Τι είναι η Cross-Validation;

Η διασταυρούμενη επικύρωση είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται στη χημεία και σε ένα ευρύ φάσμα άλλων επιστημονικών πεδίων για τη σύγκριση των αποτελεσμάτων πολλαπλών πειραματικών μεθόδων με τον ίδιο στόχο. Στην ιδανική περίπτωση, η διασταυρούμενη επικύρωση θα επικυρώσει και τις δύο πειραματικές μεθόδους επιστρέφοντας τα ίδια αποτελέσματα. Διαφορετικά αποτελέσματα μπορεί να υποδηλώνουν ανθρώπινο λάθος ή σφάλματα στον πειραματικό σχεδιασμό. Οι διαφορές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό σφαλμάτων και για τη βελτίωση μιας ή περισσότερων από τις πειραματικές μεθόδους έως ότου ληφθούν συνεπή και επαναλαμβανόμενα αποτελέσματα.

Για να είναι επιτυχής η διασταυρούμενη επικύρωση, είναι γενικά απαραίτητο για τους ερευνητές να γνωρίζουν ότι μία από τις μεθόδους επιστρέφει ακριβή αποτελέσματα. Ο στόχος, λοιπόν, είναι να γίνει η νέα και μη επιβεβαιωμένη μέθοδος, ή ο συγκριτής, να επιστρέψει αποτελέσματα πανομοιότυπα με αυτά της γνωστής μεθόδου ή της αναφοράς. Εάν καμία μέθοδος δεν είναι γνωστό ότι είναι ακριβής, πιθανότατα μπορούν να προσαρμοστούν για να επιστρέψουν τα ίδια αποτελέσματα, αλλά δεν υπάρχει ακόμα καμία εγγύηση ότι αυτά τα αποτελέσματα είναι σωστά.

Οι ερευνητές συχνά χρησιμοποιούν διασταυρούμενη επικύρωση όταν εισάγουν μια νέα, πιο αποτελεσματική πειραματική μέθοδο που προορίζεται να αντικαταστήσει μια παλαιότερη μέθοδο. Η νέα μέθοδος είναι χρήσιμη μόνο εάν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ίδιο σκοπό με τη μέθοδο που προορίζεται να αντικαταστήσει. Η διασταυρούμενη επικύρωση χρησιμοποιείται για να διασφαλιστεί ότι η νέα μέθοδος είναι εξίσου αποτελεσματική με την παλιά και ότι η αποτελεσματικότητα δεν έχει το τίμημα της ακρίβειας.

Τα αποτελέσματα των πειραμάτων που χρησιμοποιούνται για διασταυρούμενη επικύρωση μπορούν να παρασκευαστούν ποιοτικά ή ποσοτικά με βάση τη φύση του πειράματος. Η επιτυχία ορισμένων απλών πειραμάτων χημείας μπορεί να αξιολογηθεί μέσω απλών οπτικών ενδείξεων όπως η αλλαγή χρώματος. Μια νέα μέθοδος που οδηγεί στην ίδια αλλαγή χρώματος μπορεί, σε ορισμένες περιπτώσεις, να κριθεί επιτυχημένη. Ωστόσο, οι περισσότερες σύγχρονες επιστημονικές έρευνες βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε ποσοτικές μεθόδους. Ως εκ τούτου, οι ποσοτικές πληροφορίες πρέπει να συγκρίνονται και οι διαφορές στα αριθμητικά δεδομένα χρησιμοποιούνται για να κριθεί η επιτυχία ή η αποτυχία ενός πειράματος επικύρωσης.

Πολλά αποτελέσματα διασταυρούμενης επικύρωσης στηρίζονται σε μεγάλους όγκους στατιστικών δεδομένων και όχι σε ποιοτικές πληροφορίες ή σε μία ή δύο τιμές όπως η θερμοκρασία ή η οξύτητα. Για τέτοια στατιστικά δεδομένα, δεν υπάρχει ένας συγκεκριμένος αριθμός ή σύνολο αριθμών που να είναι σωστός ενώ όλοι οι άλλοι είναι λανθασμένοι. Η επιτυχία μιας διασταυρούμενης επικύρωσης κρίνεται με βάση το εάν τα δεδομένα που επιστρέφονται εμπίπτουν ή όχι σε ένα συγκεκριμένο όριο αποδεκτού σφάλματος. Σε τέτοια πειράματα, ορισμένες από τις τιμές που επιστρέφονται μπορεί να είναι αποδεκτές ενώ άλλες είναι λανθασμένες, υποδεικνύοντας ότι συγκεκριμένα μέρη των δοκιμασμένων μεθόδων πρέπει να αναθεωρηθούν.