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Modelos de ML: Quando Escolher Árvore ou Rede Neural

Modelos de ML: Quando Escolher Árvore ou Rede Neural

Um cliente mandou um modelo de árvore e esperava que ele fosse “bom o suficiente”. Dois meses e uma dívida técnica depois, o time descobriu que aquilo não escalava. Modelos ocupam espaço na sua infraestrutura e na cabeça das pessoas — e escolher errado custa caro. Aqui você vai descobrir, de forma prática, quando uma árvore ganha, quando uma rede neural vence e como testar isso sem drama.

Quando uma Árvore Toma a Decisão e por Quê

Árvores são claras, rápidas e baratas. Em problemas tabulares com variáveis bem definidas, um decisor baseado em árvore quase sempre entrega resultados sólidos com pouco dado. Modelos de árvore treinam rápido, exigem menos hardware e o time entende as regras. Para KPIs estáveis e auditoria, elas são uma escolha pragmática. Exemplos: score de crédito simples, churn com poucas features, regras de aceitação em operações.

Onde as Redes Neurais Brilham — E Quando Elas Tropeçam

Redes neurais ganham quando há padrão rico e dados em volume. Imagens, texto e sinais temporais favorecem redes profundas. Porém, se você tem 10 mil linhas e 15 colunas, uma neural provavelmente vai superestimar ruído. Modelos neurais pedem mais dados, mais ajuste e mais custo computacional. Elas entregam vantagem quando a complexidade do sinal supera a capacidade interpretável de uma árvore.

Custo Real: Infraestrutura, Tempo e Manutenção

Custo Real: Infraestrutura, Tempo e Manutenção

O preço não é só GPU. Pense em custo total de propriedade. Treinar uma rede profunda pode custar mais por hora de GPU, mas também exige engenharia MLOps para deploy, monitoramento de deriva e infra de inferência. Modelos de árvore normalmente rodam em CPU, são baratos para escalar e mais fáceis de manter. Se o orçamento é curto, comece por árvores.

Dados Necessários: Quantidade, Qualidade e Etiqueta

Mais dados não substituem dados ruins. Redes neurais precisam de volume e diversidade. Árvores toleram menos amostras e features manualmente criadas. Se seus dados têm muita falta de rótulo ou ruído, experimente uma árvore primeiro. Se há milhões de registros e sinais complexos, a neural pode extrair padrões que uma árvore jamais verá.

Interpretabilidade: Quando Você Precisa Explicar e Quando Não Precisa

Regulatório, auditoria e confiança do usuário pesam muito. Modelos de árvore explicam decisões. Você pode apontar um caminho lógico no nó. Redes neurais pedem técnicas adicionais (SHAP, LIME, attention) e ainda assim ficam menos diretas. Quando a explicação é requisito, prefira árvores — ou híbridos que combinem ambos.

Desempenho Prático: Métricas que Importam para o Negócio

Acima de tudo, desempenho é o impacto no seu KPI. AUC maior só interessa se reduzir custos ou aumentar receita. Em muitos casos, uma melhoria de 0,5% na acurácia não compensa 5x no custo operacional. Teste com holdouts reais, valide drift e meça latência. Modelos que entregam ganho de negócio com custo razoável devem ser priorizados, mesmo que não sejam os mais sofisticados.

Como Testar Rápido: Protocolo de 48 Horas

Não adianta escolher no sentimento; faça um A/B técnico em dois passos. Primeiro, treine uma árvore e uma rede simples com as mesmas features e validação cronológica. Segundo, compare três métricas: desempenho no holdout, custo de inferência e interpretabilidade (tempo para explicar uma decisão). Em 48 horas você terá indicadores claros para decidir se vale escalar a rede ou industrializar a árvore.

  • Comparação surpreendente: Expectativa: redes sempre vencem com dados. Realidade: para datasets de até 100k linhas tabulares, árvores frequentemente igualam ou superam redes com menos esforço.
  • Erros comuns a evitar:
    • Treinar redes com amostras pequenas e acreditar no resultado.
    • Ignorar latência de inferência em produção.
    • Escolher modelo só por hype, sem provar no holdout.
    • Não versionar dados e modelos (difícil reproduzir depois).
CritérioÁrvoreRede Neural
Custo inicialBaixoAlto
Dados necessáriosPoucos a médiosMuitos
InterpretabilidadeAltaBaixa
Desempenho em tabularCompetitivoDepende

Mini-história: Um time de e‑commerce lançou uma rede neural para recomendar produtos. A métrica offline melhorou 3%. Em produção, a latência fez o checkout travar e as vendas caíram. Voltaram a um modelo de árvore otimizado, recuperaram velocidade e, no fim, venderam mais. Modelos são ferramentas; eficácia é contexto.

Segundo dados do IBGE, decisões automatizadas em setores regulados exigem governança clara. Para pesquisa acadêmica e benchmarks, consulte trabalhos em universidades e portais técnicos — por exemplo, repositórios de universidades e artigos do Banco Central sobre modelos de risco e normas, e publicações científicas hospedadas em Google Scholar para estudos de caso.

Escolher entre árvore e rede neural não é ideologia. É engenharia com senso comum. Se quer rapidez, transparência e menos dor, comece pela árvore. Se tem dados massivos e ganhos claros, vá para a neural — mas com plano de operação e medição. Teste rápido, meça o impacto real e decida pelo que paga sua conta no final.

O que Devo Testar Primeiro: Árvore ou Rede Neural?

Comece pela árvore quando o dataset é pequeno a médio, quando a latência importa ou quando precisa explicar decisões. Ela dá um baseline rápido e barato. Se os resultados estagnarem e você tiver muitos dados (centenas de milhares a milhões de registros) e sinais complexos, então experimente uma rede neural. O importante é rodar os dois em validação cronológica e comparar métricas de negócio e custo de deploy antes de escalar qualquer solução.

Quanto Dado é “suficiente” para uma Rede Neural?

Não existe um número mágico, mas redes neurais geralmente exigem centenas de milhares de amostras para superar modelos bem ajustados em tabular. Qualidade importa tanto quanto quantidade: rótulos errados ou features ruidosas prejudicam mais redes que árvores. Se você tem menos de 100k exemplos, prefira começar com árvores e engenharia de features. Use amostragens, transfer learning ou modelos híbridos se precisar usar redes com pouco dado.

Como Medir Interpretabilidade na Prática?

Interpretabilidade pode ser medida pelo tempo que um analista leva para explicar uma decisão ao cliente e pela precisão da explicação. Para árvores, isso é rápido: basta seguir os nós. Para redes, aplique métodos como SHAP ou LIME e verifique se a explicação faz sentido para um especialista de domínio. Registre essas explicações em casos reais e avalie se elas sustentam decisões operacionais e regulatórias antes de optar por modelos opacos em produção.

Vale a Pena Combinar Árvore e Rede Neural?

Sim. Híbridos costumam oferecer o melhor dos dois mundos: árvores para regras rápidas e interpretabilidade; redes para capturar padrões complexos. Um caminho comum é usar redes para gerar features (embeddings) e alimentar árvores com elas. Assim você reduz custo de inferência e melhora desempenho sem abrir mão da explicação. Experimente pipelines simples e compare impacto no KPI e no custo operacional antes de complicar o fluxo.

Qual é O Teste Mínimo para Decidir Entre os Dois Modelos?

O teste mínimo inclui: treino de ambos (árvore e rede) com as mesmas features, validação cronológica, e comparação em três eixos: métrica de negócio (por exemplo lift no KPI), custo de inferência em produção e interpretabilidade (tempo para explicar uma decisão). Faça um pequeno A/B ou shadow test por tempo suficiente para capturar variação sazonal. Isso dá sinal claro sem investir em engenharia pesada de imediato.