Abc

En las encuestas a las que estamos acostumbrados se le pregunta a la gente cosas del tipo: ¿tiene Vd. perro? Luego, las respuestas se tabulan, etc. y se publican los resultados.

Pero en otras —por ejemplo, en la Encuesta de percepción de la ciencia y la tecnología en España— se preguntan cosas como: ¿vivieron los primeros humanos al mismo tiempo que los dinosaurios? Y allí no se trata de averiguar qué es lo que responde la gente sino, más bien, cuánta gente sabe la respuesta.

Cuestiones que no vienen al caso me empujaron finalmente a escribir una entrada que llevaba creo que años aparcada: ilustrar el uso del filtro de Kalman desde una perspectiva explícitamente bayesiana, luego accesible.

Introducción

Esto va, en resumidas cuentas, de mejorar la precisión de un sensor (un GPS, p.e.) que proporciona información ruidosa sobre la posición de un objeto que se mueve en el espacio obedeciendo ciertas ecuaciones. En particular, voy a utilizar el caso de un móvil que parte del origen ($x_0 = 0$), con una velocidad inicial de $10$ y que está sometido a una aceleración constante de $-0.3$.

Más sobre lo de ayer. O más bien, una justificación por analogía.

Con monedas.

Tiras una moneda 100 veces y obtienes 60 caras. Tienes una priori $latex B(a,b)$ (beta). Tomas una muestra de valores $latex p_i$ con esa distribución y para cada una de ellas repites el experimento, es decir, obtienes lo que en R se expresaría de la forma

rbinom(1, 100, p[i])

Si te quedas los valores $p_i$ tales que esa simulación es 60, enhorabuena, tienes una muestra de la distribución a posteriori.

Que quiere decir approximate Bayesian computation. Es un truco para pobres y desafortunados que no pueden quitarle la A a BC y usar directamente cosas como Stan o similares. El que no quiera prioris, además, puede usar el ABC para estimar la forma de la verosimilitud alrededor de una estimación puntual.

Por supuesto, el objetivo es obtener una estimación de la posteriori para poder medir la incertidumbre de parámetros, etc. La idea es que se dispone de unos datos, $latex X$ y un mecanismo de generación de datos $latex X^\prime = f(\theta)$, donde $latex \theta$ es un vector de parámetros.

ABC significa, entre otras cosas, approximate bayesian computation. Por lo que parece, consiste en calcular $latex P(\theta ,|, \text{datos})$ por el tradicional y directo método del rechazo. Es decir:

• Planteas un modelo generativo, con sus prioris y todo.
• Simulas casos, casos y casos.
• Te quedas con los que cumplen un criterio de aceptación.

La distribución empírica de los parámetros en el subconjunto de los casos aceptados representa, en los libros está escrito, la distribución a posteriori. Sin MCMC ni historias.