О размере эффекта и расчете объема выборки в научных задачах

Я в последнее время активно читаю теорию A/B-тестирования. По сути это классические эксперименты с контрольной и тестовой группами (case/control), с которыми постоянно сталкиваются ученые, но с учетом особенностей бизнеса.

📊 Важным этапом при проведении A/B-тестирования является расчет MDE (minimum detectable effect), минимально обнаруживаемый эффект. Например, в эксперименте мы хотим зафиксировать увеличение конверсии на 2% и мы можем рассчитать необходимый размер выборки для тестовой и контрольной группы, исходя из этого. Для этого нам нужно знать минимально обнаруживаемый размер эффекта (определили выше), дисперсию в контрольной и тестовой группе, а также уровень ошибки первого рода (стандартно 0.05) и желаемую мощность теста (обычно 80%).

На всякий случай напомню: мощность - это вероятность найти статистически значимые различия там, где они действительно есть (то есть единица минус вероятность ошибки II рода, про ошибки мнемоническое правило в прикрепленной картинке)

Меня заинтриговал этот подход, потому что он отталкивается от практических соображений.
🌱Интересно было бы применить такой концепт в биологических исследованиях. Например, сначала определить, какой эффект был бы биологически значимым, и после этого рассчитывать необходимый размер выборки. К примеру, мы изучаем влияние фитогормона на рост корня и знаем по предыдущим экспериментам длину корня растений определенного возраста (также можем рассчитать дисперсию). Можно зафиксировать, что для нас биологически важным будет изменение длины корня на 10%. После этого по формуле MDE, мы можем рассчитать необходимый размер выборки, чтобы зафиксировать такой эффект.
🐀 Хорошо, если полученный размер выборки окажется допустимым для исследования, так как при работе с мышами или другими животными, есть риск, что необходимый статистически размер выборки не одобрит биоэтический комитет.
Но тут есть такая особенность, что чем больше эффект, тем меньше нужна выборка, чтобы его обнаружить. Можно для себя решить, что совсем небольшие изменения не несут особой биологической ценности и рассчитывать выборку для бОльших эффектов.

Как вы думаете, возможен ли такой подход в научных исследованиях?

#product #analytics