🔗 因果推理¶

🧠 NeurIPS2025 · 21 篇论文解读

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🔥 高频主题： LLM ×3

A Principle of Targeted Intervention for Multi-Agent Reinforcement Learning: 提出基于多智能体影响图（MAIDs）的目标干预范式（Targeted Intervention），通过仅对单个目标智能体施加预策略干预（Pre-Strategy Intervention, PSI），引导整个多智能体系统收敛到满足额外期望结果的优选Nash均衡，无需对所有智能体进行全局干预。
An Analysis of Causal Effect Estimation Using Outcome Invariant Data Augmentation: 首次系统分析"结果不变数据增强"（outcome invariant DA）在因果效应估计中的作用，证明当 DA 操作保持结果变量的不变性时等价于对处理变量的软干预，可减少混杂偏差；进一步提出 IV-like（IVL）回归框架，将 DA 参数用作"类工具变量"，通过对抗性 DA 组合进一步降低偏差。
Bi-Level Decision-Focused Causal Learning for Large-Scale Marketing Optimization: 提出 Bi-DFCL，通过双层优化框架联合利用观测数据和 RCT 实验数据来训练营销资源分配模型：上层用 RCT 数据的无偏决策损失端到端训练 Bridge Network 来动态纠正下层在观测数据上的偏差，同时设计了基于原始问题的可微代理决策损失（PPL/PIFD）和隐式微分算法，解决了传统两阶段方法的预测-决策不一致和偏差-方差困境。已在美团大规模在线部署。
Causality-Induced Positional Encoding for Transformer-Based Representation Learning of Non-Sequential Features: CAPE 通过从表格数据中学习特征间的因果DAG结构，将其嵌入双曲空间生成因果感知的旋转位置编码（RoPE），使 Transformer 能处理非序列但因果相关的特征数据，在多组学数据的下游任务上显著提升性能。
Conformal Prediction for Causal Effects of Continuous Treatments: 首次为连续处理变量（如药物剂量）的因果效应构建共形预测区间，通过倾向性偏移参数化和分位数回归，在已知/未知倾向性两种场景下均提供有限样本 \(1-\alpha\) 覆盖保证。
Counterfactual Reasoning for Steerable Pluralistic Value Alignment of Large Language Models: 提出COUPLE框架，通过构建结构因果模型（SCM）建模多维价值观的依赖关系与优先级，并利用反事实推理实现LLM对任意细粒度多元价值目标的可控对齐。
Cyclic Counterfactuals under Shift–Scale Interventions: 本文在循环（非DAG）结构因果模型中建立了shift-scale软干预下反事实推理的理论框架，证明了全局收缩条件保证循环SCM的唯一可解性，并推导出反事实分布的sub-Gaussian集中不等式。
Demystifying Spectral Feature Learning for Instrumental Variable Regression: 为基于谱特征的非参数工具变量（NPIV）回归建立严格的泛化误差界，揭示性能由结构函数与条件期望算子的谱对齐（近似误差）和奇异值衰减速度（估计误差）两因素共同决定，提出 Good-Bad-Ugly 三分类法并设计数据驱动诊断工具。
Differentiable Structure Learning and Causal Discovery for General Binary Data: 提出基于多元伯努利分布（MVB）的通用可微结构学习框架，不假设特定数据生成过程，能捕获二值离散变量间的任意高阶依赖关系，并证明在一般设定下DAG不可识别但可恢复最小等价类（Markov等价类）。
Do-PFN: In-Context Learning for Causal Effect Estimation: 提出 Do-PFN，将 Prior-data Fitted Networks (PFN) 扩展到因果效应估计，在大量合成 SCM 数据上预训练 Transformer 进行 in-context 因果推理，仅需观测数据即可预测干预分布（CID）和 CATE，无需因果图知识或不混杂假设，在合成和半合成实验中表现出色。
Domain-Adapted Granger Causality for Real-Time Cross-Slice Attack Attribution in 6G Networks: 提出一种面向6G网络切片的域适应Granger因果框架，将增强型Granger因果检验与网络资源争用建模相结合，实现实时跨切片攻击归因，在1100个攻击场景上达到89.2%准确率和87ms响应时间，显著超越现有统计、深度学习和因果发现方法。
Few-Shot Knowledge Distillation of LLMs With Counterfactual Explanations: 提出 CoD（Counterfactual-explanation-infused Distillation），通过将反事实解释注入少样本训练集来精确映射 teacher 决策边界，在 6 个数据集上仅用 8–512 样本即显著超越标准蒸馏方法。
From Black-box to Causal-box: Towards Building More Interpretable Models: 提出"因果可解释性"（causal interpretability）的形式化定义，证明黑盒模型和概念瓶颈模型均不满足该性质，给出完整的图判据确定哪些模型架构能一致地回答反事实问题，揭示了因果可解释性与预测精度之间的根本性权衡。
GST-UNet: A Neural Framework for Spatiotemporal Causal Inference with Time-Varying Confounding: 提出 GST-UNet，将 U-Net 时空编码器与迭代 G-computation 相结合，从单条时空观测轨迹中估计位置特异性的条件平均潜在结果 (CAPO)，可同时处理干扰（interference）、空间混杂、时间延续和时变混杂，并在加州山火烟雾对呼吸系统住院率的因果分析中验证了实用价值。
It's Hard to Be Normal: The Impact of Noise on Structure-agnostic Estimation: 证明 Double Machine Learning (DML) 在高斯处理噪声下是极小极大最优的（\(O(\epsilon^2 + n^{-1/2})\)），但在非高斯噪声下变得次优；提出 Agnostic Cumulant-based Estimation (ACE) 利用高阶累积量达到 \(r\) 阶不敏感性 \(O(\epsilon^r + n^{-1/2})\)。
LLM Interpretability with Identifiable Temporal-Instantaneous Representation: 本文提出了一种面向 LLM 高维激活空间的可辨识时序因果表示学习框架，通过线性化公式同时建模时间延迟和瞬时因果关系，在保留理论可辨识性保证的同时解决了现有 CRL 方法无法扩展到 LLM 维度的计算瓶颈。
Performative Validity of Recourse Explanations: 本文形式化分析了追索权解释（recourse explanations）的"表演性"效应——当大量被拒申请者按照追索建议行动时，集体行为会引发数据分布偏移并使模型更新后追索失效，并证明了只有基于因果变量的改进型追索（ICR）才能在广泛条件下保持"表演性有效性"。
Practical do-Shapley Explanations with Estimand-Agnostic Causal Inference: 提出 Estimand-Agnostic（EA）方法和 Frontier-Reducibility Algorithm（FRA）来高效计算因果 Shapley 值（do-SV），通过训练单个 SCM 学习观测分布即可回答任意可辨识的因果查询，并通过联盟约减将计算量降低约 90%。
Revealing Multimodal Causality with Large Language Models: 提出 MLLM-CD 框架，首次实现从多模态非结构化数据（文本+图像）中进行因果发现，通过对比因子发现识别因果变量、统计方法推断因果结构、迭代多模态反事实推理消除结构歧义。
Root Cause Analysis of Outliers with Missing Structural Knowledge: 提出仅用边际异常分数即可做根因分析的两个简单高效算法——已知因果图时用 SMOOTH TRAVERSAL（沿因果路径找分数跳变最大的节点），未知因果图时用 SCORE ORDERING（按分数排序取 top-k），在 polytree 结构下给出非参数概率保证，仅需单个异常样本即可工作。
Transferring Causal Effects using Proxies: 提出基于代理变量（proxy）的多域因果效应迁移方法，在目标域仅观测到代理变量 W 的条件下，利用多源域数据识别并估计目标域中含未观测混淆因子的干预分布，给出两种一致性估计器及渐近置信区间。