Surrogate Outcomes and Transportability

Identification of causal effects is one of the most fundamental tasks of causal inference. We consider an identifiability problem where some experimental and observational data are available but neither data alone is sufficient for the identification of the causal effect of interest. Instead of the outcome of interest, surrogate outcomes are measured in the experiments. This problem is a generalization of identifiability using surrogate experiments and we label it as surrogate outcome identifiability. We show that the concept of transportability provides a sufficient criteria for determining surrogate outcome identifiability for a large class of queries.Comment: This is the version published in the International Journal of Approximate Reasonin

Aatteen soturit resurssipelissä. Pesäpalloseura Kankaanpään Mailan juurtuminen osaksi Kankaanpään identiteettiä

Vuonna 1958 perustettu pesäpalloseura Kankaanpään Maila (KaMa) on ollut perustamisestaan lähtien keskeinen toimija Kankaanpään urheiluelämässä ja yksi niistä tekijöistä, joista Kankaanpää tunnetaan. Tutkimus käsittelee sitä kehityskulkua, mikä on mahdollistanut seuran menestyksekkään aseman alueen urheilu- ja sosiaalisessa elämässä ja maanlaajuisena pesäpallokeskuksena vuosikymmenten ajan ja selvittää pesäpalloseuran merkitystä paikallisen yhteisöllisyyden ja identiteetin rakentajana. Tutkimuksessa selvitetään sekä seuratoiminnan haasteita Kankaanpäässä 1950-luvun lopulta saakka että sitä, millä mekanismeilla KaMa on haasteista selvinnyt ja miten se on organisaationa muuttunut. Tuloksena piirtyy kuva niistä alueen ominaisuuksista ja toimijoiden valinnoista, joiden yhteisvaikutuksena pesäpallo ja Kankaanpää ovat liittyneet yhteen. Kokonaiskuvan kirkastamiseksi käsitellään koko alueen urheiluelämää 1900-luvun alusta lähtien ja seurataan 2000-luvulle asti sitä toimintakenttää, jolla KaMa ja alueen muut seurat ja yhdistykset ovat toimineet. Olennainen kysymys on myös, onko Kankaanpäässä ollut vaihtoehtoa ja kilpailua pesäpallolle. Jotta yksittäinen seura ja kunta asettuvat ja linkittyvät isompaan sosio-kulttuuriseen kokonaisuuteen, tar- kastellaan aluksi sitä kehityskulkua, mikä johti varhaisista leikeistä ja peleistä urheilun kilpailullis- tumiseen ja asemaan maanpuolustuksellisena voimavarana. Myös pesäpallon isän ja isänmaalli- suusajattelijan, Lauri ”Tahko” Pihkalan, kasvatusfilosofian lyhyt esittely on relevanttia kehityksen ymmärtämiseksi. Historiallista taustaa, Kankaanpään case-esimerkkiä ja maan yleisen palloilume- nestyksen maantieteellisen sijoittumisen tietoja käyttämällä saadaan vertailua, jolla voidaan osoittaa syitä, miksi tietyt lajit ovat muodostuneet perinteisiksi menestyslajeiksi tietyillä alueilla. Keskeisenä ankkurina kunnallisen ja maanlaajuisen urheiluelämän kehityksessä ovat yleiset yhteis- kunnalliset murrokset, kuten ruumiinkulttuurin muutos urheilua ja liikuntaa suosivampaan suuntaan, kuntoliikunnan suosion nousu ja urheilun kaupallistuminen, tuotteistuminen ja ammattimaistuminen. Liikuntakulttuurin eriytyminen ja lajien lisääntyminen on vaatinut toimijoita mukautumaan ja soveltamaan sekä etsimään uusia yhteistyön ja toiminnan muotoja. Case KaMan ja aluetutkimuksen kautta perinteisen ja alueelle juurtuneen seuran historiaa ja selviytymiskeinoja tutkimalla saadaan näkyviin yksi esimerkki muuntautumisesta, selviämisestä ja pysyvyydestä muuttuvan yhteiskunnan ja toimintaympäristön keskellä. Muutoksen keskeltä hahmottuu ja tiivistyy KaMa-identiteetin keskeinen olemus ja merkitys. Tutkimuksen kirjallisena aineistona on ollut pesäpallon ja urheilun historiaa käsittelevää kirjallisuutta ja tutkimusta, joista erityisesti Hannu Itkosen yksin ja yhteistyössä muiden kanssa tekemät liikuntakulttuurin muutoksia käsittelevät tutkimukset ovat olleet korvaamattomia. Varsinkin median, yleisön, talouden ja urheilullisen menestymisen riippuvuussuhde linkittyy vahvasti omankin tutkimukseni päätelmiin. KaMan ja Kankaanpään urheiluelämän historiasta tietoa tarjosivat KaMan ja Kankaanpään kaupungin arkistot. Tutkimuksessa on käytetty laajasti myös yksittäisten henkilöiden lehtileikekokoelmia. KaMa-identiteetin selvitystä silmälläpitäen kenties kaikkein hedelmällisin lähdeaineisto olivat haastattelut. Tutkimukseen on haastateltu kymmeniä entisiä pelaajia, pelinjohtajia ja muita seuratyöntekijöitä kasvotusten, sähköpostitse ja kirjeitse. Haastatteluaineisto on luonteeltaan muistitiedollista, ja sen arvo onkin yhtä lailla siinä, miten muistellaan ja mitä muistetaan kuin tiedon ehdottomassa oikeellisuudessa. Keskeisenä tehtävänä oli tarkastella ja tulkita, oliko ja onko olemassa yhteistä KaMa-identiteettiä ja jos se löytyi, hahmottaa ja analysoida sen tunnuspiirteitä. Tärkeä selvityskohde oli myös pesäpallon merkitys koko Kankaanpään identiteetille. Käytin tutkimuksessa myös tilastollisia menetelmiä saadakseni kuvaa Kankaanpäästä urheilukeskuksena. Vertailemalla eri palloilulajien maratontaulukkoja oli mahdollista saada selville, millä alueilla on syntynyt minkäkin lajin traditio – tai on jäänyt syntymättä. Vertailemalla näiden alueiden väkilukuja ja elinkeinorakennetta olen tehnyt päätelmiä siitä, millaisissa oloissa lajit ovat juurtuneet ja menestyneet. Tutkin myös joukkueiden katsojakeskiarvoja, mikä on yksi mittari tarkasteltaessa joukkueen kiinnostavuutta alueella. KaMan kohdalla vertasin katsojakeskiarvoja urheilulliseen menestykseen ja sain selville, että joukkueen menestys on keskeisin väkeä katsomoihin tuova tekijä. Maaseutusijainti ei ole edellytys menestyvälle pesäpallokeskukselle, mutta talousalueella on kokonsa huomioon ottaen mahdollisuus ylläpitää rajallista määrää menestyviä lajikulttuureja. Helsingissä ja Tampereella tukijoita ja harrastajia riittää jääkiekkoon ja jalkapalloon, mutta ei enää pesäpalloon. Kankaanpäässä ei ole sponsorirahaa ja harrastajia kuin yhdelle, markkinallisuusasteeltaan valtalajeja pienemmälle lajille, pesäpallolle. Tahko Pihkalan kansan kuntokouluksi kehittelemä pesäpallo otettiin suojeluskunnan ohjelmistoon, jonka piirissä se levisi maaseudulle ja juurtui sinne. Tämä oli keskeinen tekijä pesäpallon säilymisen ja kansallispelin statuksen saavuttamisen kannalta. Maalaisjoukkueet pärjäsivät kaupunkilaisille, mikä lisäsi intoa ja itsevarmuutta. Kankaanpäässä haluttiin myös pelata pesäpalloa, vieläpä korkealla tasolla, mikä johti kaksi poliittisesti eri laidoilla olevaa seuraa ja niiden toimijoita yhdistämään voimansa. Tärkeä motiivi oli edustaa aluetta menestyksellisesti sen ulkopuolella, ja pian tavoitteeksi tuli myös saattaa mahdollisimman paljon nuoria ja lapsia harrastuksen pariin. Kankaanpäässä oli vireää urheilutoimintaa jo ennen KaMaa, mutta joukkuelajille oli kysyntää. KaMan historian voi tiivistää vuosikymmenten mittaiseksi taisteluksi sekä urheilullisesta menestyksestä että resursseista. Vapaaehtoisvoimin toimivalla urheiluseuralla ei ole koskaan ollut taloudellisesti helppoa, ja rajatulla toiminta- ja talousalueella aktiivisten vapaaehtoisten seuratoimijoiden ja myötämielisten taloudellisten tukijoiden merkitys on ollut korvaamaton. Pesäpallolle oli kilpailua, mutta KaMa pystyi organisaationa vastaamaan resurssihaasteisiin ja saamaan tarpeeksi harrastajia ja katsojia ja kasvattamaan ja hankkimaan tarpeeksi hyviä edustusjoukkueen pelaajia, jotta seura saavutti menestystä, mikä taas ruokki kiinnostusta ja vahvensi traditiota. Koko ajan ratkaisevana tekijänä oli kuitenkin pienilukuisen mutta ahkeran vapaaehtoisjoukon työpanos. Pesäpallosta ja Kankaanpään Mailasta kasvoi osa Kankaanpään identiteettiä. Pesäpallojoukkue oli tekijä, josta alue tunnettiin sen ulkopuolella. Suurin menestys ajoittui 1970-luvulle, mutta traditio on kantanut sopupeliskandaalista ja sarjaputoamisista huolimatta. Liikuntakulttuurin yleinen kaupallistuminen ja pirstaloituminen, pelaajien ammattimaistuminen ja kansalaisten harrastusmahdollisuuksien lisääntyminen ovat lisänneet seuratyön haasteita, mutta improvisoinnin ja ahkeruuden avulla, nojaten lojaaleihin ja velvollisuudentuntoisiin seuratyöläisiin ja tukijoihin, KaMa on pärjännyt ja selvinnyt niin sopupeliskandaalista kuin putoamisista sarjatasoa alemmas. Kama-identiteetin ytimessä on yhteinen historia ja traditio. Se, että perinteestä tietoiset ja jatkuvuutta haluavat toimijat pyrkivät ylläpitämään katsojista, harrastajista, ammattipelaajista ja tukijoista muodostunutta yhteisöllistä verkostoa, ottavat vastuun organisaatiosta ja pyrkivät tekemään siitä yhteisöllisen, kiinnostavan ja taloudellisesti ja kasvatuksellisesti menestyvän ”tuotteen”, on ollut ja on KaMa-yhteisön ja organisaation toiminnan jatkuvuuden ensimmäinen edellytys. Asiasanat:pesäpallo, Kankaanpää, urheil

Adaptive methods for score function modeling in blind source separation

In signal processing and related fields, multichannel measurements are often encountered. Depending on the application, for instance, multiple antennas, multiple microphones or multiple biomedical sensors are used for the data acquisition. Such systems can be described using Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) system models. In many cases, several source signals are present at the same time and there is only limited knowledge of their properties and how they contribute to each sensor output. If the source signals and the physical system are unknown and only the sensor outputs are observed, the processing methods developed for recovering the original signals are called blind. In Blind Source Separation (BSS) the goal is to recover the source signals from the observed mixed signals (mixtures). Blindness means that neither the sources nor the mixing system is known. Separation can be based on the theoretically limiting but practically feasible assumption that the sources are statistically independent. This assumption connects BSS and Independent Component Analysis (ICA). The usage of mutual information as a measure of independence leads to iterative estimation of the score functions of the mixtures. The purpose of this thesis is to develop BSS methods that can adapt to different source distributions. Adaptation makes it possible to separate sources without knowing the source distributions or even the characteristics of source distributions. Special attention is paid to methods that allow also asymmetric source distributions. Asymmetric distributions occur in important applications such as communications and biomedical signal processing. Adaptive techniques are proposed for the modeling of score functions or estimating functions. Three approaches based on the Pearson system, the Extended Generalized Lambda Distribution (EGLD) and adaptively combined fixed estimating functions are proposed. The Pearson system and the EGLD are parametric families of distributions and they are used to model the distributions of the mixtures. The strength of these parametric families is that they contain a wide class of distributions, including asymmetric distributions with positive and negative kurtosis, while the estimation of the parameters is still a relatively simple procedure. The methods may be implemented using existing ICA algorithms. The reliable performance of the proposed methods is demonstrated in extensive simulations. In addition to symmetric source distributions, asymmetric distributions, such as Rayleigh and lognormal distribution, are utilized in simulations. The score adaptive methods outperform commonly used methods due to their ability to adapt to asymmetric distributions.reviewe

Aatteen soturit resurssipelissä. Pesäpalloseura Kankaanpään Mailan juurtuminen osaksi Kankaanpään identiteettiä

Vuonna 1958 perustettu pesäpalloseura Kankaanpään Maila (KaMa) on ollut perustamisestaan lähtien keskeinen toimija Kankaanpään urheiluelämässä ja yksi niistä tekijöistä, joista Kankaanpää tunnetaan. Tutkimus käsittelee sitä kehityskulkua, mikä on mahdollistanut seuran menestyksekkään aseman alueen urheilu- ja sosiaalisessa elämässä ja maanlaajuisena pesäpallokeskuksena vuosikymmenten ajan ja selvittää pesäpalloseuran merkitystä paikallisen yhteisöllisyyden ja identiteetin rakentajana. Tutkimuksessa selvitetään sekä seuratoiminnan haasteita Kankaanpäässä 1950-luvun lopulta saakka että sitä, millä mekanismeilla KaMa on haasteista selvinnyt ja miten se on organisaationa muuttunut. Tuloksena piirtyy kuva niistä alueen ominaisuuksista ja toimijoiden valinnoista, joiden yhteisvaikutuksena pesäpallo ja Kankaanpää ovat liittyneet yhteen. Kokonaiskuvan kirkastamiseksi käsitellään koko alueen urheiluelämää 1900-luvun alusta lähtien ja seurataan 2000-luvulle asti sitä toimintakenttää, jolla KaMa ja alueen muut seurat ja yhdistykset ovat toimineet. Olennainen kysymys on myös, onko Kankaanpäässä ollut vaihtoehtoa ja kilpailua pesäpallolle. Jotta yksittäinen seura ja kunta asettuvat ja linkittyvät isompaan sosio-kulttuuriseen kokonaisuuteen, tar- kastellaan aluksi sitä kehityskulkua, mikä johti varhaisista leikeistä ja peleistä urheilun kilpailullis- tumiseen ja asemaan maanpuolustuksellisena voimavarana. Myös pesäpallon isän ja isänmaalli- suusajattelijan, Lauri ”Tahko” Pihkalan, kasvatusfilosofian lyhyt esittely on relevanttia kehityksen ymmärtämiseksi. Historiallista taustaa, Kankaanpään case-esimerkkiä ja maan yleisen palloilume- nestyksen maantieteellisen sijoittumisen tietoja käyttämällä saadaan vertailua, jolla voidaan osoittaa syitä, miksi tietyt lajit ovat muodostuneet perinteisiksi menestyslajeiksi tietyillä alueilla. Keskeisenä ankkurina kunnallisen ja maanlaajuisen urheiluelämän kehityksessä ovat yleiset yhteis- kunnalliset murrokset, kuten ruumiinkulttuurin muutos urheilua ja liikuntaa suosivampaan suuntaan, kuntoliikunnan suosion nousu ja urheilun kaupallistuminen, tuotteistuminen ja ammattimaistuminen. Liikuntakulttuurin eriytyminen ja lajien lisääntyminen on vaatinut toimijoita mukautumaan ja soveltamaan sekä etsimään uusia yhteistyön ja toiminnan muotoja. Case KaMan ja aluetutkimuksen kautta perinteisen ja alueelle juurtuneen seuran historiaa ja selviytymiskeinoja tutkimalla saadaan näkyviin yksi esimerkki muuntautumisesta, selviämisestä ja pysyvyydestä muuttuvan yhteiskunnan ja toimintaympäristön keskellä. Muutoksen keskeltä hahmottuu ja tiivistyy KaMa-identiteetin keskeinen olemus ja merkitys. Tutkimuksen kirjallisena aineistona on ollut pesäpallon ja urheilun historiaa käsittelevää kirjallisuutta ja tutkimusta, joista erityisesti Hannu Itkosen yksin ja yhteistyössä muiden kanssa tekemät liikuntakulttuurin muutoksia käsittelevät tutkimukset ovat olleet korvaamattomia. Varsinkin median, yleisön, talouden ja urheilullisen menestymisen riippuvuussuhde linkittyy vahvasti omankin tutkimukseni päätelmiin. KaMan ja Kankaanpään urheiluelämän historiasta tietoa tarjosivat KaMan ja Kankaanpään kaupungin arkistot. Tutkimuksessa on käytetty laajasti myös yksittäisten henkilöiden lehtileikekokoelmia. KaMa-identiteetin selvitystä silmälläpitäen kenties kaikkein hedelmällisin lähdeaineisto olivat haastattelut. Tutkimukseen on haastateltu kymmeniä entisiä pelaajia, pelinjohtajia ja muita seuratyöntekijöitä kasvotusten, sähköpostitse ja kirjeitse. Haastatteluaineisto on luonteeltaan muistitiedollista, ja sen arvo onkin yhtä lailla siinä, miten muistellaan ja mitä muistetaan kuin tiedon ehdottomassa oikeellisuudessa. Keskeisenä tehtävänä oli tarkastella ja tulkita, oliko ja onko olemassa yhteistä KaMa-identiteettiä ja jos se löytyi, hahmottaa ja analysoida sen tunnuspiirteitä. Tärkeä selvityskohde oli myös pesäpallon merkitys koko Kankaanpään identiteetille. Käytin tutkimuksessa myös tilastollisia menetelmiä saadakseni kuvaa Kankaanpäästä urheilukeskuksena. Vertailemalla eri palloilulajien maratontaulukkoja oli mahdollista saada selville, millä alueilla on syntynyt minkäkin lajin traditio – tai on jäänyt syntymättä. Vertailemalla näiden alueiden väkilukuja ja elinkeinorakennetta olen tehnyt päätelmiä siitä, millaisissa oloissa lajit ovat juurtuneet ja menestyneet. Tutkin myös joukkueiden katsojakeskiarvoja, mikä on yksi mittari tarkasteltaessa joukkueen kiinnostavuutta alueella. KaMan kohdalla vertasin katsojakeskiarvoja urheilulliseen menestykseen ja sain selville, että joukkueen menestys on keskeisin väkeä katsomoihin tuova tekijä. Maaseutusijainti ei ole edellytys menestyvälle pesäpallokeskukselle, mutta talousalueella on kokonsa huomioon ottaen mahdollisuus ylläpitää rajallista määrää menestyviä lajikulttuureja. Helsingissä ja Tampereella tukijoita ja harrastajia riittää jääkiekkoon ja jalkapalloon, mutta ei enää pesäpalloon. Kankaanpäässä ei ole sponsorirahaa ja harrastajia kuin yhdelle, markkinallisuusasteeltaan valtalajeja pienemmälle lajille, pesäpallolle. Tahko Pihkalan kansan kuntokouluksi kehittelemä pesäpallo otettiin suojeluskunnan ohjelmistoon, jonka piirissä se levisi maaseudulle ja juurtui sinne. Tämä oli keskeinen tekijä pesäpallon säilymisen ja kansallispelin statuksen saavuttamisen kannalta. Maalaisjoukkueet pärjäsivät kaupunkilaisille, mikä lisäsi intoa ja itsevarmuutta. Kankaanpäässä haluttiin myös pelata pesäpalloa, vieläpä korkealla tasolla, mikä johti kaksi poliittisesti eri laidoilla olevaa seuraa ja niiden toimijoita yhdistämään voimansa. Tärkeä motiivi oli edustaa aluetta menestyksellisesti sen ulkopuolella, ja pian tavoitteeksi tuli myös saattaa mahdollisimman paljon nuoria ja lapsia harrastuksen pariin. Kankaanpäässä oli vireää urheilutoimintaa jo ennen KaMaa, mutta joukkuelajille oli kysyntää. KaMan historian voi tiivistää vuosikymmenten mittaiseksi taisteluksi sekä urheilullisesta menestyksestä että resursseista. Vapaaehtoisvoimin toimivalla urheiluseuralla ei ole koskaan ollut taloudellisesti helppoa, ja rajatulla toiminta- ja talousalueella aktiivisten vapaaehtoisten seuratoimijoiden ja myötämielisten taloudellisten tukijoiden merkitys on ollut korvaamaton. Pesäpallolle oli kilpailua, mutta KaMa pystyi organisaationa vastaamaan resurssihaasteisiin ja saamaan tarpeeksi harrastajia ja katsojia ja kasvattamaan ja hankkimaan tarpeeksi hyviä edustusjoukkueen pelaajia, jotta seura saavutti menestystä, mikä taas ruokki kiinnostusta ja vahvensi traditiota. Koko ajan ratkaisevana tekijänä oli kuitenkin pienilukuisen mutta ahkeran vapaaehtoisjoukon työpanos. Pesäpallosta ja Kankaanpään Mailasta kasvoi osa Kankaanpään identiteettiä. Pesäpallojoukkue oli tekijä, josta alue tunnettiin sen ulkopuolella. Suurin menestys ajoittui 1970-luvulle, mutta traditio on kantanut sopupeliskandaalista ja sarjaputoamisista huolimatta. Liikuntakulttuurin yleinen kaupallistuminen ja pirstaloituminen, pelaajien ammattimaistuminen ja kansalaisten harrastusmahdollisuuksien lisääntyminen ovat lisänneet seuratyön haasteita, mutta improvisoinnin ja ahkeruuden avulla, nojaten lojaaleihin ja velvollisuudentuntoisiin seuratyöläisiin ja tukijoihin, KaMa on pärjännyt ja selvinnyt niin sopupeliskandaalista kuin putoamisista sarjatasoa alemmas. Kama-identiteetin ytimessä on yhteinen historia ja traditio. Se, että perinteestä tietoiset ja jatkuvuutta haluavat toimijat pyrkivät ylläpitämään katsojista, harrastajista, ammattipelaajista ja tukijoista muodostunutta yhteisöllistä verkostoa, ottavat vastuun organisaatiosta ja pyrkivät tekemään siitä yhteisöllisen, kiinnostavan ja taloudellisesti ja kasvatuksellisesti menestyvän ”tuotteen”, on ollut ja on KaMa-yhteisön ja organisaation toiminnan jatkuvuuden ensimmäinen edellytys. Asiasanat:pesäpallo, Kankaanpää, urheil

Causal Effect Identification from Multiple Incomplete Data Sources: A General Search-Based Approach

Peer reviewe

Clustering and Structural Robustness in Causal Diagrams

Graphs are commonly used to represent and visualize causal relations. For a small number of variables, this approach provides a succinct and clear view of the scenario at hand. As the number of variables under study increases, the graphical approach may become impractical, and the clarity of the representation is lost. Clustering of variables is a natural way to reduce the size of the causal diagram, but it may erroneously change the essential properties of the causal relations if implemented arbitrarily. We define a specific type of cluster, called transit cluster, that is guaranteed to preserve the identifiability properties of causal effects under certain conditions. We provide a sound and complete algorithm for finding all transit clusters in a given graph and demonstrate how clustering can simplify the identification of causal effects. We also study the inverse problem, where one starts with a clustered graph and looks for extended graphs where the identifiability properties of causal effects remain unchanged. We show that this kind of structural robustness is closely related to transit clusters