This thesis explores open-sourced machine learning (ML) model explanation tools to understand whether these tools can allow a layman to visualize, understand, and suggest intuitive remedies to unfairness in ML-based decision-support systems. Machine learning models trained on datasets biased against minority groups are increasingly used to guide life-altering social decisions, prompting the urgent need to study their logic for unfairness. Due to this problem's impact on vast populations of the general public, it is critical for the layperson -- not just subject matter experts in social justice or machine learning experts -- to understand the nature of unfairness within these algorithms and the potential trade-offs. Existing research on fairness in machine learning focuses mostly on the mathematical definitions and tools to understand and remedy unfair models, with some directly citing user-interactive tools as necessary for future work. This thesis presents FairLay-ML, a proof-of-concept GUI integrating some of the most promising tools to provide intuitive explanations for unfair logic in ML models by integrating existing research tools (e.g. Local Interpretable Model-Agnostic Explanations) with existing ML-focused GUI (e.g. Python Streamlit). We test FairLay-ML using models of various accuracy and fairness generated by an unfairness detector tool, Parfait-ML, and validate our results using Themis. Our study finds that the technology stack used for FairLay-ML makes it easy to install and provides real-time black-box explanations of pre-trained models to users. Furthermore, the explanations provided translate to actionable remedies.


翻译:本论文探讨开源机器学习模型解释工具,旨在理解这些工具是否能让非专业人士可视化、理解并建议基于机器学习的决策支持系统中不公平问题的直观补救措施。在针对少数群体存在偏倚的数据集上训练的机器学习模型,正日益被用于指导改变人生的社会决策,这迫切需要我们研究其逻辑中是否存在不公平性。鉴于该问题对广大公众群体的影响,不仅社会正义领域专家或机器学习专家,普通人也必须理解这些算法中不公平性的本质及其潜在权衡。现有机器学习公平性研究主要集中于数学定义及理解与补救不公平模型的工具,其中部分研究直接指出用户交互式工具是未来工作的必要方向。本文提出FairLay-ML,一个概念验证型图形用户界面,通过整合现有研究工具(例如局部可解释模型无关解释)与现有机器学习图形用户界面(例如Python Streamlit),为机器学习模型中的不公平逻辑提供直观解释。我们使用由不公平性检测工具Parfait-ML生成的不同准确率和公平性水平的模型测试FairLay-ML,并通过Themis验证结果。研究发现,FairLay-ML所采用的技术栈易于安装,并能向用户提供预训练模型的实时黑箱解释。此外,所提供的解释可转化为可操作的补救措施。

0
下载
关闭预览

相关内容

这个新版本的工具会议系列恢复了从1989年到2012年的50个会议的传统。工具最初是“面向对象语言和系统的技术”,后来发展到包括软件技术的所有创新方面。今天许多最重要的软件概念都是在这里首次引入的。2019年TOOLS 50+1在俄罗斯喀山附近举行,以同样的创新精神、对所有与软件相关的事物的热情、科学稳健性和行业适用性的结合以及欢迎该领域所有趋势和社区的开放态度,延续了该系列。 官网链接:http://tools2019.innopolis.ru/
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
5+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
8+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员