主張です) キャンペーン・メールの効果 企業では、商品の購買促進のために、顧客に直接メールを送り、商品の案内をするということを行うことがあります。このとき、メール配信の効果を知るためには、メールを送った顧客の購買量とメールを送らなかった顧客の購買量の差分をとればよい、と考えることができます。しかし、もしメールの配信を「もともと買ってくれそうな人」を対象としていた場合はどうでしょうか。効果的にメールを送るには、このような対象に限定することは合理的ですので、このような場合は多いでしょう。しかし、買ってくれそうな人にメールを送っていたとすれば、メールを送った顧客は「もともとメールがなくても買っていた」人だったかもしれません。つまり、メールを配信した効果は単純比較の差分量より小さい可能性があります。このときの、「メールを送った人のほうがもともと購入しやすかった」という偏りをセレクション・バイアスと呼びます。 バイアスや交絡を除去する方法 バイアスや交絡を除去する最も強力な方法はランダム化比較実験です。対象を「メールを送るグループ」と「送らないグループ」に振り分けることにより、データ取得の段階からバイアスや交絡を含まない比較対象を作ることができます。薬剤やワクチンの効果の検証は、この方法が採られます。どれぐらいの実験対象を用意し、測定された効果が偶然現れたものではないことを統計学的に検証します。このあたりは、ライフサイエンスの事例の回で詳細に紹介します。 一方で、ランダム化比較実験はコストがかかります。さきほどのメールの例でいえば、買ってくれそうな人に送ったほうが効果的なメールを、あえて効果が低い人にも送る必要があります。薬剤の治験では、協力してくれた被験者に報酬を支払います。また、例えば「子供手当の効果」の検証など、そもそもランダムに振り分けることができない場合もあるでしょう。そういった場合には、実験で計測されたデータではない、観察データを用いて統計学的に効果や因果を検証することになります。この方法は統計的因果推論と呼ばれます。統計的因果推論については、こちらのブログ・シリーズで詳しく解説されています。 観察データから因果や効果を推定するには、「もしかしたらこういう要因があるのではないか」という候補を多く集め、それらの影響を丁寧に検証する必要があります。そういった候補を網羅的に思いつくには、その領域への深い知識が必要です。データサイエンスにおけるドメイン知識の重要性は、前回述べたデータ準備においてそれぞれのデータの意味や特徴を捉えるとともに、このような要因分析・因果推論における交絡要因を抜き出すことにも関連します。 研究における診断的アナリティクス 米国バージニア・コモンウェルス大学のMessyがんセンターで、がんによる死亡の社会要因を研究している事例があります。ここでは、所得や教育水準など、社会的な不利な立場ががんの死亡率に与える影響を研究しています。このためには、年齢や体重、喫煙、飲酒、食生活といったがんのリスク因子の他に、医療施設の場所や居住地域、人種、民族、収入などの社会的要因を総合的に検証する必要があります。このような多くの要因から、本当に影響がある要因を特定するためには、統計的因果推論が必要です。 また、ここでもやはり、データの質は重要です。多くのデータソースから個人をキーとしてデータを統合し、さまざまな要因(変数)を含む総合的なデータを作る必要があります。医療情報はセンシティブなデータになりやすいので、データの統合、研究者への共有、患者へのフィードバックといった利便性の追求と、セキュリティの確保の両面が大切です。
SASが提供する大学講義「アナリティクス入門」のブログ・シリーズ、1回目の前回はイントロダクションとして「アナリティクスとは」についてまとめました。今日は4つのアナリティクスのレベルの1つ目、記述的アナリティクスについてまとめます。 前回も書いたように、記述的アナリティクスは、過去に何が起こったか、いま何が起こっているかを知るためのアナリティクスです。データの集計し、統計量を計算したり、集計結果を表やグラフを用いて可視化したりすることで、データを理解したり情報伝達をすることが目的です。 納得して仕事をするために 私の娘が小学校を卒業するとき、「卒業式は友達みんな袴を着るって言ってるよ!」と言い出しました。つまり、だから自分も袴を着たいと主張しているわけです。「小学校の卒業式なんて一生に一回だしな…」なんてよくわからない理屈でレンタルしましたが、蓋を開けてみると、3割ぐらいの女子しか着ていませんでした。小学生の言う「みんな」は信じてはいけません。 ところで、SAS Japan では、毎年夏休みに「親子でデータサイエンス」というイベントを開催しています。小学生とその保護者が、一緒にデータを活用したポスターを作るイベントです。何年か前、自分のおこづかいが少ないと感じた小学生が、おこづかいアップを目指すためのポスターを制作しました。学校のお友達に毎月のおこづかいの金額をアンケートし、集計した結果をヒストグラムに表し、平均値、中央値、最頻値を算出して、親を説得するための材料にしたのです。「みんな私よりおこづかい多いよ!」という主観的で非定量的な主張より、このようにデータとグラフで示されると、親は納得せざるを得ません。 子供が親を説得するのに限らず、組織として多くの人が関わる仕事では、ある種の同意を形成する必要があります。そこには納得感が必要であり、そのためには客観的なデータを示すことが役に立ちます。同意が形成されていることを、英語で “be on the same page” と表現しますが、同じページの同じ図表を見ていることが重要なのです。おそらく、どこの会社でも同様のものがあると思いますが、SAS Japan では毎月、全社員が参加する(ことになっている)ミーティングのなかで、現在の売上の状況が報告されます。どの部門が目標に対してどれぐらいの位置にいて、来月以降はどの程度の売上を予測しているのか、図表を使って全社員に共有します。そのことにより、全員が同じ目標に向かって活動することができます。 可視化の役割 データサイエンスという言葉には、人工知能や機械学習のイメージが強いかもしれませんが、実際の社会におけるデータ活用では、まだまだこのような可視化の役割が大きいと感じています。多くの人の同意を得るために客観的なデータを提示するだけでなく、日常的なデータをモニタリングし、非日常的な変化を検知してアラートを上げることができます。例えば新型コロナウイルスの陽性者は毎日報告されて、その遷移が可視化されています(例: 東京都のページ)。これにより、「感染者が増えてきたな」と感じることができますし、数値が基準を超えると、まん延防止措置や緊急事態宣言などの対策が取られることになります。 他にも、例えば工場のカーボン・フットプリントの総量が規制されているような場合、各ラインが毎日どれぐらいエネルギーを消費しているかについての情報を管理することが必要になります。このためには、データを集計し、報告する必要があります。毎日することですので、手作業で実施するのは大変です。データ取得から報告書作成までを自動化できれば、仕事の効率を上げることができます。そのためには、どんな分析をするか、だけではなく、いつデータを持ってきて、分析結果をどこにどのタイミングで出力するかを考慮してシステムを設計する必要があります。世の中には、まだまだこのように記述的アナリティクスにより解決できる課題が多く残っていると思われます。 可視化をサービスの透明性の確保のために行っている例もあります。米国のダーラム市の事例では、警察が市民の信頼を得るために、警察官の活動データを可視化して市民が閲覧できるようにしました。逮捕、出勤、苦情、トレーニングなどのデータを集め、指標をダッシュボードに表示します。市民が自分でダッシュボードを操作して「分析」することができれば、より「自分が調べている」感が出て納得しやすくなり気がします。 記述的アナリティクスとデータ準備、データ探索 記述的アナリティクスは記述統計量を計算したり、データをグラフで表したりするだけだから簡単だ、と思われるかもしれませんが、実際はそうではありません。可視化も含めたデータ分析のためには準備が必要で、この工程に80%もの時間が使われることも珍しくありません。データはどこにあるのか、どのようにアクセスするのか、そのデータの項目は何を意味しているのか、入力漏れはないか、ありえない値が入力されていないか、表記は統一されているか、複数のデータソースに整合性はあるか、など、正しいデータ分析のために必要な準備は多岐にわたります。これについては、データの管理と準備の回で詳細を紹介します。 逆に、データの準備のために記述的アナリティクスが活用されることもあります。例えば、記述統計量やヒストグラムにより各変数の分布を調べることで、それが想定している分布と一致しているか、おかしな値が入力されていないかをチェックすることができます。変数間の相関を見たり、散布図を描いたりすることで、異常値を発見しやすくなることもあります。 また、このようなデータ探索は、診断的アナリティクスや予測的アナリティクスのような、さらなるデータ分析のための準備にも使われます。変数の分布をみることで、どのような統計モデルを当てはめるかを検討することができます。機械学習の精度を上げるためには、変数を操作して適切な特徴量をつくることが必要ですが、そのために変数の分布や欠損をチェックし、変数変換や補完を行うかどうかを決定します。 このように記述的アナリティクスは、データの準備から高度なアナリティクスまで、幅広いフェーズに活用される基礎的なスキルです。 記述的アナリティクスの学習 SASソフトウェアで記述的アナリティクスを実践するときは、SAS Visual Analytics を活用するのが便利です。マウス操作でデータの可視化とレポート作成、データ分析を行うことができます。 学生であれば、学習用ポータル Skill Builder for Students に登録して、e-learningで学ぶことができます。「SAS Visual Analytics 1 for SAS Viya: Basics」というコースでは、データ準備と可視化、レポーティングを学ぶことができます。ぜひご活用ください。
SASのビジョンは「データがあふれる世界をインテリジェンスに満たされる世界に変える」ですが、そのためにはデータの活用について知っている人材が世の中でさまざまな役割を担うことが重要だと考えています。そこで、SASはグローバルで教育・アウトリーチ活動を実施しています。 SAS Japanでは、アナリティクスを学習するための入門編として、同志社大学や上智大学で講義を提供しています。この講義では、SAS社員が講師となり、アナリティクスの基本的な考え方や各業界での活用事例、アナリティクスを実現するためのテクノロジーなどを紹介します。SASソフトウェアを活用した実際のデータ分析に取り組む前に、アナリティクスがどこで活用されているのか、何のために使われているのかについて、データサイエンティストを目指す学生以外にも知ってほしいと考えて講義を構成しました。実際は90分×15回程度の講義なのですが、このブログ・シリーズでは講義の内容をまとめて紹介します。 アナリティクスとは 「アナリティクス(analytics)」はanalysisから派生した言葉ですが、analysisの語源としては、「ばらばらにする」という意味があるそうです。analysisの日本語訳である「分析」も、「分ける」「析(さ)く」という意味の漢字から成り立っていますから、analysisと同じ意味合いですね。近代以降の還元主義的な考え方によれば、「分ける」ことはすなわち「理解する」ことにつながります。分解することにより、ものごとを理解しようというのがanalysisの言葉的な意味になります。 近代の科学では、対象の理解のために観察や実験といった方法が採られてきました。そこには、データが必須です。対象を分解し、データを比較することがスタートです。比較対象をできるだけシンプルにすることが研究の基本的な態度ですが、対象が複雑になったり大規模になったりすると、多くのデータが必要になります。そのため、複雑で多様なデータから情報を引き出し、ものごとを理解するための技術が発展しました。それがアナリティクスです。analyticsを直訳すると「分析学」であり、analysisに関する知識や技術の総称になります。SASのWebページには次のように書いています。 アナリティクスは包括的かつ多面的な分野であり、記録されたデータに潜む有意義なパターンや知識を発見するために、数学、統計学、予測モデリング、機械学習などの手法を活用します。 SASはアナリティクスのソフトウェアとサービスを提供している企業ですが、単なる「技術」を売っているとは考えていません。人間が対象を理解しようとしているのは、その理解から利益を得たいからです。今日、世界中の組織でアナリティクスやデータサイエンスが活用されているのは、それが組織の役に立つからです。SASにはこんな言葉があります。 Data doesn’t drive your organization, Decisions do. データは組織を駆動しない。意識決定が駆動する。 アナリティクスはデータを分析し、インサイトを得るための技術ですが、それが人間の意思決定につながらない限りは組織の利益にはなりません。 意思決定をしてみよう 「意思決定」と言っても、べつに特別なことではありません。我々は日常的に意思決定をしています。少し例を上げてみましょう。 今日、傘を持っていくか? 週末のイベントに参加するか?(コロナ禍) ワクチンを接種するか? 運動会のリレーのクラス代表を誰にするか? どの授業に登録するか? みなさんは、これらの課題に対し、どのように意思決定をしますか? 傘を持っていくかどうかの判断は、天気予報を見て決めるでしょう。天気予報は、気象庁や気象予報士が過去のデータと現在の観測データ(衛星や気象観測所、各種センサーなど)を用いて未来の天気を予測しています。週末のイベントに参加するかどうかは、新型コロナウイルスの感染者の動向を見て決めるでしょう。ニュースやWebサイトでは、感染者の遷移がわかりやすく可視化されています。ワクチンを接種するかどうかは、ワクチンに効果があるかどうか、副反応が許容できる範囲かどうかを考慮して決めるでしょう。ワクチンの効果は、厳密にデータと統計学によって検証されます。運動会のリレーのクラス代表は、体育の授業の50m走のタイムを見て決めると納得しやすいです。1回だけだと「たまたま」かもしれないので、何回かの平均タイムを比較するかもしれません。どの授業に登録するかは、学部・学科の履修ガイドラインもさることながら、過去にその授業を受けた先輩が残したデータを参考にするでしょう(筆者の学生時代は、単位の取りやすさがA-Dにランク付けされたリストが出回っていました)。このように、みなさんは日常的に意思決定をしていますし、そこではデータを役立てていることが多いことがわかります。 みなさんのなかには、データサイエンティストを目指している人もいるかもしれません。組織のなかでアナリティクスを活用するには、この意思決定をどのように支援するかを考えることが重要です。データを取得し、分析し、その結果を意思決定者であるユーザーに提示するサービスを設計する必要があります。この「ユーザー」はアナリティクス・ソフトウェアのユーザーではなく、意思決定サービスのユーザーという意味です。データサイエンティストは、データがあるからとりあえず分析してみるのではなく、ユーザーが意思決定をする際の課題をいかにデータ分析により手助けするかをプランすることも役割の一つになります。 4つのアナリティクス ガートナーによると、アナリティクスは、データ分析をしてから意思決定にいたるまで、どの程度人間が介在するかによって4つのレベルに分けられます。 記述的アナリティクス … 過去に何が起こったか、いま何が起こっているかを知る。データの集計や平均値などの統計量の計算、グラフを用いた可視化など。 診断的アナリティクス … 事象なぜ起こったかを分析する。要因分析・効果検証・統計的因果推論など。 予測的アナリティクス … 未知の事象を過去のデータや入手できる情報から予測する。統計モデル・機械学習モデルを活用。 指示的アナリティクス … 次に何をすべきかを指し示す。数理最適化の手法を活用。 例えば、上記の意思決定の例であれば、イベントへの参加を検討するためにコロナ感染者の推移をグラフで見たり、リレーのクラス代表者を50m走のタイムで決めたりするのは、記述的アナリティクスに該当します。情報を解釈して判断する大部分を意思決定者自身が担います。ワクチンの効果を検証するのは診断的アナリティクスです。ランダム化比較実験や統計的因果推論の手法を用います(次回以降で解説します)。天気予報は、予測的アナリティクスに当たります。過去のデータと現在の観測情報から未来の天気を予測します。指示的アナリティクスでは、例えば最適な配送経路を計算するのに数理最適化の手法を用います。 次回以降は、これら4つのアナリティクスを詳しく見ていきましょう。
社会でのデータ活用が進むにつれ、それを推進する人材の必要性が増しています。データ活用人材、アナリティクス人材、データサイエンティスト、呼び方や役割はさまざまですが、そのスキルの根底にあるのは、「データリテラシー」です。データリテラシーとは、世界で起こっているさまざまなことを理解するために、データと対話できることを指します。データの有用性を見極め、信頼性を問い、意味を見出し、その洞察を意思決定に役立て、洞察を他者に伝えることができる一連のスキルです。内閣府、文部科学省、経済産業省は、大学における「リテラシーレベル」の数理・データサイエンス・AI教育プログラムについて、認定制度をはじめようとしています。 SASは、学生向けにデータサイエンスを学べる SAS Skill Builder for Students を無料で提供しています。Skill Builder for Students の e-Learning のなかに、データサイエンスを学ぶ最初のコースとして、Data Literacy Essential があります。このコースでは、身近な例を取り上げ、段階を踏んでわかりやすくデータリテラシーについて学ぶことができます。 SASは、アナリティクスが個人や組織の意思決定のために活用されるものであることを意識し、製品やサービスを展開しています。この Data Literacy Essential のコースでも、意思決定の際にデータとどう向き合えばよいのか、その理解のためのファースト・ステップを提供します。よく統計学の初級コースで、「まず平均や分散を計算してみましょう」という教材がありますが、実は、それ以前に理解すべきことがあります。なぜデータを見る必要があるのか、どのようにデータを集めるのか、そのデータはどういう性質を持っているのか、という疑問と、それらを知ろうとする姿勢が必要です。 このコースは6つのモジュールで構成されます。 Why Data Literacy Matters ... WebやSNSなどで出会うさまざまなデータを例にデータリテラシーの重要性を学びます。 Data Literacy Practices ... 商品の購入を例にデータリテラシーの実践を学びます。 Identifying Reliable Data ... ある家族の新型コロナ感染予防の取り組みを例に信頼できるデータの収集について学びます。 Discovering the Meaning of Data ... 新型コロナの影響を受けたビジネスを例にデータから知見をどのように得られるのかを学びます。 Making Data-informed Decisions ...
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はじめに 前回のコラムでは因果関係を統計学的に考えるために「潜在アウトカム」という概念を導入しました。そして、因果効果を異なる介入レベルの潜在アウトカムの比較によって定義しました。例えば、心臓移植という介入がその後の生存に関して因果効果を持つかどうかを考えたい場合には、各個人が心臓移植を受けたらどうなったか、もしくは受けなかったらどうなっていたかという2つのifの結果(潜在アウトカム)を考え、それぞれを比較します。これが潜在アウトカムの枠組みでの因果推論(Rubin流の因果推論)の基本的な考え方になります。 しかし、詳細については後述しますが、このifの結果である潜在アウトカムは、現実にはいずれか1つしか観測はされず、もう一方は現実には得られない結果(反事実)となるため、個人における因果効果は定義することは可能であっても、その値を求めることは一般には出来ません。しかし、平均因果効果については識別可能条件 (identifiability conditions) と呼ばれる以下の3つの仮定の下では、その値をデータから推定することが可能です。 一致性 (consistency) 交換可能性 (exchangeability) 正値性 (positivity) 今回のコラムではこれらが意図する内容について解説を行います。なお推定手法によっては追加の仮定や、ここで紹介したものとは異なる仮定が置かれる場合(e.g., 操作変数法)、暗に置かれている条件については補足資料や、各推定手法に関するコラムをご参照ください。 一致性 前述のように潜在アウトカムを用いるRubin流の因果推論においては、因果効果は異なる介入レベルの潜在アウトカムの比較によって定義されます。ここで1つ重要なことがあります。それは、潜在アウトカムと観測されるアウトカムは異なる概念であるということです。あくまで潜在アウトカムとは、〇〇という介入を「仮に受けたとしたらどのような結果となるかというifの結果」であり、観測されるアウトカムは〇〇という介入を「実際に受けた場合の結果」です。つまり、潜在アウトカムを用いて定義される因果効果をデータ(観測される結果)から考えるためには、これら2つの異なるアウトカムをリンクさせる必要があります。 そこで必要となるのが一致性 (consistency) と呼ばれる仮定です。一致性とは全ての個人に関して、ある介入A=aを受ける場合の潜在アウトカム Ya が、実際にその介入を受けた場合に観測されるアウトカムYと一致することを意味します。例えば、介入Aを心臓移植の有無、アウトカムを介入から5日後の生存の有無としたとき、ある個人に対して想定される潜在アウトカムは、介入を受けない場合と受ける場合の結果であるYia=0, Yia=1の2つです。ここで仮に、被験者は実際に介入を受けたとします。すると、手術から5日後に観察された結果Yは、手術の前に考えた潜在アウトカム Yia=1と同じであるというのが一致性が指す内容です。一見すると、大変当たり前のことを言っているように思われます。しかし、一致性は以下の2つの要素から構成され※1、これらが成立しない場合には、潜在アウトカムと観測されるアウトカムが一致しない、もしくは後述の式の様な単純な関係とはならない場面があります。 precise definition of the counterfactual outcomes linkage of the counterfactual outcomes to the observed outcomes 1つ目の要素は、潜在アウトカムを構成する要素が十分に定義されているかどうかに関する項目です。ここまで心臓移植という介入の因果効果を考えるにあたり、介入を受ける場合の潜在アウトカム Ya=1と受けない場合の潜在アウトカムYa=0を比較しました。しかし、心臓移植を受けるといっても心臓移植を行う医師によって治療の効果は変わりうる可能性は十分考えられます(医師の手術の上手さが異なる)。このように単に介入を受けるといっても複数のバージョンがあり (multiple versions of treatment) 、かつ、それぞれの場合で介入による効果が異なる場合には、治療を受ける場合の潜在アウトカムを単にYia=1とするのではなく、どのような治療を受けるのかといった情報まで含めて、潜在アウトカムの定義をする必要があります。precise definition of the
アカデミア向けにアナリティクス・データサイエンスのキャリアを紹介するイベント「SAS アナリティクス・キャリアシンポジウム」において、SAS Institute Japan 株式会社 コンサルティングサービス統括本部のクラウス 舞恵瑠 氏が講演しました。本イベントは、「データサイエンティストになりたい」と考える学生が業務内容やキャリアをイメージできるようになることを目指し、2021年12月22日(水)に開催されました。前回の記事はこちら。 「大学院のときに学会に参加し、『もっと数学をやりたい』と気づいたときには、すでに就活が終わっていました…」と振り返るクラウス氏は、大学院ではオペレーションズ・リサーチを専攻していました。「やりたいことが分からないから」という理由でコンサルティングファームに就職し、システムの導入支援の業務につきましたが、在学中に参加した学会で芽生えた「数理的な手法で問題解決をしてみたい」という思いが強くなり、SAS Japanへの転職を決意します。 クラウス氏がSASで携わっている直近のプロジェクトのテーマは、「不良債権回収業務の回収益向上」というものです。通常、債務の返済を督促するときは電話をかけますが、人によっては訴訟に発展してしまう可能性もあります。そこで、返済状況や債務者のタイプによって督促の方法を変更したり、場合によっては債務を減額する提案をするほうが長期的には回収額が向上する場合があったりします。どのような督促・回収方法を取るのがよいのか、回収担当者の意思決定を支援するために、強化学習や最適化手法といったデータ分析を活用します。 「一般的なプロジェクトには業務フローがありますが、それぞれのフェーズにおいて必要となるスキルや知識は異なります」とクラウス氏は言います。プロジェクトのフェーズは①現状分析/効果検証、②要件定義、③設計/開発/テスト、④導入支援、⑤本番稼働、の5つに分けられます。それぞれのフェーズにおいて、①分析とドメイン知識、②コミュニケーション、③エンジニアリング、④コミュニケーション、⑤エンジニアリングのスキルが重要になります。 分析スキルのベースには線形代数、微分、統計などの数学的な力があり、それを活用するためにSASやPythonなどのツールやプログラミングのスキルがあります。業界やクライアントの業務に関する知識であるドメイン知識は、クラウス氏によると「非常に重要なもの」ですが、一方で「学生の間に身につけることは難しい」ものです。コミュニケーション・スキルは、クライアントの課題を明確にするためにヒアリングを実施し、また、プランや結果をクライアントにフィードバックするための資料を作成し、わかりやすく説明するためのスキルです。エンジニアリング・スキルは、参画するプロジェクトにもよりますが、GithubやSQLなどのテクノロジーを扱う技術が求められる傾向にあります。このうち、分析スキルは大学の授業などを通して、コミュニケーション・スキルはゼミなどを通して学生のうちに身につけることができそうです。 「これらのスキルをすべて伸ばしていくことはもちろん望ましいですが、私の現在の課題としては、より高度な分析スキルを身につけることです。そのためには、独学、勉強会、YouTubeなどさまざまな勉強法がありますが、一番大切なのは実務経験だと考えています」とクラウス氏は述べます。「学生にとっては実務経験を得ることは難しいですが、就職したあとに積極的に実務に携わり、経験を通してスキルを向上させていく意欲が大切です」と学生にエールを送りました。
はじめに データに基づいた意思決定が必要とされる場面が近年ますます増えており、そういった際には、データからいかに因果関係を導き出すかが非常に重要な問題です。”因果”を統計学的に捉え、いかにしてそれに迫るかは、統計的因果推論として体系化がなされています。SAS Blogでは、前回の記事からこの統計的因果推論に関する連載コラム・シリーズが始まりました。 因果関係を統計学的に導くことを目的とする統計的因果推論には、主に2つの枠組みがあります。1つは潜在アウトカムを用いるRubin流の考え方、そしてもう1つが構造的因果モデルを用いるPearl流の考え方です。これら2つの考え方は相反するものではなく、Pearl流の因果推論では、ある変数の特徴とそれらの関係を記述するために構造的因果モデル (SCM; Structural Causal Model) が用いられています。このSCMには対応するグラフィカル因果モデルがそれぞれ存在しており、その際に使用されるのが有向非巡回グラフ (DAG; Directed Acyclic Graph)※1です。このDAGはRubin流の因果推論においても、変数間の関係を視覚的に理解するために補助的に利用がされています。本コラム・シリーズでは前者の潜在アウトカムの枠組みでの因果推論について紹介を行います。今回は特にその根底となる潜在アウトカムについて、また、それを用いた因果関係の定義について説明します。 ※1 補足資料を参照 相関関係と因果関係 相関関係とは、ある2つの変数において、一方が増加するにつれてもう一方も増加(減少)する傾向があるという双方向の関係を意味しています。これに対し因果関係とは、ある2つの変数のうち、一方の操作可能な変数(原因)の値を変化させる(介入を行う)と、もう一方(結果)の値が変化するという、原因から結果への一方向的な関係です。これらの関係の違いを理解することは社会生活を送る上で非常に重要です。例えば、相関関係がある有名な例として、年収と血圧の関係があります。この2つの変数の間には正の相関関係(年収が高くなるほど血圧が高い傾向)があります。しかし、年収を上げるために血圧を上げる(Ex, 暴飲暴食を行う)ことは妥当でしょうか。もしくは、血圧を下げるために年収を下げる(Ex, 転職をする)ことは受け入れられることでしょうか。おそらく多くの読者の方の意見は「No」であるかと思います。この例からも察することができるように、相関関係と因果関係の存在とその方向というものは必ずしも一致しません。また、これらの関係を混同することは大きな不利益につながる可能性があります。上記の例であれば、真には血圧の増加は年収増加に対して因果的な効果を持たないのにも関わらず年収を上げるために無駄に暴飲暴食を行ってしまうことで、結果として不健康につながる可能性があります。 このように興味の対象が因果関係、因果効果である場面は比較的多く存在します。統計的因果推論 (causal inference) とはこれらを形而的、哲学的にではなく、統計学的に考える学問分野です。また、単に因果推論と言われる場合もあり、コラム中で単に因果推論と呼称した場合には、統計的因果推論を意味していることにご注意ください。データから因果効果を推定するために「傾向スコア」を用いた手法など様々なものが用いられています。しかし、これらの手法は適用さえすれば因果効果を適切に推定することができるというわけではありません。因果推論を行うにあたっては因果関係を検討する集団はどういった集団であるか、考える因果効果はどのような介入の効果であるかといった因果的な疑問 (causal question) を明確にすることがまず重要です。その上でデータへの手法の適用があります。また、それぞれの手法は異なる仮定を必要とするため、無条件で因果効果を求めることはできず、その仮定が目の前にあるデータに対してどの程度成立するものであるかといった議論も必要です。 加えて、推定する対象が手法間で異なるといった点や真の関係をゆがませる要因は何が想定されるのかなど、他にも様々な事を考慮する必要があり、慎重に議論を行っていくことが大切です。本コラムでは潜在アウトカムの枠組みでの因果推論の理論(考え方)と、一部の因果効果の推定手法についてのみ取り扱いますが、現実的にはそのような総合的な議論が重要です。 本コラムにおける用語 今回のコラムでは、心臓移植とその5日後の生存の間の因果関係を具体例として考えます。すなわち、心臓移植という介入が5日間の生存というアウトカムに対して、因果効果を持つかどうかを検討します。医療の分野では原因として考える要因を介入 (intervention) や処置 (treatment) 、曝露 (exposure)、結果変数のことをアウトカム (outcome) と呼ぶことが一般的であり、このコラム・シリーズでは、具体例として主に医療関連の話題を取り上げるため、基本的にはこのような呼称を行います。経済・金融系の分野では、因果効果があるかどうか検討したい要因が施策等である場面があるかと思いますが、因果推論の理論に関して変わりはないので、本コラムの例を読者の方がそれぞれ抱えている疑問に置き換えて考えるとよいでしょう。ただ、今後紹介する因果推論に関する様々な仮定の妥当性や分析に用いられるデータの特徴は、それぞれの分野によって異なりますので、その点ご理解ください。 潜在アウトカムによる因果効果 それでは早速、例を用いて潜在アウトカムとは何か、因果関係とは何かを考えていきます。具体的には心臓移植(介入)が5日後の生存(アウトカム)に対して因果的な効果があるのかどうかを考えます。この関係を検討するために、まずゼウスとヘラというある2人に対し、ともに介入を行うことを想定し、何らかの方法で以下の結果が得られたものとします。 ゼウスは1月1日に心臓移植を受けると、その5日後には死亡している。 ヘラは1月1日に心臓移植を受けると、その5日後は生存している。 このもしもの結果(介入を行う場合の結果)が分かったとき、心臓移植はゼウスとヘラの5日間の生存に対してそれぞれ因果効果を持つと結論付けることは可能でしょうか。一見すると、ゼウスは心臓移植後に死亡し、ヘラは生存していますので、ゼウスに対してはnegativeな因果効果(心臓移植により死亡した)、ヘラに対してはpositiveな因果効果(心臓移植により生存した)があったように見えます。しかし、その結論は正しいのでしょうか。もしかすると心臓移植を受けずとも、ゼウスは5日後には亡くなり、ヘラは生きていたのかもしれません(結果は変わらなかった)。もしくは心臓移植を行わなければ、逆にゼウスは生存し、ヘラは亡くなっていたのかもしれません。つまり因果効果があるかどうかについては、この結果だけでは判断することはできません。 では、どのような状況であれば因果関係かどうかを判断することができるでしょうか。その1つのアイディアがもし介入を受けなかったらどのような結果が得られたのかを考えることです。実際にはゼウスもヘラも介入を受けるか受けないかのいずれかしか取り得ないため、必ずどちらか一方の結果は現実的には得られない(反事実)ものとなってしまいますが※2、先ほどと同様に何かしらの方法でその場合の結果を知ることができたと仮定し、それぞれの場合の結果を比較するわけです。そして、それらの値が異なるのであれば介入の因果効果があるとし、同一であるのならば因果効果がないと判断します。 ゼウスとヘラに関しては、以下のようなifの結果が得られたとします。 ゼウスは1月1日に心臓移植を受けないと、その5日後は生存している。 ヘラは1月1日に心臓移植を受けないと、その5日後は生存している。 先程の結果も含め、介入を受ける場合と受けない場合の結果をまとめたものが下図です。 介入を受けない場合の結果が得られたことにより、心臓移植はゼウスに対しては5日後の生存に対し因果効果を与えた(ネガティブな効果)、ヘラには因果効果を与えなかった(介入があってもなくても結果は同じ)と判断することができます。おそらく、この判断に関しては読者の方々も特に異論はないかと思います。この例のように、ある介入を受けた場合のifの結果のことを潜在アウトカム (potential outcomes)
はじめに 根拠に基づいた意思決定を行うこと (EBPM; Evidence Based Policy Making) が、近年分野を問わず重要視されるようになってきています。意思決定を行う立場としては、根拠となる事象と結果の事象の間に因果関係があるのか、それとも相関関係しかないのかは大変大きな違いです。 因果関係と相関関係を混同した1つの有名な例として、チョコレート摂取量とノーベル賞の受賞者数に関する研究があります。この研究では、「チョコレートを多く摂取するとノーベル賞受賞者数が増加する」という因果関係の存在について触れられています。この論文は、2012年に世界で最も権威のある医学雑誌の1つである New England Journal of Medicine に掲載され、世界規模で大きな論争を引き起こしました。論文では、国ごとのチョコレート消費量とノーベル賞受賞者数を調べたところ、チョコレート消費量の多い国ほどノーベル賞受賞者数が多いというデータが示されました。論争のポイントとなったのは、各国のチョコレート消費量とノーベル賞受賞者数の関係が以下のどちらの関係であるかについてです。 チョコレートを摂取すればノーベル賞受賞者は増加する(因果関係) 別の隠れた要因がそれぞれに影響を与えており、チョコレート消費量とノーベル賞受賞者数の間に見かけ上の関連性が生まれている(相関関係) 一体どちらの主張が正しいのでしょうか。読者の方には、ぜひ今の意見と、このコラム連載が終了した後の意見を比較していただきたいと考えています。 統計的因果推論 (Causal causal inference) とは、因果関係をデータから導くための体系的な学問領域であり、2021年に David Card, Joshua Angrist, Guido Imbensの3名がノーベル経済学賞を受賞したことも相まって、現在大きな注目を集めています。しかし、その注目の程度と比べると、内容についてはあまり認知されていないように思います。そこで本ブログ・シリーズでは、統計的因果推論(または、単に因果推論)に関する連載を行います。データアナリティクスに関わる多くの方に、因果とは何か、それをデータから導くためには何が必要となるのかを理解をしていただき、適切なデータアナリティクスのために活用されることを望みます。連載コラムで取り扱う内容は以下を予定しています。 理論編 潜在アウトカムの枠組み 因果効果を求めるために必要な条件 観察研究と実験研究における交換可能性 選択バイアス (selection bias) 測定誤差 (measurement error) 手法・実装編 推定におけるモデルの必要性 層別化・回帰・標準化 傾向スコアとそれを用いた手法 操作変数法 理論編では、データから因果関係を考えるために必要となる概念、および仮定について取り扱います。また、観測される関係が真の関係と異なる要因について解説を行います。手法・実装編では、理論編で扱う潜在アウトカムの枠組みで因果効果を推定する手法についてSASでの実装方法とともに紹介を行います。SASソフトウェアでは、2016年以降のバージョンで、因果推論に特化した機能が利用できます。 なお、手法・実装編で紹介する因果効果の推定手法は、すべてを網羅しているわけではなく、回帰不連続デザインなど他にもいくつかの手法があることにご注意ください。 本コラムでは出来る限り数学的な記載は避け、直感的な表現をすることに努めますが、数理的な部分に興味がある方に向けた参考資料も準備しています。コラム中に登場する解析例で使用したプログラム・コードは著者のGithub上で公開を行う予定です。 謝辞 この連載記事では、参考文献として主に以下の2つを使用します。 Causal
Curiosity Forever SASは約束します。データの探索や、アナリティクスそして学習、これらの進化を止めません。好奇心と能力が出会う時、世界は前進するからです。 SASは、”Curiosity=好奇心”から生まれるユニークで大胆な問いに対して、アナリティクスを用いて解を探すことを大切にしています。これまでにも自然やウェルネス・教育・スポーツなど多岐にわたる分野の好奇心溢れる問いに取り組んでいます。そしてこのCuriosity Foreverを、現代の子どもたちが体験できる環境を築くことが、私たちの未来を豊かにすると考えられます。 データネイティブの世代を育てる準備ができていますか? 1990年代半ばから2000年代前半に生まれたZ世代は、これまでで最も多様性に富み、最も教育水準の高い世代であり、社会変革の原動力として位置づけられています。2014年、Monica Rogati氏は データネイティブという言葉を作り、「データネイティブは、自分たちの世界がスマートで、自分たちの好みや習慣に一貫して適応することを期待している」と述べました。データネイティブの子どもたちは読書量、成績、スクリーンの使用時間などを記録するようになります。スマートで、プログラム可能で、データが豊富な世界で育ちながら、彼らは毎日データに浸かっていると言えるでしょう。 Z世代が社会で活躍する時代の到来とともにテクノロジーも進化し、私たちは膨大なデータを持つことになります。データはこれまで学術研究や政府の政策など、社会の一部に限定されたツールでしたが、今や主流になりつつあり、専門家だけでなく全ての人がデータリテラシーを身につけることが不可欠です。 若者がデータリテラシーへの関心を高める鍵は、生徒が関心を持つ問題にデータリテラシーを結びつけることにあります。これまでの学校教育におけるデータは、数学などの科目でデータの基礎として扱われることが多いです。しかしデータの活用が出来る分野には、社会的不公正との戦い、環境保護、飢餓との戦いなど世の中の実際に起こっていること・子どもたちにも身近なことに広がっていて、それらを通じて若者の生来の情熱に訴えかけることができます。また、データがどのように責任を持って使われ、進歩やイノベーションを促進するのか、子どもたちに伝えましょう。それと同じくらい重要なのは、データサイエンスの分野に自分たちが反映されていることを確認することです。この分野への参加を広げ、多様性を高めることは、社会的格差の縮小に取り組む上で最も重要なことです。 わたしたちはデータに慣れ親しむZ世代の探究心や情熱とともに、私たちは創造性と革新性を育む環境を育み、社会全体をよりよい方向に進めていく必要があります。 ※このセクションはAre we prepared to raise a generation of data native?の内容を要約しています。詳細はこちらをご参照ください。 Curiosity: 東京は暑い! 筆者もZ世代の学生として、好奇心からアナリティクスにつながるちょっとした体験をしました。 上京してきた際に「東京って思ったよりも暑いんだ」と感じてから、都市部の暑さに興味を持ちました。近年、夏に注意を促される熱中症。毎年患者数が増加しており、日本全体で暑さに関する対策として緑のカーテンなど緑化を行っています。しかし、その緑化はどれくらい効果があるかピンとこない気がしていました。そこで今回は仮説として、「緑地率が高い区ほど熱中症患者数が少ない」を立てたので、東京都23区の緑地率と熱中症患者数にどのような関係があるかについて確かめたいと思います。 上図は、年次ごとに東京都23区の100万人当たりの熱中症患者数と緑地率(AVNIR-2の光学センサの衛星データより緑地を抽出して求めた割合)の相関を確かめるために作成した散布図です。 散布図から、6年分全体でみて緑地が増えると熱中症患者が減るという傾向は読み取れませんでした。相関係数0.4と正の方向に相関が少し出ていますが、年次で色分けした部分で縦軸方向に層ができているように見えるので、相関係数のみで判断するのは難しいと考えました。また区ごとに時系列で比較したとき、たった6年で緑被率に大幅な差がありました。これは私が取得できた衛星データに雲がかぶっているなどの原因で、緑地率のデータが正確でないためである可能性もあります。 今回の観察期間で熱中症患者数は年々増加しており、機会があれば、緑地率以外に考えられる要因を集めて影響度を確かめてみたいと思いました。 このように日常生活でふと気づいた疑問を積極的に考えて、実際はどうなんだろうか、何か出来ることはないかとアナリティクスを用いる動きは、学生の好奇心を刺激しデータ活用の第一歩となります。学生の皆さん、いま浮かんだ疑問をデータを使って深掘りしてみませんか? What are you curious about?
現代において統計学は様々な分野で利用されており、データアナリティクスとは切っても切れない関係にあります。しかし、実際にデータアナリティクを行う人すべてが、その内容を適切に理解しているのでしょうか。「有意差がつくかどうかとりあえず検定を行ってみる」、「集めたデータ全てをモデルに組み込んでみる」このような経験を持つ方も実は多いのではないでしょうか。分析に用いる手法の仮定や限界、その他解釈や留意事項への理解がないまま行われるデータアナリティクスは、誤った解釈を生む可能性があります。しかし、実社会においては、統計学はその活用事例が注目されがちであり、適切ではない事例が身の回りにあるというのもまた事実です。データアナリティクスを行う側としても、その結果を受け取る側としても、統計学を一般教養として学んでみてはどうでしょうか。 今回紹介するのは、e-learningコース「Statistics 1: Introduction to ANOVA, Regression, and Logistic Regression」です。統計学を学ぶ時に、学習がうまく進まない一つの理由として、各種内容が実際にどう活用されるか、そのイメージがつかないという声を多く耳にします。本コースは純粋な統計学の知識だけでなく、そのような具体的なデータアナリティクスに至るまでの「何を目的とするのか」、「目的によってどのような手法が適切であるのか」といった「データリテラシー」に関する内容も潤沢に用意されているため、一環した流れの中で学習を行う事ができます。このような何のために統計学を学ぶ必要があるのかという点は、どうしても”学問としての”統計学の学習の際には意識がされないため、統計学を初めて学ぶ方だけではなく、簡単にその内容を触れたことがある中級者の方にも最適な学習教材です。 統計学は「記述統計学」と「推測統計学」に分類されます。前者はデータの持つ特徴(最大値、平均など)を記述し、整理することによって、そのデータ自体への理解を行おうというものです。それに対し後者は、データをとある大きな集団からのサンプルであると仮定し、データからその大きな集団(母集団)の持つ特徴について、推測を行うものです。ここでは、実際に推測統計学でよく用いられている「統計的仮説検定」と「統計モデル」という、2つの手法について紹介します。これらについてもコース中ではより詳細に、活用されている事例とともに紹介されているので、ご興味のある方はぜひ一度コースに登録・受講してみてください。登録手順はこちらの以前の記事を参照ください。 統計的仮説検定 ある大きな集団(母集団)に対しその特徴を知りたい場合、すべてのデータを得ることができるのは非常に稀です。例えば、日本国民全員があるテレビ番組Aを見ているかどうかの情報を得ることは、労力的にも、費用的にもほぼ不可能です。統計的仮説検定はそういった場合に、標本である一部のデータを用いて、母集団に対する特定の仮説が成立するか否かを、背理法的に判断する方法です。先のテレビ番組の視聴率調査は、実際にこの考えに基づくものであり、よく見かける視聴率はおおよそ1万世帯のデータをもとに、統計的に推定されています。検定の手順は以下の通りです。 母集団に対し、帰無仮説とそれに対応する対立仮説の計2種類の仮説を設定する 帰無仮説の下で、得られたデータ(とそれ以上に極端な結果)が得られる確率(P値)を計算する 事前に設定した基準(有意水準)とその確率を比較する 基準よりも確率が低いのであれば、そもそも帰無仮説が妥当ではないと判断する(帰無仮説を棄却) 統計学でよく誤解を生みやすい「P値」というものが利用される内容になります。仮説検定は非常によく用いられる方法ですので、自分でどういった手順で検定は行われているのか、その解釈はどう行えばいいのか、を説明できない方は受講してみることをお勧めします。 統計モデル データから母集団の特徴について推定を行う場合には「統計モデル」というものが用いられます。このモデルはなぜ必要なのでしょうか?ここで、日本人の男性と女性の身長について、それぞれ推測をするという例を考えます。また、現実に得られるデータは、男性のみデータだけだとします。すると一つ問題が生じます。それは「女性については推定を行うことができない」ということです。男性については、得られたデータが男性50名の身長データですので、妥当な推定が可能です(ここにも男性の身長分布は正規分布であるという仮定は置きます)。しかし、女性の身長について推定を行おうとしても手元には男性のみのデータしかないため、推定ができません。もし何の仮定もなければ、男性の身長データを女性の身長の推定のために用いることは妥当ではありません。ではここに、『女性の身長の分布は男性の分布より10cm低く、分布の形状は同じである』という仮定があるとどうでしょうか?(いくつかの調査によると期待値としては12~13cmほど低いそうですが) 上記の仮定があるのであれば、男性の身長分布から女性の身長分布が想定可能なので、男性のみのデータからデータには含まれていない女性についても推定を行うことが可能になります。つまり、「統計モデル」とは観測されたデータにはない未知の部分について推測を行うために、仮定する一種の数学的・統計学的な制約条件になります。ただ一概にモデルといっても様々なものがあるため、データの置かれている状況によって想定される適切なモデルは異なり、どれを選択すべきかはケースバイケースです。このモデルの選択をどうすべきかは先行研究やこれまでの知見による部分が大きいため、様々な場面でのデータアナリティクスを学ぶ必要があります。 学生の方であれば今後、卒業研究やコンペティション参加など、多くの場面で統計学の知識が必要になるかと思います。数日学習を行えば統計学への理解が深まるだけでなく、SASから学習認定デジタルバッジを無料でもらうこともできます。ぜひこの機会に一度統計学について、学習を行ってみてはいかがでしょうか?
以前の記事では、学生であれば無料で利用可能なオンライン学習コース「Skill Builder for Students」についての紹介を行いました。このSkill Builder for Studentsには5つのコースが準備されており、今回の記事ではStatistical Analysis, Predictive Modeling, and Machine Learningコースについての概要を紹介します。このコースでは統計的仮説検定から回帰分析、予測モデル、教師あり機械学習まで「統計・機械学習モデル」の基礎的な部分と、SASソフトウェアでの実践を学習することができます。 データ析を行う際には、しばしば統計モデルや数理モデルと呼ばれる「モデル」を利用します。このモデルの学術的理論や実装方法を学習する機会は多数ありますが、モデルを利用する目的をはっきり意識できているでしょうか。モデルは現象を数式等で模式的に表現したものですが、このようなモデルによる表現の目的が、その現象に対する説明を行いたいのか、未知のイベントの予測を行いたいのかを区別する必要があります。前者は記述的アナリティクス(および診断的アナリティクス)、後者は予測的アナリティクスと呼ばれます。 記述的・診断的アナリティクスでは、現象を観察して得られたデータから、その現象に関する情報の関連や因果関係を推測し、現象を説明することが目的です。例えば、住宅価格を考えるとき、価格を決定する要素(面積、駅からの距離、築年数、階数、近隣施設など)は何か、どの要素が最も価格と強い関係を持っているかといったことを理解するために統計モデルを活用します。 一方、予測的アナリティクスでは、面積や駅からの距離といった既知の情報から住宅の価格を推定・予測するためにモデルを活用します。記述的・診断的アナリティクスのような「現象の理解」よりも、「予測の精度」に注目することになります。 今回のコースは、このような「何のためにデータアナリティクスを行うのか」という点が特に意識されており、SASでの実装を紹介するだけではなく、統計学の概要、モデルを使って何を考えるのかについてのイメージや理論の説明が豊富に用意されています。近年、アナリティクスに関係する職種を目指す方が増加しており、統計検定に代表されるような資格を取得しようとしている方も多いと思います。それに伴い、関連した書籍・講座が世に出るようになってきていますが、手法のみに着目しているものも多く、「なぜ」、「どんな場面で」その手法を利用するのかをイメージできないものも見られます。今回この記事で紹介しているコースは、そのような今後データに関連する分野に関わっていきたいという初学者の方に特におすすめです。単に統計的手法の実施方法や結果の見方を紹介しているだけではなく、どういったモチベーションでその手法の利用を考えるのか、現実に起こり得るシナリオに沿って理解できる教材だと思います。 Statistical Analysis, Predictive Modeling, and Machine Learningコースへのアクセスは以下の手順です。 Skill Builder for Studentsへログイン 「Learn SAS」というタブをクリック 画面中央の「Start Learning」をクリック 「Statistical Analysis, Predictive Modeling, and Machine Learning」をクリック 展開される各種e-learningコースをクリック 画面下部にある「enroll」をクリック このコースは後述のように、6つの項目に分かれており、各項目にはさらに複数のLessonが準備されています。各項目に含まれるLessonをすべて終了すると学習完了を証明する「SAS digital Learn Badge」(下図)が発行されます。 コースで学習できる内容 Statistics 1:
「お客様とFace to Faceで向き合うことができるという信用金庫の強みが、コロナ禍により十分発揮できなくなっています。そんな今だからこそ、業界のセントラルバンクである信金中金で、業界のデジタル化を推し進める役割を皆さんも一緒に担いませんか?」 信金中央金庫 しんきんイノベーションハブの狩野 詩生(かのう しゅう)氏は、アカデミア向けにアナリティクス・データサイエンスのキャリアを紹介するイベント「SAS アナリティクス・キャリアシンポジウム」でこう学生に問いかけました。 本イベントは、2021年12月22日(水)、SAS Japan六本木オフィスで開催され、同時にオンライン配信されました。「データサイエンティストが21世紀の最もセクシーな仕事」と言われて10年近くが経とうとしており、企業や組織でデータ活用の役割は徐々に広がりを見せていますが、どのようなスキルをどんな業務に活用しているかについては、まだ一般的ではありません。「データサイエンティストになりたい」と考える学生も、業務内容やキャリアを明確にイメージできないのではないでしょうか。このイベントでは、社会におけるアナリティクス・データサイエンスの活用をアカデミアに紹介するとともに、教育の側からのアプローチも論じます。 信金中央金庫は、全国の信用金庫の「セントラルバンク」として、信用金庫からの預金を投資・融資して運用しています。金融機関では、以前より金融リスクの管理や不正取引の検知の業務において、アナリティクスが活用されてきました。国の経済インフラを担う金融機関が健全な取引を行い、金融犯罪を防止するための対策は、監督省庁が目を光らせる規制業務であり、金融機関が必ず整備しなければいけない領域です。例えば、金融機関が保有している資産が将来どのような価値を持つのか、そのばらつきを予測するために統計学と金融工学をフル活用したり、また、国際犯罪組織による資金洗浄(マネー・ロンダリング)目的の海外送金を検知し、ストップをかけるために、統計モデルや機械学習モデルを構築したり、実は、データサイエンティストが世界の金融を支えているのです。 狩野氏は大学でマーケティングや経営学を専攻し、信金中央金庫で融資業務やコンサルティング業務を経験後、信用スコアリングモデルを作成・研究する業務に従事しました。信用スコアリングとは、端的に言えば、融資先が返済不能になる可能性がどれぐらいあるかを数値化することです。このために、場合分けのルールや統計モデルを活用します。また、最近では、EBM(Event Based Marketing)でのデータ活用に取り組んでいます。入出金データなどから、顧客の資金ニーズを予測し、適切なタイミングで商品を提案できるようにすることが狙いです。従来であれば、大まかな顧客カテゴリに応じた提案しかできなかったのが、予測モデルの活用により、よりパーソナライズされた提案ができるようになります。 このような目的のために、次のような業務があります。 どのようなデータをどのように受け取り、蓄積するかを設計する データのありかを整理し、内容を理解した上で、基礎分析により特徴を把握する 予測モデリングのためにデータの整形・加工を行う 統計学や機械学習を駆使してモデルを構築する データサイエンティストといえば、4番のモデル構築のスキルが重要に思われがちですが、それまでの準備も大切です。狩野氏は、データサイエンティストの業務において求められるスキルとして、「データ理解」「プログラミング」「モデル構築」に加え、「企画・立案」「サービス提供」を挙げています。特に、しんきんイノベーションハブのような組織では、顧客である信用金庫がどのように活用するかも考えてサービスを設計することが必要です。さらに、統計やデータ分析の専門家ではない顧客に説明し、使ってもらえるようにすることも求められています。特に金融機関のアナリティクス活用では「説明力」に重きが置かれており、モデリングにおいても、ブラックボックスのAI・機械学習より、説明力の高い統計モデルが利用されることが多いようです。 また、普段はSASやPythonプログラミングで業務にあたりますが、「どのような分析環境が利用できるかは組織によって異なるので、プログラミング言語については、広く勉強したほうが有利かもしれない」と狩野氏は述べました。「データ理解」についても、入社しないと業務についての知識を得ることは難しいので、組織のなかで学ぶ意欲とコミュニケーション力が重要になります。 信金中央金庫では、全国の信用金庫のデジタル体制の整備を担うため、幅広い業務があり、今後人材需要が高まります。データサイエンスに興味のある学生のみなさん、金融業界での活躍を目指してみませんか? 学生のみなさんは、統計学や機械学習を用いた予測モデルについて、SAS Skill Builder for Students で学習することができます。特に、「Predictive Modeling Using Logistic Regression」や「Machine Learning Using SAS Viya」は、SASソフトウェアの学習と同時に、予測モデルを利用する目的や、モデル構築や評価での注意点を学習できます。SAS Skill Builder for Student については、こちらのブログ記事シリーズもご参照ください。
前回の記事では、学生であれば無料で利用可能なオンライン学習コース「Skill Builder for Students」のProgrammingコースについての概要を紹介しました。今回は引き続きまして、Visual Analytics and Visual Statisticsコースについて紹介していきます。 データアナリティクスへの興味・関心は近年急激に増加しています。ただ特に学習を始めた学生では、データアナリティクスと聞くと、どうしても複雑なモデルを組むことや機械学習を実施することだけに意識が向いている印象を受けます。しかしデータアナリティクスの本質はそこではありません。根幹にあるのは意思決定や業績の改善にどれほど貢献できるかです。データの可視化、見える化は学生ですとしばしば軽視されがちな部分ではありますが、意思決定や現状の把握においては非常に有用な有用な方法の一つです。 今回紹介するコースではSAS Viyaプラットフォーム上でSAS Visual AnalyticsとSAS Visual Statisticsを使用し、様々な可視化方法、予測モデルについて学習を行います。これらを学習することによってデータに潜む傾向やパターンを把握し、そしていかにその後のリスク管理や傾向の予測などへとつなげていくかといった実践的なデータアナリティクスを学ぶことが可能です。またSAS ViyaはSASによるプログラミング以外にもRやPythonといった他のプログラミング言語をサポートしているため、SASのコーディングができない方であっても不自由なく利用することが可能となっています。 Visual Analytics and Visual Statisticsコースへのアクセスは以下の手順です。 Skill Builder for Studentsへログイン 「Learn SAS」というタブをクリック 画面中央の「Start Learning」をクリック 「Visual Analytics and Visual Statistics」をクリック 展開される各種e-learningコースをクリック 画面下部にある「enroll」をクリック Visual Analytics and Visual Statisticsコースの概要 本コースは SAS Visual Analytics 1 for SAS
前回の記事では、学生であれば無料で利用可能なオンライン学習コース「Skill Builder for Students」についての紹介を行いました。このSkill Builder for Studentsには5つのコースが準備されており、今回の記事ではProgrammingコースについての概要を紹介します。このコースではSASプログラミング言語、そのコーディング方法について学習を行います。 近年、データ解析をプログラミングをせずに行うGUIデータ分析ツールが普及し始め、SASからもEnterprise Guideといった製品が提供されており、データ分析の民主化が進んでいます。もちろんこういったツールによって多くの人がデータ解析に関わる各種機能にアクセスできるようになったことは大変大きなメリットです。 しかし、もし将来データ解析を行う職に就きたいという思いがあるのであれば自分でコードを書き、前処理や解析を行うことができるようになるべきだと個人的には考えています。あくまで個人的な意見になりますがツールに依存してしまうと解析や前処理で実行できることには限界がありますし、またデータに関連する分野の学生であればシミュレーションなどを自由に行うことも難しいです。誤解がないように言うとGUIツールを使うことが悪というわけではなく、GUIのほうが生産性や共有性が高い場面もありますが、いざという時に自らの力で実装できるというのがプロフェッショナルなのではないでしょうか? この記事を見ている方の大部分は、今後データ解析に本格的に携わっていきたい、自らのスキルを増やしたいという方だと考えています。このコースを修了したからと言ってデータ解析のプロフェッショナルになれるかというとそうではありません。しかし、その第一歩としては非常に良い内容だと思います。私自身もこのコースを受講しています。ぜひ一緒に学びましょう!! Programmingコースへのアクセスは以下の手順です。 Skill Builder for Studentsへログイン 「Learn SAS」というタブをクリック 画面中央の「Start Learning」をクリック 「Programing」をクリック 展開される各種e-learningコースをクリック 画面下部にある「enroll」をクリック コース内にある各レッスンではそれぞれのテーマに沿った内容が動画で紹介がされており、また適宜「Activity」や「Practice」という形で問題も出題されています。学生という立場からの個人的な感想ですが、単に動画を視聴するだけではなく、手を動かしつつ学習を行うことができるという点は非常に良いと感じています。デモとして紹介されている内容についてもプログラミングコードやデータセットも提供がされているので、動画を見つつ別画面で同じ手順を踏むとより理解も深まるかなと思います。 なおこのオンライン学習コースはすべて英語での提供です。もし英語が苦手でちょっと....という方は、動画の下部に動画の内容がすべてテキスト化されているので、適宜翻訳をかけつつ学習を行っていただければいいかなと思います。 Programinngコースの概要 programmingコースでは統計解析を行うためのプログラミングだけではなく、そもそものSASプログラミングの構成や、グラフ・レポートの作成、マクロなどを幅広く学ぶことができます。この記事の最後にあるように8つの項目に分かれており、各項目にはさらに複数のLessonが準備されています。各項目に含まれるLessonをすべて終了すると学習完了を証明する「SAS digital Learn Badge」(下図)が発行されます。 コース内容を実行する環境としては大きく3つあります。 SAS Virtual LabのSAS Studio SAS OnDemand for Academics のSAS Stuido 自らが契約しているSASソフトウェア ただ、今回の学習にあたり推奨するのは一番上の「SAS Virtual Lab」です。各コースでは様々なデータセット、プログラミングファイルを使いますが、SAS virtual Labではそれらがすべて既に保管されています。SAS
私は現在大学で生物統計学を専攻していますが、「SASを使えるようになりたいけど具体的に何をすればいいかわからない...」といった声をしばしば耳にします。医療系に限らず、このような思いを抱えている学生の方も多いのではないでしょうか。以前にSAS Blogに投稿された 【冬休みに勉強しよう】アナリティクスの学習(1) Skill Builder for Students では、学生を対象として、SASソフトウェアや統計解析・機械学習を中心とした基礎的な知識、スキルをe-Learningを通じ習得可能な無料のオンライン学習プラットフォーム「SAS Skill Builder for Students」を紹介しました。 このSkill Builder for Studentsで提供されているe-learningの各項目の内容について、学生目線での簡単な感想とともに連載していきます。ぜひこの機会に一緒にSASを勉強してみましょう! Skill Builder for Studentsの内容 Skill Builder for Studentsへログインすると「Learn SAS」「Get SAS Certified」「Career Resources」の3つのタブが存在しています。それぞれのリンク先では以下のような情報、学習コースが提供されています。 Learn SAS SASが提供している無料利用なソフトウェアやSAS認定資格についての概要 E-lerningコースと各種資格に対する対策 Get SAS Certificated SAS認定資格受験料割引の機会 試験日程のスケジュールやスコアレポート・デジタルバッジの請求 Career Resources データアナリティクスの専門性を学ぶ意義とキャリアの見つけ方 SASが提供しているインターンシップやフェローシップの紹介 SASコミュニティの紹介 SASソフトウェアに対する知識だけでなく、その後の長期的なキャリアプランも見据えた内容となっています。特に学生の方については、SASを学ぶことによってどのようなキャリアプランがあるのかのイメージがなかなかつきにくいかなと思いますので、その点でもオススメです! E-Learning コースとSAS認定資格の内容 E-Learning コースと各種SAS認定資格については、「Learn SAS」のタブから、「Start
データを使って新たな知見を見つけたいと思ったことはありませんか?実社会の問題を解決したいと思ったことはありませんか?そんなあなたにぴったりのイベントがあります! 昨年引き続きSASでは、SAS Hackathonというハッカソンイベントを開催します。過去のSASハッカソンについてはこちらをご参照ください。このイベントは開発者、学生、スタートアップ企業、SASの顧客・テクノロジーパートナーの皆様を対象としており、世界中から参加者を募集しています。 参加者は以下の分野の中から興味のある分野を選択し、テーマの設定、そのビジネス課題・社会問題の解決をチームで目指していただきます。チームは最低2人から最大10人までで、経験豊富なデータサイエンティストから初級者、パートナーやSASの専門家などなど幅広い方が、Microsoft AzureでSASとオープンソースを使用し世界規模でつながることができます。 また本イベントでは各チームにSAS Viyaを実行するクラウド環境や、メンタープログラムも用意されており、それぞれのチームにガイダンスやサポートが提供されます。SASコミュニティのHacker's Hubもご参考にどうぞ。 イベントスケジュール SASハッカソンのイベントスケジュールは以下のようになっています。 2021年12月1日〜2022年2月15日 登録期間 2022年1月26日 キックオフイベント 2022年1月5日~3月31日 デジタルラーニングポータルへのアクセスの有効化 2022年3月1日~3月31日 ハッカソン環境へのアクセス 2022年4月1日~4月7日 ビデオの録画とアップロード 2021年5月 ファイナリスト発表 2021年9月 受賞者イベント ガイドライン SAS Hackathonは、開発者、学生、スタートアップ企業、SASの顧客、およびテクノロジーパートナーを対象としています。チームは、組織内の人々、組織とテクノロジパートナー、またはグループへの参加を検討している個人で構成できます。 チームが取り組む実際の課題(ビジネスまたは人道上の問題)の説明が必要です。 テクノロジーパートナーは、顧客や学生とチームを組むことができます。 スタートアップ企業は、顧客や学生とチームを組むことができます。 参加者である皆様の抱える問題をハッカソンで取り組うことが可能です。テクノロジーパートナーと協力する顧客は、一緒に新しい市場につながるパートナーシップに向けて取り組むこともできます。 学生と開発者はチームを形成できません。ただし、顧客、パートナー、またはスタートアップチームに参加すれば、参加できます。 ※参加をしたいがチームが見つかっていない学生や開発者は、次の登録手順の4において「Looking for a Team」を選択してください 登録手順 SAS Profileを作成します(既に持っている場合は2へ) SASハッカソンのイベントページにアクセス 画面上部中央にある「Register Now」をクリック 以下の3つのタイプから合うものを選んでクリック Team Leader 参加するチームが決定しておりチームリーダーである人 Team
前回の投稿 【冬休みに勉強しよう】アナリティクスの学習(1) Skill Builder for Students では、学生向けのリソース・ハブである Skill Builder for Students に登録し、e-Learningでの学習についてご紹介しました。取り上げた学習コースでは、SAS Visual Analytics をツールとして用いていましたが、このソフトウェアは SAS Viya と呼ばれるアナリティクス・プラットフォームで提供されます。 SAS Viya は次のような特徴を持っています。 アナリティクスによる課題解決に必要な「データの管理と準備」「分析による発見とモデル構築」「分析結果の実装」を一つのプラットフォームで提供 機械学習、ディープラーニング、テキスト解析、画像解析、予測、最適化などAI機能を網羅 グラフィカルな操作、SAS言語、Python、Rなどによるプログラミング、REST APIによる機能提供を実装し、アナリティクスへのアクセスをオープンにする これらの特徴は、企業や組織でアナリティクスを用いて価値を発揮するために必要なものでありますが、学生がデータ分析を学ぶ場面では必ずしも重要なものではないかもしれません。しかし、GUIやSAS言語、オープンソース言語など、それぞれの学生が得意とするスキル、今後のキャリアに役立つ技術を磨くプラットフォームとしては有用です。SAS Viya は商用またはアカデミア向けのライセンス提供がありますが、教育目的には無償の SAS Viya for Learners がSaaS形式で提供されています。 SAS Viya for Learners は、SAS Skill Builder for Students と同様に、大学ドメインのメールアドレスを登録したSASプロファイルをお持ちであれば、無料で登録・利用することができます。クラウドでの提供ですので、ソフトウェアをインストールする必要はなく、Webブラウザからアクセスするだけで利用できます。GUI操作での可視化(SAS Visual Analytics)や、機械学習モデル作成ツール(SAS Model Studio)、SASプログラミングについては、SAS Skill Builder for
学生の皆さんは今日から冬休みでしょうか。「卒論でそれどころじゃないよ!」という方もいるかもしれませんが、この期間に「何か新しい勉強を始めてみようかな」と思われる方も多いのではないでしょうか。 データサイエンティストが「21世紀で最もセクシーな仕事」と言われてから10年近くが経とうとしています。しかし、社会におけるデータの活用はまだまだ発展途上であり、そのための人材は依然として高い需要があります。「データサイエンティスト」はそのなかでも、多くの高度な知識と技能を持った人材ですが、デジタル・トランスフォーメーション(DX)と呼ばれる業務改革が進む中、高度人材だけでなく、より広範囲の人たちがデータを活用した仕事に従事することが求められています。数理科学とテクノロジーを駆使するデータサイエンティストでなくても、アナリティクスに関わり、自分なりの知識とスキルを発揮することができます。 SAS Skill Builder for Students は、SASソフトウェアと統計解析・機械学習を中心に、「データリテラシー」や「ビジュアライゼーション」といったより基礎的なの知識やスキルを無料で学習できます。また、認定資格取得の案内や、アナリティクスを活用したキャリアについての情報も提供しており、アナリティクスの初学者からデータサイエンティストのキャリアを構築しようとする学生まで、多くの方に活用いただけます。この機会にぜひ登録してください。 登録方法は次の4ステップ SAS Skill Builder for Students にアクセス SASプロファイルをお持ちでない学生は「SAS プロファイルを新規に登録」から登録 ※ 登録するメールアドレスは大学ドメイン(.ac.jpなど)のものを入力してください。 登録したSASプロファイルのメールアドレスを SAS Skill Builder for Students のログイン画面で入力 My Trainingの画面でLicense Agreementを読み、同意のチェックボックスにチェックを入れて「Submit」 登録・ログインに成功するとこちらのようなホーム画面が表示されます。 「Learn SAS」「Get SAS Certified」「Career Resources」のタブがあり、それぞれe-Learningによる学習、認定資格の案内、キャリア構築のためのリソースが提供されています。 ここでは「ビジュアライゼーション」のe-Learningをご紹介します。SAS Visual AnalyticsというGUI操作による可視化ツールを利用して、データから示唆を得る方法を学習するトレーニングです。数学やプログラミングが苦手な方でも学習できます。 「Learn SAS」タブ→「Start Learning」→「Visual Analytics and Visual Statistics」→「SAS Visual Analytics 1 for SAS
2021年11月、国が一時停止している子宮頸がんを防ぐHPV(ヒトパピローマウイルス)ワクチンの積極的な接種の勧奨の再開が厚生労働省の専門家による検討部会によって正式に承認されました。このHPVワクチンは世界保健機関(WHO)がその接種を推進しており、日本をはじめとして多くの先進国では公的接種とされています。この記事はData for Good活動の一環として、パブリックデータを用いて問題を可視化することで、子宮頸がんに対する認知や関心をより持っていただき、今後のHPVワクチンの普及につなげることを目的としています。 子宮頸がん 子宮頸がんのほとんどはヒトパピローマウイルス(HPV)というウイルスの感染が原因となり子宮の頸部に発生するがんの一種です。感染の経路は主に性的接触によるものであり、成人女性の大部分はHPVに感染するとされています。HPVに感染してもその多くは自然に消失しますが、一部は頸部の細胞が異常な変化を起こした子宮頸部異形成というがんの前段階(前がん病変)になります。そしてさらにその一部が数年から10年ほどで悪性腫瘍へと進展し、子宮頸がんを発症します。この子宮頸部異形成(前がん病変)の早期段階では自覚症状はほぼなく、病変を発見するためには子宮頸がん検診を受けることが必要ですが、自覚症状があまりないために検診を受けた段階で既に進行がかなり進んでしまっているケースもあります。 国立がん研究センターがん情報サービスは国立がん研究センターが運営している公式サイトであり、日本国内のがんに関する統計情報ががん種別に公開されています。今回はその統計情報の中から、子宮頸がんに該当するデータ(がん種:子宮頸部)を抜き出し、無料で利用可能なSAS OnDemand for Academicsを利用して可視化を行いました。日本での死亡者数は2019年度時点で年間約3,000名、罹患者数は2018年時点で約11,000名ほどとなっており、下図のように増加の一途をたどっています。 出典:国立がん研究センターがん情報サービス「がん統計」(人口動態統計) より作成 ま子宮頸がんの罹患者数は2009年~2018年(最新)まで10年連続で1万人を超えており、罹患者数は30歳頃から増え始め現在は45-49歳が最も罹患が多い年代層となっています。また罹患する年齢層が若年化していることも危険視されています。子宮頸がんに対して我々ができることは以下の二つです。 子宮頸がん検診を受けること(発見) HPVワクチンを接種すること(予防) 私たちにとって重要なことは、2年に1度の受診が推奨されている子宮頸がん検診によって異形成(前がん病変)を早期に発見すること。そして検診と同様に重要ことが、HPVワクチンを接種し対応するHPVの感染を防ぎ、子宮頸がんとなるリスクを下げることです。 HPVワクチン 子宮頸がんの原因となるHPV(ヒトパピローマウイルス)は現在100種類以上の存在が知られており、そのうちのいくつかは子宮頸がんを引き起こしやすいハイリスク型に分類されます。HPVワクチンにも様々なタイプがありますが、日本では定期接種の対象となっているのは2価(サーバリックス)と4価(ガーダシル)のワクチンで、接種することでおおよそ50~70%程の感染を防ぎ子宮頸がんになるリスクを減らすことが可能です。また2021年2月24日からは9価ワクチンも日本での取り扱いが開始されましたが定期接種の対象ではないため自費での接種となっています。 「接種の積極的な勧奨」について HPVワクチンは下図のようにいくつかの事業、法案の後押しもあり、その対象となる年齢の女性へ接種の積極的な勧奨が行われていました。しかし公費での定期接種開始後に副反応の報告が相次ぎ、副反応と接種との因果関係や、その頻度、海外での詳しい実態調査が必要とされ、厚生労働省は約半年間をめどに「接種の積極的な勧奨」の一時中止という決定を2013年6月に下しました。当初は半年間がめどとされていたものの、一時停止はその後も続き、ワクチンの有効性が様々な研究により示され2021年11月に接種の積極的な勧奨の再開が正式に決定されるまで約8年の月日がかかりました。 専門家らの研究結果によると、接種の積極的な勧奨が一時停止されるまではおおよそ70%であった定期接種の対象年齢での接種率もこの一時停止により現在は1%未満にまで落ち込んでしまっています。論文のデータをもとに出生年ごとのワクチン接種率を可視化したものが下図です。 Nakagawa S, Ueda Y, Yagi A, Ikeda S, Hiramatsu K, Kimura T. Corrected human papillomavirus vaccination rates for each birth fiscal year in Japan. Cancer Sci. 2020;111(6):2156-2162. doi:10.1111/cas.14406 より作成
SAS Global Forumオンデマンド配信の紹介 SAS Global Forumは、年に一度開催される世界最大級のアナリティクス・カンファレンスです。南北アメリカ、アジア太平洋地域、EMEAの3つの地域ごとにイベントは分かれており、アジア太平洋地域は5/19(水)~5/20(木)に開催されました。イベントの内容は2021年6月25日(金)までこちらより、オンデマンドで視聴可能です。 Forumでは、様々な分野のトップ企業、スピーカーの刺激的な講演を聞くだけでなく、トレーニングや技術セッションといった学習機会も提供されます。また優れたデータアナリティクスの成績・教育が認められた学生や教育者に対しては表彰が行われました。ここでは一人の受賞者のセッションを紹介します。 Do Americans trust scientific experts? このセッションはタイトルにもあるように、医者・環境学者・栄養士など“科学に関連する専門家”に対するアメリカ人の不信について取り扱っています。この話題は幅広く活用が期待でき、多くの人々に関連する事柄であるという背景があり、今回の講演のテーマとして設定されています。 使用されたデータは、科学者に対する人々の全体的な意見や個人の科学にまつわる知識などを調査して収集されています。収集したデータを用いて、記述統計による考察やディシジョンツリーをはじめとしたモデルによる分類の結果から、次のようなフィードバックを共有しています。 各専門家に対する肯定的/否定的な意見の割合は、医者が最も肯定的な割合が高く、その中でも人々と対面する機会が多い開業医に対する肯定的な意見が多い。 人々の政治的傾向に基づいて専門家への信頼度に差が出ている 科学知識が前提にある人の方が専門家への信頼を示している スピーカーはこの結果をもとに、ワクチン接種の促進が可能になるのではないかという活用例を話しています。それは市民に専門への信頼に関する質問に答えてもらい、信頼の低い地域の人々に対してワクチン情報について教育・説得することでワクチン接種を増やすという仕組みです。 またスピーカーは私たちと同じ大学の学生で、コロナ禍に抱える問題も絡ませたセッションになっており、私たちにとても身近な内容になっています。 繰り返しになりますが、SAS Global Forum2021はより優れたキャリアにつなげる大きなチャンスであり、各セッションの様子はオンデマンドで視聴可能です。ぜひ自らの成長のために登録、ご覧ください。
アナリティクス人材としてのキャリアを歩む際、自身のスキルの証明は大事な要素になります。海外のライバルと競い合い、勝ち抜いた経験と称号は、その後の人生に大きな影響を与えるはずです。 Student Symposium は、SAS最大のイベントである SAS Global Forum の中で開催される学生コンペティションです。2-4名の学生と指導教官がチームとなり、アナリティクスを活用したオリジナル課題にチャレンジし、その優劣を競います。予選を勝ち抜いた8チームは SAS Global Forum 本番にて最終決戦に挑みます。 新型コロナウイルスの影響により、今年の SAS Global Forum 2020 はオンライン開催となり、来年春の SAS Global Forum 2021 も同様にオンラインでの開催予定です。今年の Student Symposium では、University of St. Thomas, Oklahoma State University, Kennesaw State University のチームがそれぞれ優勝、準優勝、3位を獲得しました。テーマは、学術論文のアブストラクトのテキスト解析やエコロジカル・フットプリントに影響を与える要因の解析、殺虫剤のミツバチへの影響の分析などでした。 日本の学生には難しい? そんなことはありません。近年、日本の学生がSAS Global Forumで発表したり、優れた研究発表を投稿した学生に送られる Student Ambassador にも日本の学生が選ばれています。次は Student Symposium にチャレンジしてみませんか? アナリティクスのツールとしては、SAS OnDemand for Academics
SAS Japanでは”Data for Good”を目指す学生コミュニティ「SAS Japan Student Data for Good community」を運営しています。このコミュニティは、Data For Goodを題材にデータサイエンスの一連の流れを体験する場として設立されました。今回紹介する勉強会も、その活動の一環です。詳しくは「Data for Goodを通じて"本物の"データサイエンティストになろう!」の記事をご覧ください。活動の様子についてはFacebookにて共有していますので、そちらもご参考にしてください。 五回目の勉強会では海洋汚染をテーマに、Data for Goodの活用事例から課題設定の部分を学びました。また、今回は初めてオンラインでの開催をしましたので、その様子もお伝えしたいと思います。 海洋保護に向けたD4Gの取り組み/マイクロプラスチック問題 SDGsの一つに“海の豊かさを守ろう(LIFE BELOW WATER)”という項目があります。日本でも2020年7月からスーパーやコンビニエンスストアにてレジ袋の有料化が始まりました。その背景の一つにはマイクロプラスチック問題があります。コミュニティのメンバーがこのテーマでData for Goodに取り組んでいるので、今回はその活動について共有しました。 マイクロプラスチック問題とは、特に海洋環境において微小なプラスチック粒子が海洋生物に対し悪影響を及ぼしてしまうことです。また生物濃縮により海洋生物だけでなく、人間にも間接的に影響があります。レジ袋の有料化や製品へのスクラブ等使用の規制の動きが世界的に進んでいます。環境保全にいち早く取り組んでいる海外の先進諸国のデータをもとに、今後日本にも導入するべき取り組み、推進していくべき取り組みを明確にしようというのが今回の活動目的になります。 今回の勉強会の活動紹介では、この問題の現状と最新の研究、既に行われている取り組みの効果検証について取り上げました。意思決定の場に置いて、ある施策が目的とするものに対して効果があるのかどうかは非常に重要です。特にマイクロプラスチック問題のように規模が大きい問題に対してはその効果の大きさだけでなく、費用対効果にも注目しなければなりません。しかし、効果の推定には比較実験が必要になりますが多くの場合それは存在しないため、自然実験という考え方を用いてアプローチしていきます。 詳細については今後このブログの中でご紹介していきます。 海洋プラスチック汚染問題をデータで解決する 今回は、コミュニティーメンバーがテーマとして活動している「海洋汚染」に関連して、オランダに拠点を置く非営利のエンジニアリング環境団体 The Ocean Cleanupの事例を紹介しました。 The Ocean Cleanupは、太平洋で無人のゴミ回収装置であるクリーンアップシステムを開発しています。その運用においてある課題が浮かび上がりました。太平洋には多くのプラスチックが集まっているとされる「太平洋ゴミベルト」と呼ばれるエリアがありますが、その範囲は非常に広大かつ陸地から遙か遠くにあります。システムを運用する費用を考慮して、効率的にゴミを回収するにはどうすればよいでしょうか。この課題に対して、The Ocean Cleanupではビッグデータを用いて太平洋ゴミベルトの可視化を行いました。 調査団はこれまでの海洋研究の知見とともに、独自に大規模な調査を行いました。太平洋ゴミベルトのサイズ・位置・プラスチックの量・プラスチックの分布と4つの可視化の観点などから進められてきました。 プラスチック汚染は複雑で大規模な問題であるため、包括的で大掛かりな解決策が必要となります。そのため、データサイエンスの活用によって、問題を理解し効率よく解決するための知見が得られます。クリーンアップシステムでは、監視カメラや衛星との交信による位置情報から実際のシステムの動きや回収度を確かめることができます。ビックデータによる分析結果だけでなく、実際のパフォーマンスデータから得られた知見からより良いシステムの構築が現在も行われ続けています。 以上の話を踏まえて、最後に参加者同士でディスカッションを行いました。自分たちの生活と繋げて考えたり、事例の中で興味深かった点についてお互いに話すことが出来ました。また、海洋保護をテーマに今後活動していく上で考えるべき点についても触れながら議論を進められ、有意義な時間になりました。 今回は初めてのオンライン開催でしたが、オンラインであることの良さを活かして定期的に勉強会を企画するとともに、次回から更に質の高い勉強会をつくっていきたいと思います! コミュニティメンバー募集中! SAS Japan Student Data for Good
この記事はSAS Institute Japanが翻訳および編集したもので、もともとはLee Ellen Harmerによって執筆されました。元記事はこちらです(英語)。 ハチを減少から救うために本当に必要なこととはなんでしょうか。 ハチの減少は目新しいニュースではありません。これまでにも、メディアによって農作業の工程や農薬がハチに影響を与えていることが取り上げられています。また、スタートアップ企業がハチの個体数を再び立て直そうと取り組んできた例があります。しかし依然として、ハチは世界的に重大な減少の一途を辿っているのです。 ハチを守るためには、養蜂家らが彼ら自身で出来る以上のことが必要とされています。養蜂家は自身の所有するハチやの巣箱の状態について熟知していますが、より大きな環境におけるハチについての知識は持ち合わせていません。そこは、市民科学者や一般市民らが力を発揮できるところです。 今日のハチの個体数の状態について理解し、減少を食い止めるためには、まず初めに私達のまわりにいるハチの実態を明らかにせねばなりません。ハチの保護を可能にするためには、ハチを“数える”ことが必要なのです。ハチの世界的な個体数を計数することは、地球上のハチの未来を守る第一歩です。ハチの計数作業によって集められたデータによって、ハチの種属ごとの生息地、そしてその生息地にハチがどのように分布しているのかといった重要な情報が明らかになります。SASはアパラチアン州立大学と共同でその取り組みを進めています。 ハチの保護に不可欠なテクノロジー 花粉媒介者であるハチとその環境を守るためには、私達はもはや伝統的な手法だけに頼ることはできません。その代わりとして使用されるのが、テクノロジーなのです。データの収集は始めの一歩でありますが、そのデータを可視化することで、養蜂家と研究者に迫り来る脅威を最も早く警告することができます。この指示器は、ハチに関するコミュニティの意思決定者に、これまで不可能と思われていた洞察を与えることができます。 その技術を実現するためのデータを集めるには、皆さんの助けが必要です。World Bee Countアプリケーションを通じて、人々はハチの計数に貢献し、周囲の環境にいるハチの写真を送信することができます。 “World Bee Countによって、私達はクラウドソーシングでハチのデータを集めることができます。それを使って、地球上のミツバチの個体数を可視化し、今日のミツバチに関する最大級の有益なデータセットを作り上げることができるのです。” アパラチアン大学 分析研究・教育センター理事 Joseph Cazier教授 SASは世界の最も逼迫した問題を解決することに意欲的であり、ハチを守ることも無視することはできない問題であると考えています。これまで、私たちは分析によってハチの健康を促進させようと試み、そしてData for Goodへ情熱を注いできました。つまりこのパートナーシップは、好奇心と探究心を持って世界的な問題を解決しようとするSASの本質的な精神を反映しているのです。 アナリティクスをすべての人に SASは世界花粉媒介者マップを作成しました。これは、World Bee Countアプリを用いて”ハチを数える“ことで、市民科学者や養蜂家からクラウドソーシングで集められたデータを視覚化したものです。このプロジェクトの後の段階では、研究者は作物の収穫高や降水量、その他ハチの健康に関係する重要なデータポイントを重ね合わせます。そうして、私達の世界でもっとも重要な花粉媒介者について、より包括的な理解を集約させます。 多くの人がデータを追加し、相関関係が導き出されるような豊富なデータセットを作成することで、可視化によるアナリティクスが実現できます。ハチのデータの単純な可視化から始まる取り組みは、ハチの個体数やその減少に繋がる要因の研究、そしてどのようにして私達がハチ全体の健康を促進させることが可能かといったような研究に対して、無限の機会を提供できるでしょう。 アプリをダウンロードして始めよう アプリケーションで写真を送信することは小さなことですが、ハチを保護するための活動として重要な役割を果たします。ハチは蜂蜜という素晴らしい自然の恵みを与え、私達に彩り豊かな朝の食卓を提供すると共に、私達の健康を促進させてくれます。5月20日は世界蜂の日として制定されています。beescount.orgからアプリをダウンロードして蜂の日を祝うと共に、見つけたハチの数をカウントしてみませんか? 今月だけでなく6月や7月、そしてその先のハチ月を超えてこの活動を続けていけたらいいですね!