비선형 비정적 효과 모델에서 도구변수 검증 가능성

초록

본 논문은 연속·이산 처치와 비정적 인과효과를 허용하는 가법 비선형 모델(ANINCE)에서, 완전성 가정 하에 유효한 도구변수(Z)가 만족해야 하는 보조 독립성 검정(AIT) 조건을 제시한다. AIT는 필요조건이며, 추가적인 부분 비가우시안성·분포 비퇴화 가정 하에 필요충분조건이 된다. 공변량을 포함한 실용적 알고리즘을 개발하고, 합성·실제 데이터에서 높은 검증력을 보였다.

상세 분석

본 연구는 기존 도구변수(IV) 검증 방법이 이산 처치나 상수 효과 모델에 국한된 한계를 극복하고자, 처리 변수 X가 연속이거나 이산일 수 있고 인과효과 f(·)가 비선형·비정적일 수 있는 가법 비선형 비정적 효과(ANINCE) 모델을 설정한다. 모델은 X = g(Z)+φ_X(U)+ε_X, Y = f(X)+φ_Y(U)+ε_Y 형태이며, 잠재 교란 U는 관측되지 않는다. 핵심 가정은 완전성(Completeness)으로, 모든 유한 기댓값을 갖는 함수 ψ에 대해 E