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Diseño de un experimento con análisis de regresión lineal: ¿más categorías o más observaciones por categoría?

Durante el diseño de mis experimentos me encontré con la siguiente pregunta: Al hacer un ajuste lineal (mínimos cuadrados), ¿tiene más sentido tener más categorías o más observaciones por categoría? En otras palabras: ¿qué es lo que dará mayor confianza al ajuste? La imagen siguiente ilustra mis opciones (no son datos reales).

more x-values or more observations per x-value

Antecedentes:

Durante el experimento voy a hacer un Ley de Fitt experimento. Aquí pediré a los usuarios que muevan el cursor del ratón desde una posición específica hasta un objetivo. Este objetivo tiene un tamaño específico (W) y está posicionado a cierta distancia (D) de la posición inicial.

Fitt's law experiment from wikipedia

La ley de Fitt establece que la dificultad de esta tarea (Índice de Dificultad (ID)) puede recogerse en la siguiente fórmula:

$\mathrm{ID}=\log _{2}\left(\frac{2 D}{W}\right)$

El tiempo medio que se tarda en desplazarse hacia el objetivo (tiempo de movimiento (TM)) puede ser capturado por una relación lineal:

$\mathrm{MT}=a+b \cdot \mathrm{ID}$

Diseño del experimento

Durante el experimento con un participante tengo una cantidad finita de tiempo y puedo elegir hacer una pequeña cantidad de identificaciones con muchas repeticiones por identificación o un montón de identificaciones diferentes con menos repeticiones por identificación. Digamos que el número total de ensayos por participante es fijo, ¿cuál sería mi mejor opción? ¿Cambia esto los valores de R^2? ¿Y qué dará la mayor confianza del ajuste?

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dan90266 Puntos 609

Con mucho trabajo se podría desarrollar un esquema adaptativo bayesiano que permita seleccionar dinámicamente los puntos de prueba para cada sujeto en función de las respuestas anteriores. Sin embargo, la literatura sobre diseño experimental (DOE) cubre ampliamente su pregunta. La respuesta corta es que si está muy seguro de la linealidad, puede asignar la mitad de los valores en el punto más bajo y la otra mitad en el más alto, para obtener un estimador de la pendiente de varianza mínima. Para cubrir su apuesta de linealidad puede poner algunas observaciones en el medio. En el DOE existen criterios formales de optimización del diseño que puede utilizar para seleccionar los puntos de prueba.

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