Como uma floresta aleatória decide

Queremos prever se um aluno vai ser aprovado ou reprovado olhando só duas coisas: quantas horas ele estuda e quantas horas dorme. Em vez de confiar em uma única árvore de decisão, a floresta treina várias árvores um pouco diferentes e deixa que elas votem.

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    Sorteio dos alunos

    Cada árvore recebe uma amostra sorteada com reposição: alguns alunos aparecem repetidos, outros ficam de fora.

  2. 2

    Sorteio das perguntas

    A cada divisão, a árvore só pode escolher entre algumas variáveis. Isso deixa as árvores diferentes entre si.

  3. 3

    Cada árvore aprende

    Ela faz perguntas como “estuda menos de 4 h?” até separar bem os grupos ou atingir a profundidade máxima.

  4. 4

    Votação

    Para um aluno novo, cada árvore dá seu palpite. A resposta da floresta é a da maioria.

Aprovado Reprovado ★Aluno novo (arraste) Cor de fundo mais forte = árvores mais de acordo
Turma de exemplo
Clicar no gráfico para

Quantas perguntas seguidas cada árvore pode fazer.

O gráfico mostra
–acerto da floresta
–acerto de uma árvore, em média

Medido com os alunos que cada árvore não viu no sorteio (amostra “fora da sacola”).

Importância das variáveis

Estudo
–
Sono
–

Quanto cada variável reduziu a impureza (Gini) nas divisões de todas as árvores, somado e dividido pelo total. Mostra no que o modelo se apoia — é associação dentro do modelo, não efeito causal.

As árvores da floresta

Cada quadrinho é uma árvore. Os pontos maiores são alunos sorteados mais de uma vez; os círculos vazios ficaram de fora do sorteio dela. Clique numa árvore para ver suas perguntas.

Por dentro da árvore

O caminho destacado mostra as perguntas que essa árvore faz sobre o aluno novo até chegar ao seu voto.

    Para experimentar em aula

    1. Deixe 1 árvore com profundidade 7 na turma “Com bagunça”. A fronteira fica cheia de recortes para acertar cada aluno: é o sobreajuste.
    2. Agora suba para 30 árvores. Os recortes de cada uma se compensam e a fronteira fica mais suave e confiável.
    3. Compare os dois números de acerto: a floresta costuma acertar mais do que uma árvore sozinha.
    4. Arraste o aluno novo para perto da fronteira. Veja a votação ficar dividida e a cor de fundo enfraquecer.
    5. Desligue o sorteio da variável e plante de novo. As árvores ficam mais parecidas entre si, e a votação ganha menos com isso.
    6. Olhe a importância das variáveis em cada turma. Na “Fronteira reta”, o estudo pesa bem mais; em “Precisa das duas”, o sono ganha espaço e as duas contam. Lembre: o número diz no que o modelo se apoia, não que dormir mais causa aprovação.
    7. Adicione um aluno “estranho” no meio do outro grupo e veja quais árvores mudam por causa dele.