The widespread use of machine learning and data-driven algorithms for decision making has been steadily increasing over many years. The areas in which this is happening are diverse: healthcare, employment, finance, education, the legal system to name a few; and the associated negative side effects are being increasingly harmful for society. Negative data \emph{bias} is one of those, which tends to result in harmful consequences for specific groups of people. Any mitigation strategy or effective policy that addresses the negative consequences of bias must start with awareness that bias exists, together with a way to understand and quantify it. However, there is a lack of consensus on how to measure data bias and oftentimes the intended meaning is context dependent and not uniform within the research community. The main contributions of our work are: (1) The definition of Uniform Bias (UB), the first bias measure with a clear and simple interpretation in the full range of bias values. (2) A systematic study to characterize the flaws of existing measures in the context of anti employment discrimination rules used by the Office of Federal Contract Compliance Programs, additionally showing how UB solves open problems in this domain. (3) A framework that provides an efficient way to derive a mathematical formula for a bias measure based on an algorithmic specification of bias addition. Our results are experimentally validated using nine publicly available datasets and theoretically analyzed, which provide novel insights about the problem. Based on our approach, we also design a bias mitigation model that might be useful to policymakers.


翻译:机器学习和数据驱动算法在决策制定中的广泛应用多年来持续增长。其应用领域多样:医疗保健、就业、金融、教育、司法系统等;相关的负面副作用对社会造成的危害日益加剧。负面数据偏差便是其中之一,它往往导致对特定人群的有害后果。任何旨在解决偏差负面影响的缓解策略或有效政策,都必须始于对偏差存在的认知,并辅以理解和量化偏差的方法。然而,关于如何度量数据偏差缺乏共识,且其预期含义常依赖于上下文,在研究社区内并不统一。我们工作的主要贡献包括:(1)定义了均匀偏差(Uniform Bias, UB),这是首个在全部偏差值范围内具有清晰简明解释的偏差度量方法。(2)系统性地研究了现有度量方法在美国联邦合同合规项目办公室反就业歧视规则背景下的缺陷,并进一步展示了UB如何解决该领域的开放性问题。(3)提出一个框架,能够基于偏差添加的算法规范,高效推导出偏差度量的数学公式。我们的结果通过九个公开可用数据集的实验验证和理论分析,为该问题提供了新的见解。基于我们的方法,我们还设计了一个可能对政策制定者有用的偏差缓解模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
【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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
46+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
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
2+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
Arxiv
1+阅读 · 2024年12月14日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
VIP会员
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
46+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
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
2+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