إن فترات الثقة هي أدوات إحصائية تستخدم لتقدير مدى احتمال سقوط قيمة حقيقية، استناداً إلى بيانات العينات، في التعلم الآلي، توفر قدراً من عدم اليقين حول التنبؤات، وتساعد على تقييم موثوقية نواتج النموذج.

ما هي فترات الثقة؟

والفصل بين الثقة هو نطاق يُحسب من البيانات التي يحتمل أن تحتوي على قيمة البارامترات الحقيقية مع احتمال محدد، يعرف بمستوى الثقة، إذ تبلغ مستويات الثقة المشتركة 90 في المائة و 95 في المائة و 99 في المائة، وكلما زادت فترة عدم اليقين.

حساب فترات الثقة في التعلم في مجال الآلات

وينطوي حساب فترات الثقة للتنبؤات بالتعلم الآلي على أساليب إحصائية تُسسجِّل تقلب البيانات وعدم التيقن النموذجي، ويتمثل أحد النهجين المشتركين في استخدام أخذ عينات الأحذية، حيث يتم تدريب نماذج متعددة على مجموعات فرعية مختلفة من البيانات لتقدير مدى تقلُّب التنبؤات.

وثمة طريقة أخرى تتمثل في توزيع أخطاء التنبؤ وحساب الفترة الفاصلة على أساس الانحراف المعياري وقصد هذه الأخطاء، وكثيرا ما يستخدم هذا النهج في نماذج تراجع حيث يتم تحليل المخلفات.

Interpreidence Intervals

فالثقة المتبادلة توفر نطاقاً من المحتمل أن يتضمن القيمة الحقيقية للتنبؤ، مثلاً، يعني أن نسبة 95 في المائة من فترات الثقة تعني أنه إذا تكررت العملية نفسها مرات متعددة، فإن نحو 95 في المائة من فترات التنبؤ ستتضمن القيمة الحقيقية.

ومن المهم أن نفهم أن فترات الثقة لا تضمن أن القيمة الحقيقية تقع في فترات التنبؤ المحددة، بل تعكس موثوقية عملية التقدير على العديد من العينات.

تطبيقات في مجال التعلم في مجال الآلات

وتستفيد فترات الثقة في مختلف مهام التعلم الآلاتي، بما في ذلك:

  • تقييم عدم التيقن من التنبؤات بالتراجع
  • تقدير الأهمية النسبية
  • المقارنة النموذجية والتحقق
  • اتخاذ القرارات في ظل عدم اليقين