For the fundamental problem of allocating a set of resources among individuals with varied preferences, the quality of an allocation relates to the degree of fairness and the collective welfare achieved. Unfortunately, in many resource-allocation settings, it is computationally hard to maximize welfare while achieving fairness goals. In this work, we consider ex-ante notions of fairness; popular examples include the \emph{randomized round-robin algorithm} and \emph{sortition mechanism}. We propose a general framework to systematically study the \emph{interpolation} between fairness and welfare goals in a multi-criteria setting. We develop two efficient algorithms ($\varepsilon-Mix$ and $Simple-Mix$) that achieve different trade-off guarantees with respect to fairness and welfare. $\varepsilon-Mix$ achieves an optimal multi-criteria approximation with respect to fairness and welfare, while $Simple-Mix$ achieves optimality up to a constant factor with zero computational overhead beyond the underlying \emph{welfare-maximizing mechanism} and the \emph{ex-ante fair mechanism}. Our framework makes no assumptions on either of the two underlying mechanisms, other than that the fair mechanism produces a distribution over the set of all allocations. Indeed, if these mechanisms are themselves approximation algorithms, our framework will retain the approximation factor, guaranteeing sensitivity to the quality of the underlying mechanisms, while being \emph{oblivious} to them. We also give an extensive experimental analysis for the aforementioned ex-ante fair mechanisms on real data sets, confirming our theoretical analysis.


翻译:针对在具有不同偏好的个体间分配一组资源这一基本问题,分配质量与公平程度及所实现的集体福利相关。然而,在许多资源分配场景中,在实现公平目标的同时最大化福利在计算上是困难的。本文考虑事前公平概念;常见例子包括随机轮询算法和抽签机制。我们提出一个通用框架,系统研究多准则设置中公平与福利目标之间的插值。我们开发了两种高效算法(ε-Mix和Simple-Mix),它们实现了公平与福利方面不同的权衡保证。ε-Mix在公平与福利方面实现了最优多准则近似,而Simple-Mix在底层福利最大化机制和事前公平机制之外,以零计算开销实现了至多常数因子内的最优性。我们的框架对这两种底层机制不作任何假设,仅要求公平机制在全体分配的集合上产生一个分布。实际上,若这些机制本身是近似算法,我们的框架将保留近似因子,确保对底层机制质量的敏感性,同时对其保持无关性。我们还针对上述事前公平机制在真实数据集上进行了广泛的实验分析,验证了我们的理论分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
机器学习组合优化
专知会员服务
111+阅读 · 2021年2月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
4+阅读 · 6月3日
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
14+阅读 · 6月2日
《反无人机系统传感器融合》90页报告
专知会员服务
16+阅读 · 6月2日
运用人工智能与卫星通信驱散“战争迷雾”
专知会员服务
8+阅读 · 6月2日
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
机器学习组合优化
专知会员服务
111+阅读 · 2021年2月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员