We study the problem of online binary classification where strategic agents can manipulate their observable features in predefined ways, modeled by a manipulation graph, in order to receive a positive classification. We show this setting differs in fundamental ways from non-strategic online classification. For instance, whereas in the non-strategic case, a mistake bound of $\ln|H|$ is achievable via the halving algorithm when the target function belongs to a known class $H$, we show that no deterministic algorithm can achieve a mistake bound $o(\Delta)$ in the strategic setting, where $\Delta$ is the maximum degree of the manipulation graph (even when $|H|=O(\Delta)$). We obtain an algorithm achieving mistake bound $O(\Delta\ln|H|)$. We also extend this to the agnostic setting and obtain an algorithm with a $\Delta$ multiplicative regret, and we show no deterministic algorithm can achieve $o(\Delta)$ multiplicative regret. Next, we study two randomized models based on whether the random choices are made before or after agents respond, and show they exhibit fundamental differences. In the first model, at each round the learner deterministically chooses a probability distribution over classifiers inducing expected values on each vertex (probabilities of being classified as positive), which the strategic agents respond to. We show that any learner in this model has to suffer linear regret. On the other hand, in the second model, while the adversary who selects the next agent must respond to the learner's probability distribution over classifiers, the agent then responds to the actual hypothesis classifier drawn from this distribution. Surprisingly, we show this model is more advantageous to the learner, and we design randomized algorithms that achieve sublinear regret bounds against both oblivious and adaptive adversaries.


翻译:我们研究在线二分类问题,其中具有策略行为的智能体可以按照预定义方式(由操作图建模)操控其可观察特征,以获得正面分类结果。我们证明该设置与非策略性在线分类存在根本性差异。例如,在非策略场景中,当目标函数属于已知类别$H$时,通过减半算法可实现$\ln|H|$的误分类界;但在策略场景中,任何确定性算法都无法实现$o(\Delta)$的误分类界(其中$\Delta$为操作图的最大度数,即使当$|H|=O(\Delta)$时亦然)。我们提出一种误分类界为$O(\Delta\ln|H|)$的算法,并将其扩展至不可知场景,得到具有$\Delta$倍遗憾的算法,同时证明任何确定性算法都无法达到$o(\Delta)$倍遗憾。进一步地,我们基于随机选择发生在智能体响应之前或之后两种情形,研究了两种随机化模型并揭示其根本差异。在第一个模型中,每轮学习器确定性地选择分类器上的概率分布,为每个顶点生成期望值(被分类为正面的概率),策略智能体对此做出响应。我们证明该模型中任何学习器都必须承受线性遗憾。相反,在第二个模型中,虽然选择下一智能体的对手需响应学习器在分类器上的概率分布,但智能体实际响应的是从该分布中抽取的真实假设分类器。令人惊讶的是,我们证明该模型对学习器更为有利,并设计了针对无记忆性和适应性两类对手均能实现次线性遗憾界的随机化算法。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
32+阅读 · 2021年6月12日
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
54+阅读 · 2021年1月20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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25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
【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
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 · 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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
95+阅读 · 2022年8月2日
Arxiv
31+阅读 · 2020年9月21日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
3+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
10+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
IEEE | DSC 2019诚邀稿件 (EI检索)
Call4Papers
10+阅读 · 2019年2月25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
【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
相关基金
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 · 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 · 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 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011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