Counterfactual Explanations (CE) face several unresolved challenges, such as ensuring stability, synthesizing multiple CEs, and providing plausibility and sparsity guarantees. From a more practical point of view, recent studies [Pawelczyk et al., 2022] show that the prescribed counterfactual recourses are often not implemented exactly by individuals and demonstrate that most state-of-the-art CE algorithms are very likely to fail in this noisy environment. To address these issues, we propose a probabilistic framework that gives a sparse local counterfactual rule for each observation, providing rules that give a range of values capable of changing decisions with high probability. These rules serve as a summary of diverse counterfactual explanations and yield robust recourses. We further aggregate these local rules into a regional counterfactual rule, identifying shared recourses for subgroups of the data. Our local and regional rules are derived from the Random Forest algorithm, which offers statistical guarantees and fidelity to data distribution by selecting recourses in high-density regions. Moreover, our rules are sparse as we first select the smallest set of variables having a high probability of changing the decision. We have conducted experiments to validate the effectiveness of our counterfactual rules in comparison to standard CE and recent similar attempts. Our methods are available as a Python package.


翻译:反事实解释(CE)面临若干未解决的挑战,例如确保稳定性、综合多个CE以及提供合理性与稀疏性保证。从更实际的角度看,近期研究[Pawelczyk等人,2022]表明,个体往往无法精确实施所推荐的反事实纠偏措施,并证明大多数最先进的CE算法在这种噪声环境中极有可能失效。为解决这些问题,我们提出一个概率框架,为每个观测值提供稀疏的局部反事实规则,这些规则能给出高概率改变决策的值域范围。这些规则作为多样化反事实解释的总结,并产生稳健的纠偏方案。我们进一步将这些局部规则聚合为区域反事实规则,识别数据子组的共享纠偏策略。我们的局部与区域规则源自随机森林算法,通过在密度高的区域选择纠偏路径,提供统计保证并忠实于数据分布。此外,通过优先选取高概率改变决策的最小变量集,我们的规则具有稀疏性。我们开展了实验,将反事实规则的有效性与标准CE及近期类似方法进行对比。我们的方法已作为Python包发布。

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
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+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
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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年8月14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 · 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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月19日
VIP会员
最新内容
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:18
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
4+阅读 · 今天5:54
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
5+阅读 · 今天3:42
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
4+阅读 · 6月24日
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
8+阅读 · 6月24日
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
6+阅读 · 6月24日
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
8+阅读 · 6月24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
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
254+阅读 · 2020年4月19日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+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
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
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18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
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
【推荐】(Keras)LSTM多元时序预测教程
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年8月14日
相关基金
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 · 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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员