機器學習能否預測加密貨幣的價格？_COIN

這份實用指南提供了你預測加密貨幣價格飛速上漲所需的基礎知識。

十五年前，我開始探索數字貨幣的世界，并為一個只使用短信的點對點移動貨幣平臺做了原型。

最近，我的一位合作者問我，人工智能是否可以預測加密貨幣的價格。她對區塊鏈的炒作很好奇。

經過研究，我發現預測加密貨幣價格是一個可以解決的問題，但絕對不是針對所有市場條件。

加密資產的典型預測模型將利用時間序列預測（如ARIMA、Facebook Prophet）、機器學習（如隨機森林算法、線性回歸）或深度學習方法（如LSTM）。

在本文中，我研究了在預測給定日期的Litecoin平均價格時，片斷插值的表現如何。

我們將關注2013年4月至2021年2月期間Litecoin的歷史價格。這些數據取自coinmarketcap，并且是可以免費使用的。我將數據分為80%的訓練數據集和20%的測試數據集。后者用于評估我們預測收盤價的準確性。

OpenSea Pro 推出社交交易機器人服務ProBot:5月31日消息，NFT 市場 OpenSea Pro（原 Gem）宣布正式推出社交交易機器人服務ProBot（@0xProBot），該服務可以監控重要交易和一些較為明顯的掃貨交易，所有服務均由機器人提供支持，OpenSea Pro 稱未來還將推出更多智能交易機器人服務。[2023/5/31 11:49:15]

加密貨幣Litecoin的價格歷史 (Source: Kaggle)

短暫的探索性數據分析顯示，平均收盤價在年初和年末是最高的。10月份最低。

你可能聽說過多項式回歸，這可以說是創建一個階數為d的基礎來近似一個非線性函數（在我們的例子中，加密貨幣價格波動）的最簡單例子。

谷歌宣布推出人工智能機器人Bard 與ChatGPT展開競爭:金色財經報道，據英國金融時報報道，谷歌宣布推出AI聊天機器人Bard，以試圖與OpenAI的ChatGPT展開競爭。該公司正尋求在生成人工智能技術商業化的競賽中收復失地。谷歌表示，Bard將只生成英語答案，而不是計算機代碼或其他語言的答案，并將以先到先得的方式向在美國和英國的等候名單上注冊的用戶提供訪問權限。[2023/3/22 13:18:07]

我對Litecoin的歷史價格進行了簡單的多項式回歸，使用5、25和80的階數。在每種情況下，R2值將提供一些關于模型在測試數據集上的擬合度好壞的信息。

從下面的藍線與訓練數據的擬合度來看，我們可以觀察到隨著多項式階數的增加，曲線越來越陡峭。這是由于模型復雜性增加，因為高階多項式試圖追逐訓練集中的每一個單一數據點。

動態 | 微軟工程師提出利用以太坊區塊鏈使機器學習和人工智能“民主化”:據Crypto Slate報道，微軟的工程師們正在使用Ethereum區塊鏈來“民主化”人工智能和機器學習，使這些典型的集中化且成本高昂的系統更容易被所有人使用。微軟高級軟件開發工程師Justin Harris表示，使用精心設計的機器學習算法可能會產生問題，因為這些算法往往是集中式的。因此，他為微軟介紹了一項新的開源計劃：區塊鏈上的去中心化和協作式AI。 在新模式中，Harris設想以獎勵來激勵人們與這些機器學習算法進行交互和改進。這些算法可以自由地用于評估預測，這對于構建個人助理或制作帶有用戶推薦的系統是理想的。[2019/7/28]

第0天代表2013年4月30日，第2800天代表2021年2月28日。

動態 | 北京出現自助購買比特幣機器:據新浪財經消息，日前北京云集隱居四合院出現了一臺自助購買比特幣的機器，據項目創始人劉何明介紹，這臺機器是otm，與市場上中心化的比特幣ATM取款機化不同，otm是去中心化設計，其后臺是c2c的交易撮合機制。目前這種otm機器在北京暫時只有兩臺的投放，不過在接下來三到六個月的時間內將在全球預先投放一千臺，讓更多人可以輕松購買比特幣。注：CoinATMradar的最新數據顯示，全球比特幣ATM機的數量已經超過了3500臺，目前數量為3504臺，每天平均新增6臺。安裝比特幣ATM數量比較多的為美國、加拿大、奧地利 、英國、俄羅斯、西班牙等國。在比特中國上海辦公室的前臺放著國內唯一一臺比特幣ATM。這臺ATM于2014年初引入上海，制造商是冰島的Lamassu公司。只是在國家發布虛擬貨幣禁令之后，這臺機器只能作為觀賞性的收藏品，無法運營。[2019/5/19]

特別是在有離群值的區域（圖的中間部分），高階多項式往往會向這些離群值的方向發展。因此，80階多項式的模型具有最高的方差。

聊天機器人Ben幫助比特幣“小白”炒幣賺錢:據36氪報道稱，Y Combinator 2018冬季孵化項目聊天機器人Ben可讓任何人通過友好體驗的聊天界面熟悉加密貨幣。通過與“Ben”交談，用戶可以學習加密貨幣、了解加密貨幣、獲取最新的行業新聞，以及購買和出售比特幣。[2018/3/24]

它在訓練數據上的偏差也是最低的，這體現在最高的R2值上，相比之下，低階多項式的R2更低，意味著更高的偏差但更低的方差。低階多項式對訓練數據的敏感性較低。

我發現一個更靈活的方法是使用片斷多項式來預測加密貨幣價格。

分片插值用低階多項式擬合大量的數據點。由于我們只使用低階多項式，我們消除了過度的振蕩和非收斂性。

給定一組數據點，分片插值的工作原理是在每一部分數據中使用不同的多項式。

特別是，我們使用連接的分片多項式，也稱為樣條。

樣條的一個例子是下面的截斷線性函數。它在4的左邊是平的，稱為函數的結。

給定幾個結點，我們可以將多個線性基函數組合起來，并將其擬合到非線性數據中。

為了檢測加密貨幣價格中存在的高度曲線關系，我使用了一個截斷的三次函數，也叫三次樣條。

使用三次樣條，我們將數據分割成塊，并對每個塊擬合一個三次樣條。每個樣條函數在結點處連接到下一個函數。

三次樣條是加密貨幣價格變化的一個非常好的選擇，因為連接是平滑的。三次樣條的斜率和它們的第一和第二導數都是匹配的。三次樣條是3階的多項式函數，它仍然足夠小，以避免差異性。

三次B-樣條是三次樣條的一個更容易的變體，用于高效計算，因為最多有5個基函數參與貢獻插值。下面我們可以看到三次B-樣條在Litecoin價格上的表現，將結點放在四分位數上之后。

通過手動選擇結點，即在我們有一堆數據點的情況下，與根據四分位數放置結點時的值相比，我們在測試數據集上實現了更好的R2。

在邊界附近的三次樣條可能表現得很奇怪，你能夠在上面的紅色圖中注意到。所謂的自然三次樣條通過在每個極限處將一個三次多項式改為線性來強制要求函數在極限結點之外是線性的。

自然三次樣條需要選擇一個自由度。對于Litecoin的價格，我通過交叉驗證找到了最佳自由度：挑選了合適的174個結點的量子作為預測器的日期。結果與三次B-樣條相比，邊緣的差異性更小，但測試數據集的R2略差。

最后，我實現了平滑樣條，在懲罰價格變化的同時，使均方誤差最小化。

平滑樣條似乎是Litecoin價格最合適的分片插值。該模型在測試數據集上實現了迄今為止獲得的最佳R2值。

三次樣條模型令人興奮的部分是如何超越用于訓練模型的數據范圍進行推斷。

根據以預測和時間序列工作而聞名的著名統計學家Rob Jhyndman的說法，三次平滑樣條模型在預測方面可以作為與ARIMA模型等效的模型，但其參數空間受到限制。Rob聲稱，樣條模型提供了一個平滑的歷史趨勢以及線性預測函數。

我邀請你進一步試驗這個想法。我的計算機代碼可以在網上以Jupyter Python/R Notebook形式查看。

本文中使用的Google Colab Notebook 

數字貨幣和加密貨幣，如Litecoin，是現代全球經濟中最具爭議和最復雜的技術創新。本文旨在使用一種不太流行的方法：三次樣條來預測Litecoin價格的變化。

Michel Kana, Ph.D   作者

Jeremy   翻譯

Jeremy   編輯

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