Redes neuronales artificiales aplicadas al análisis de datos

Abstract

Este trabajo describe tres líneas de investigación desarrolladas en los últimos cinco años en torno a la aplicación de las Redes Neuronales Artificiales (RNA) en el ámbito del análisis de datos. Los campos de aplicación tratados son: el análisis de datos aplicado a conductas adictivas, el análisis de supervivencia, y el estudio del efecto de las variables de entrada en una red neuronal. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto, en primer lugar, que las RNA son capaces de predecir el consumo de éxtasis con un margen de error pequeño a partir de las respuestas dadas a un cuestionario. Desde una perspectiva explicativa, el análisis de sensibilidad aplicado al modelo de red ha identificado los factores asociados al consumo de esta sustancia. En segundo lugar, los modelos de redes jerárquicas y secuenciales permiten el manejo de datos de supervivencia superando en algunos aspectos el rendimiento del modelo que tradicionalmente ha sido utilizado hasta el momento, el modelo de regresión de Cox. Por último, el análisis de sensibilidad numérico propuesto por nosotros es el procedimiento que permite evaluar con mayor exactitud la importancia o efecto de las variables de entrada de una red Perceptrón Multicapa. Por su parte, el programa informático Sensitivity Neural Network 1.0, desarrollado por nuestro equipo, permite simular el comportamiento de una red Perceptrón Multicapa e incorpora un conjunto de procedimientos numéricos y gráficos que han demostrado ser de utilidad en el análisis del efecto de las variables de entrada de una RNA.

This work describes three lines of research developed in the last five years around the application of Artificial Neural Networks (ANN) in the field of the data analysis. The aplication fields are: the data analysis applied to addictive behaviors, the survival analysis, and the study of the effect of the input variables in a neural network. The results show, in the first place, that the ANN is able to predict the ecstasy consumption with a good accuracy through the answers given to a questionnaire. From an explanatory perspective, the sensitivity analysis applied to the network model has identified the factors associated to the consumption of this substance. In second place, the hierarchical and sequential network models allow to manage the survival data overcoming in some aspects the performance of the model that traditionally has been used until the moment, Cox regression model. Lastly, the numeric sensitivity analysis proposed by us is the procedure that allows to evaluate with more accuracy the importance or effect of the input variables in a Multilayer Perceptron network. On the other hand, the computer program Sensitivity Neural Network 1.0, developed by our team, allows to simulate the behavior of a Multilayer Perceptron and it incorporates a series of numeric and graphics procedures that have demonstrated being of utility in the analysis of the effect of the input variables in ANN.