ตัวแปรแฝง

ตัวแปรแฝง (latent variable) ในทางสถิติศาสตร์ หมายถึงตัวแปรที่ไม่ได้สังเกตโดยตรง (ผ่านแบบจำลองทางคณิตศาสตร์) แต่ถูกประมาณจากตัวแปรอื่น ๆ ที่สังเกตได้ (วัดโดยตรง) เป็นคำตรงกันข้ามกับ ตัวแปรที่สังเกตได้ (observed variable)

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่มีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายตัวแปรที่สังเกตได้จากมุมมองของตัวแปรแฝง เรียกว่าแบบจำลองตัวแปรแฝง (latent variable model) แบบจำลองตัวแปรแฝงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้าน จิตวิทยา ประชากรศาสตร์ เศรษฐศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ แพทยศาสตร์ ฟิสิกส์ การเรียนรู้ของเครื่อง / ปัญญาประดิษฐ์ ชีวสารสนเทศศาสตร์ เคมีมิติ การประมวลภาษาธรรมชาติ เศรษฐมิติ การจัดการธุรกิจ สังคมศาสตร์ และอื่น ๆ อีกมากมาย

ตัวแปรแฝงอาจสอดคล้องกับแง่มุมของความเป็นจริง คำว่า "ตัวแปรที่ซ่อนอยู่" มักใช้กันทั่วไปเนื่องจากตัวแปรมีความหมายแต่ไม่สามารถสังเกตได้ในสถานการณ์ที่สามารถวัดได้โดยตามหลักการ แต่ไม่สามารถสังเกตได้ในทางปฏิบัติ คำว่า "ตัวแปรเสมือน" หรือ "โครงสร้างเสมือน" บางครั้งใช้สำหรับตัวแปรแฝงที่สอดคล้องกับแนวคิดเชิงนามธรรม เช่น หมวดหมู่ พฤติกรรม สภาวะทางจิต และโครงสร้างข้อมูล

การใช้ตัวแปรแฝงจะช่วยลดมิติของข้อมูล ตัวแปรที่สังเกตได้จำนวนมากสามารถนำมารวมกันเป็นแบบจำลองเพื่อแสดงแนวคิดพื้นฐาน ซึ่งทำให้ข้อมูลเข้าใจได้ง่ายขึ้น ในแง่นี้พวกมันทำหน้าที่คล้ายกับทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ ในเวลาเดียวกัน ตัวแปรแฝงจะเชื่อมโยงข้อมูลที่สามารถสังเกตได้ของโลกแห่งความเป็นจริงกับข้อมูลเชิงสัญลักษณ์ของโลกแบบจำลอง

เมื่อเขียนในสูตรหรือสมการ มักใช้  เป็นสัญลักษณ์เพื่อระบุถึงตัวแปรแฝง"We typically use  to denote such latent variables." Kingma. (2019). An Introduction to Variational Autoencoders. Foundations and Trends in Machine Learning.

 ตัวอย่าง 

 จิตวิทยา 
ตัวแปรแฝงที่สร้างขึ้นโดยวิธีการวิเคราะห์ปัจจัย โดยทั่วไปจะแสดงถึงความแปรปรวนร่วม หรือระดับของความที่ตัวแปรเปลี่ยนแปลงไปตามกัน ตัวแปรที่ไม่สัมพันธ์กันไม่สามารถสร้างโครงสร้างแฝงตามแบบจำลองการวิเคราะห์ปัจจัยทั่วไปได้

 เศรษฐศาสตร์ 
ตัวอย่างของการใช้ตัวแปรแฝงในสาขาเศรษฐศาสตร์ ได้แก่การวิเคราะห์ คุณภาพชีวิต ความเชื่อมั่นทางธุรกิจ ขวัญกำลังใจ ความสุข และการอนุรักษ์นิยม ตัวแปรทั้งหมดนี้ไม่สามารถวัดได้โดยตรง อย่างไรก็ตาม ค่าของตัวแปรแฝงเหล่านี้สามารถอนุมานได้จากค่าที่วัดได้ของตัวแปรที่สังเกตได้ โดยอาศัยการเชื่อมโยงตัวแปรแฝงเหล่านี้เข้ากับตัวแปรที่สังเกตได้อื่น ๆ เนื่องจากคุณภาพชีวิตเป็นตัวแปรแฝงที่ไม่สามารถวัดได้โดยตรง จึงใช้ตัวแปรที่สังเกตได้เพื่ออนุมานคุณภาพชีวิต ตัวแปรที่สังเกตได้สำหรับการวัดคุณภาพชีวิต ได้แก่ ความมั่งคั่ง การจ้างงาน สิ่งแวดล้อม สุขภาพกายและสุขภาพจิต การศึกษา นันทนาการและการพักผ่อน และความเป็นส่วนหนึ่งในสังคม

 การแพทย์ 
ระเบียบวิธีตัวแปรแฝงถูกนำมาใช้ในทางแพทยศาสตร์หลายแขนง ระดับของปัญหาที่ยืมตัวไปสู่แนวทางตัวแปรแฝงโดยธรรมชาติคือการศึกษาระยะยาวโดยที่มาตราส่วนเวลา (เช่น อายุของผู้เข้าร่วมหรือเวลาตั้งแต่พื้นฐานการศึกษา) ไม่สอดคล้องกับลักษณะของวิชาที่กำลังศึกษา ในการศึกษาดังกล่าว มาตราส่วนเวลาที่สังเกตไม่ได้ซึ่งประสานกับคุณลักษณะภายใต้การศึกษาสามารถจำลองเป็นการเปลี่ยนแปลงของมาตราส่วนเวลาที่สังเกตได้โดยใช้ตัวแปรแฝง ตัวอย่างนี้รวมถึงแบบจำลองการลุกลามของโรคและแบบจำลองการเจริญเติบโต

 แบบจำลองตัวแปรแฝง 

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:สังคมศาสตร์
หมวดหมู่:แบบจำลองตัวแปรแฝง
หมวดหมู่:จิตมิติ
หมวดหมู่:แบบจำลองเศรษฐมิติ
หมวดหมู่:โครงข่ายแบบเบส์