Título
Explaining the S&P 500: How does certain commodities affect the index
Autor
Varela, Mailson Manuel Teixeira
Resumo
pt
Nos últimos anos, a proliferação da Inteligência Artificial (IA) revolucionou os processos de
tomada de decisão em vários domínios. Algoritmos de Aprendizagem Profunda,
particularmente modelos LSTM e XGBoost, emergiram como ferramentas poderosas para
previsões precisas em contextos complexos, como os mercados financeiros. No entanto, o
desafio inerente de interpretar esses modelos levou a um equilíbrio entre precisão e
transparência. A necessidade de Inteligência Artificial Explicável (XAI) torna-se fundamental
em domínios críticos, como finanças, onde entender o raciocínio do modelo é crucial para a
tomada de decisões informadas.
Nosso estudo compreende duas fases fundamentais: desenvolvimento do modelo e
explicação. A fase inicial concentra-se na criação de modelos LSTM e XGBoost, ajuste de
seus hiperparâmetros e otimização do desempenho preditivo para a previsão do índice S&P
500. Métricas rigorosas de avaliação, incluindo MAE, MSE, MAPE e RMSE, orientam nossa
busca por previsões precisas. O índice Dow Jones emerge como uma das variáveis mais
influentes na previsão do S&P 500, juntamente com o Bitcoin, que, interessantemente, exerce
um impacto consistentemente negativo em ambos os modelos, penalizando o desempenho
com seus efeitos e revelando seu papel único. Nossas descobertas informam a tomada de
decisões financeiras, advogando pela transparência e promovendo modelos preditivos e
interpretabilidade avançados.
en
In recent years, the proliferation of Artificial Intelligence (A.I.) has revolutionized
decision-making processes across various domains. Deep Learning algorithms, particularly
LSTM and XGBoost models, have emerged as powerful tools for accurate predictions in
complex contexts, such as financial markets. However, the inherent challenge of interpreting
these models has led to a tradeoff between accuracy and transparency. The need for
Explainable Artificial Intelligence (XAI) becomes paramount in critical domains like finance,
where understanding the model's reasoning is crucial for informed decision-making.
Our study comprises two fundamental phases: model development and explanation. The
initial phase focuses on crafting LSTM and XGBoost models, fine-tuning their
hyperparameters, and optimizing their predictive performance for S&P 500 index forecasting.
Rigorous evaluation metrics, encompassing MAE, MSE, MAPE and RMSE, guide our pursuit
of accurate predictions. Dow Jones emerges as one of the most influential variables in
forecasting S&P 500 along with Bitcoin, which, interestingly, wields a consistently negative
impact in both models, penalizing both performance with its effects and unveiling its unique
role. Our findings inform decision-making in finance, advocating for transparency and
advancing predictive models and interpretability.