Datapisteiden synkeän elämän julmaa matematiikkaa

Joulun kunniaksi olen pohtinut, miten lannistavaa olisi olla datapiste. Yksinkertaisessakin tutkimuksessa voi tulla miljoonia datapisteitä. Lopuksi niistä survotaan kaava, joka on muotoa Y= A + B*X1. Jokainen piste haluaisi päästä A:ksi A:n paikalle; vain yksi pääsee, muut tuomitaan ikuiseen kadotukseen. Mitä elämää se sellainen oikein on?

Ajatus on tullut mieleen, kun olen murskannut tämänhetkisen projektini numeroita. Projektin päämäärä ja yksityiskohdat eivät ole tässä olennaisia (ovatko ne muuallakaan, on makukysymys).  Siinä ajelutettiin noin sata ihmistä ajosimulaattorin läpi. Jokainen ajo kesti lähes tunnin. Dataa on tallennettu kymmenen kertaa sekunnissa.

Koska simulaattoriaika on kallista, ajosuorituksista tallennettiinn kaikki mahdollinen. Ajajasta tallennettiin noin kolmekymmentä parametriä. Lisäksi pidettiin kirjaa siitä, missä muut simulaation objektit ovat. Objekteja on noin viisikymmentä, ja kaikista tallennettiin kahdeksan parametriä. Jokaisella rivillä oli siis yli 500 numeroa. Kymmenen kertaa sekunnissa tunnin ajan tarkoittaa, että jokaisesta kuskista tallennettiin lähes 20 miljoonaa numeroa.

Yhteensä projektin aikana kerättiin siis lähes 2 miljardia datapistettä.

Näiden miljardien tragedia on siinä, että melkein kaikki niistä tapettiin ennen kuin ne edes näkevät päivänvalon. Kuskin toimintaa mittaavat 30 parametriä sentään vaivauduttiin ottamaan talteen. Muista objekteista sen sijaan tallennettiin vain etäisyystieto; yhteensä 50 numeroa riviltä. Ensimmäisen teurastuksen läpäisi siis vain 10% luvuista, eli 90% joutui heti datapisteiden taivaaseen. 200 miljoonaa datapistettä jäljellä.

Käyttökelpoisia tienpätkiä oli lopulta noin neljäsosa: 50 miljoonaa datapistettä. Tässä vaiheessa alkoi selvitä, mitkä parametrit ylipäätään ovat analyysissä tärkeitä. Viisikymmentä tallannetua parametriä voitiin tiivistää hieman yli kymmeneen. Kymmenen miljoonaa datapistettä jäljellä. Näiden tallennusvälilä pystyttiin vielä harventamaan, pyöristämällä sijainnit lähimpään täyteen metriin. Varsinaiseen dataprässiin päätyi enää nelisen miljoonaa datapistettä (400,000 mittausta, jokaisessa 10 parametriä).

Prässissä kokeiltiin erilaisia menetelmiä, mm lineaarisia monimuuttujamalleja. Loppujen lopuksi kuitenkin yksinkertaisin oli parasta: kuskit keskiarvoistettiin, niin että sadasta koehenkilöstä saatiin survottua yksi “keskimääräinen” kuski. Noin 99% datapisteistä koki siis irvokkaan keskiarvoistuskuoleman, menettäen kaiken sen yksilöllisyyden joka tekee numerosta numeron.

Tässä vaiheessa jäljellä oli siis 4000 mittausta, jokaisessa kymmenen parametriä. Pyörittely osoitti, että näistä vain yksi oli lopulta tärkeä (riippuva muuttuja Y), ja sen pystyi parhaiten selittämään kaksi riippumatonta muuttujaa (X1 ja X2).

Koko tutkimustulos tiivistyi siis kaavaksi

  Y = A + B*X1 + C*X2.

Toisin sanoen, tehtäväksi jäi määritellä kolme vakiota (A,B,C). Tämä siis oli koko prosessin loppputulos: kolme numeroa. Alun kahdesta miljardista. Ja tämä kaikki vain siksi, että pari akateemista nörttiä saisi taas yhden julkaisun lisää.

Jotta nöyryytys olisi täydellinen, näissä vakioissa on vain kaksi merkitsevää desimaalia, kun alkuperäinen data kerättiin vähintään kuuden merkitsevän desimaalin tarkkuudella. Numero on onnellinen, kun se on tarkka; jokaisen desimaalin menetys on kuin kadottaisi raajan.

Voin verrata tätä suoraan omaan elämääni. Tilastojen perusteella maailmassa on noin 3.5 miljardia työikäistä ihmistä, eli vajaa kaksi miljardia miestä. Tässä kilpailussa meidät laitettaisiin toistuvasti valtavan tehosekoittimen läpi. Häviäjät valutettaisiin viemäriin, voittajia mössättäisiin taas uudelleen. Lopussa papukaijamerkin saisivat ne kolme, joista on vielä jotakin jäljellä.

(Teoriassa voisi toki ajatella, että palkinnoksi jäisivät ne lähes kaksi miljardia työikäistä naista jotka nyt olisivat vapailla markkinoilla. Mutta moniraaja-amputaatiohalvaantunelle se on lähinnä akateeminen ilo).

Oma elämä ei tunnukaan enää yhtä kurjalta, kun tätä miettii. Yhtä mitättömältä toki. Mutta on silti parempi olla yksi joskus osittain terve Ö monien joukossa kuin ainoa täysrampa A ei kenenkään joukossa.

Lisää outoa matematiikkaa: WeirdMath.

 

Published by

Jakke Mäkelä

Physicist, but not ideologically -- it's the methods that matter. Background: PhD in physics, four years in basic research, over a decade in industrial R&D. Interests: anything that can be twisted into numbers; hazards and warnings; invisible risks. Worries: Almost everything, but especially freedom of speech, Internet neutrality, humanitarian problems, IPR, environmental issues. Happiness: family, dry humor, and thinking about things.

One thought on “Datapisteiden synkeän elämän julmaa matematiikkaa”

Comments are closed.

Translate »