Eteenpäinmalli

Eteenpäinmalli on suomenkielinen termi, jolla viitataan malliin, joka ennustaa tulevia tiloja tai tapahtumia nykyisten ja menneiden havaintojen perusteella. Termi kattaa laajalti sekä matemaattiset että tilastolliset lähestymistavat ja sitä käytetään sekä luonnontieteissä että tekniikassa. Etymologisesti sana koostuu sanoista eteen (forward) ja malli, ja sitä käytetään kuvaamaan mallia, joka siirtää nykytilasta eteenpäin tulevat vaikutukset tai vasteet.

Monilla toimialoilla eteenpäinmallia hyödynnetään ennusteissa, simuloinneissa ja ohjausjärjestelmissä. Esimerkiksi robotiikassa forward model voi ennustaa motorikomentin seuraavan aistihavainnon, mikä helpottaa virheentunnistusta ja säätöä. Sää- ja ilmastomalleissa eteenpäinmalli ennustaa sään tai ilmaston tulevaa tilaa kelien, paikan ja muiden tekijöiden perusteella. Koneoppimisessa kyseessä voi olla dataan perustuva malli, joka antaa ennusteita syötetyn vektorin perusteella.

Ominaisuudet: eteenpäinmallit voivat olla deterministisiä tai probabilistisia, ne voivat olla täysin dataohjaisia tai osittain fysikaalisiin lakeihin nojaavia. Niiden suorituskykyä arvioidaan usein tilastollisilla mittareilla kuten RMSE, MAE tai todennäköisyyssuureilla. Tärkeä haaste on mallin yleistyminen ja muutosvakaus, sillä malli voi huonosti ennustaa tilanteita, joita ei ole ollut koulutusdatassa.

Käyttökonteksti: käsite liittyy läheisesti forward model -käsitteeseen sekä inversiomalliin, jossa jälkimmäinen yrittää päätellä syyt annettujen havaintojen perusteella.