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機械学習日本語公開済み

スプラインベースのAdditiveモデルCoGA2M、タブularベンチマークで上位サード入りと分布シフト耐性を示す

2026年11月5日arXiv: 2611.05012v1

CoGA2Mは複数解像度・高次のスプラインデコンストラクションを備えたAdditiveモデルで、タブularデータベンチマークであるTALENTに対し、回帰タスクで29種中11位、分類タスクで32種中7位と上位サードに入る。

モデルは4,16,64ノットの一次と三次ヘルムートスプラインを連結し、2変数積も計算する。全パラメータはバックプロパゲーションで学習され、L1スパース性とスムーズネスペナルティで過学習を抑える。

分布シフトを検証するため、数値特徴のみの22回帰データセットでO2Dサブセットを作成し、CoGA2MとTALENT上で優秀だったLightGBMと比較した。O2DにおけるR²差はCoGA2MのほうがLightGBMより小さく、13件の比較でスプラインモデルが有利だった。

3つの図示された分布シフト例を示す。左に訓練データ、右にテストデータ。 (1/3)3つの図示された分布シフト例を示す。左に訓練データ、右にテストデータ。 (2/3)3つの図示された分布シフト例を示す。左に訓練データ、右にテストデータ。 (3/3)
(a). 図:三種類の分布シフト(訓練/テスト同一領域、分散シフト、相関シフト)を示す2次元タブularデータ。
Dimitriadis, George, Machlanski, Damian, Clarke, Paul, Samothrakis, Spyridon · arXiv:2611.05012v1 · (a) · CC BY 4.0
CoGA2M と LightGBM の OOD での性能差を表にした表。
Models’ R2 differences and number of OOD cuts
DatasetC​o​G​A2​M OOD - IDLGBM OOD - IDΔC​o​G​A2​M−ΔL​G​B​MN
3D-Estimation-using-RSSI-of-WLAN-dataset-complete-1-target-0.164-0.075-0.08913
Another-Dataset-on-used-Fiat-500-(1538-rows)-0.137-0.017-0.12012
Bias-correction-r-0.872-0.198-0.67434
Brazilian-houses-reproduced-0.046-0.1640.11811
IEEE80211aa-GATS-0.397-0.4700.07349
Laptop-Prices-Dataset-0.619-2.7362.1173
MiamiHousing2016-0.755-1.2190.46416
airfoil-self-noise-0.197-0.3280.1314
bank8FM-0.245-0.8690.62324
concrete-compressive-strength-0.193-0.4550.26219
dataset-sales-0.264-0.3120.0481
delta-elevators-0.017-0.0620.0459
fifa-0.324-0.4580.1345
house-sales-reduced-0.708-1.1470.43926
houses-0.245-0.2690.02453
kin8nm-0.506-0.360-0.14615
pole-0.106-0.1260.02053
puma8NH-0.045-0.1150.0709
qsar-aquatic-toxicity-0.220-0.4290.2081
stock-0.162-0.4700.30812
treasury-0.097-1.3461.24919
wind-0.244-0.3700.12610
TABLE I. 表:CoGA2M と LightGBM の ID から OOD への R² 差の差分(ΔΔ)を 22 データセットで比較。CoGA2M がより小さな性能低下を示し、LightGBM より 13 つのデータセットで優位。Dimitriadis, George, Machlanski, Damian, Clarke, Paul, Samothrakis, Spyridon · arXiv:2611.05012v1 · TABLE I: · CC BY 4.0

ただしO2Dベンチマークは数値特徴のみで構成されており、ハイパーパラメータ探索も行わなかった。モデルはバッチサイズ16、学習率0.001で1回だけ実行したため、汎化性能評価は限定的である。

結論として、CoGA2Mは既存のスプラインGAMが欠けていた大規模タブularベンチマーク評価と分布シフト耐性評価を同時に提供し、構造的にメリットがあることを示したが、評価データの制約と実験条件の限定を踏まえる必要がある。

元論文

Rethinking GA2Ms: performance and out-of-distribution generalisation

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