人类AI合作(HAIC)在决策中的合作旨在在人类决策者和AI系统之间建立协同团队。学会推迟(L2D)已作为一个有前途的框架,以确定人类中的谁和人工智能应采取哪些决定,以优化联合系统的性能和公平性。然而,L2D需要几个通常不可行的要求,例如,人类对每个实例的预测可用性,或独立于上述决策者的地面标签。此外,L2D和其他方法都没有解决在现实世界中部署HAIC的基本问题,例如能力管理或处理动态环境。在本文中,我们旨在识别和审查这些局限性和其他局限性,指出HAIC未来研究的机会可能会在哪里。
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人工智能(AI)治理调节行使权威和控制AI的管理。它旨在通过有效利用数据并最大程度地减少与AI相关的成本和风险来利用AI。尽管AI治理和AI伦理等主题在理论,哲学,社会和监管层面上进行了详尽的讨论,但针对公司和公司的AI治理工作有限。这项工作将AI产品视为系统,在该系统中,通过机器学习(ML)模型(培训)数据传递关键功能。我们通过在AI和相关领域(例如ML)合成文献来得出一个概念框架。我们的框架将AI治理分解为数据的治理,(ML)模型和(AI)系统沿着四个维度。它与现有的IT和数据治理框架和实践有关。它可以由从业者和学者都采用。对于从业者来说,主要是研究论文的综合,但从业者的出版物和监管机构的出版物也为实施AI治理提供了宝贵的起点,而对于学者来说,该论文强调了许多AI治理领域,值得更多关注。
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业务分析(BA)的广泛采用带来了财务收益和提高效率。但是,当BA以公正的影响为决定时,这些进步同时引起了人们对法律和道德挑战的不断增加。作为对这些关注的回应,对算法公平性的新兴研究涉及算法输出,这些算法可能会导致不同的结果或其他形式的对人群亚组的不公正现象,尤其是那些在历史上被边缘化的人。公平性是根据法律合规,社会责任和效用是相关的;如果不充分和系统地解决,不公平的BA系统可能会导致社会危害,也可能威胁到组织自己的生存,其竞争力和整体绩效。本文提供了有关算法公平的前瞻性,注重BA的评论。我们首先回顾有关偏见来源和措施的最新研究以及偏见缓解算法。然后,我们对公用事业关系的详细讨论进行了详细的讨论,强调经常假设这两种构造之间经常是错误的或短视的。最后,我们通过确定企业学者解决有效和负责任的BA的关键的有影响力的公开挑战的机会来绘制前进的道路。
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最近的工作表明,当AI的预测不可靠时,可以学会推迟人类的选择性预测系统的潜在好处,特别是提高医疗保健等高赌注应用中AI系统的可靠性。然而,大多数事先工作假定当他们解决预测任务时,人类行为仍然保持不变,作为人类艾队团队的一部分而不是自己。我们表明,通过执行实验来规定在选择性预测的背景下量化人AI相互作用的实验并非如此。特别是,我们研究将不同类型信息传送给人类的影响,了解AI系统的决定推迟。使用现实世界的保护数据和选择性预测系统,可以在单独工作的人体或AI系统上提高预期准确性,我们表明,这种消息传递对人类判断的准确性产生了重大影响。我们的结果研究了消息传递策略的两个组成部分:1)人类是否被告知AI系统的预测和2)是否被告知选择性预测系统的决定推迟。通过操纵这些消息传递组件,我们表明,通过通知人类推迟的决定,可以显着提高人类的性能,但不透露对AI的预测。因此,我们表明,考虑在设计选择性预测系统时如何传送到人类的决定是至关重要的,并且必须使用循环框架仔细评估人类-AI团队的复合精度。
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机器学习(ML)越来越多地用于支持高风险的决策,这是由于其相对于人类评估的优势预测能力的承诺而欠的趋势。但是,决策目标与观察到的作为训练ML模型的标签的结果中捕获的内容之间经常存在差距。结果,机器学习模型可能无法捕获决策标准的重要维度,从而阻碍了他们的决策支持。在这项工作中,我们探讨了历史专家决策作为组织信息系统中通常可用的丰富(但不完美)的信息来源,并表明它可以利用它来弥合决策目标与算法目标之间的差距。当数据中的每个案例都由单个专家评估并提出基于影响函数的方法作为解决此问题的解决方案时,我们会间接考虑估计专家一致性的问题。然后,我们将估计的专家一致性通过培训时间标签合并方法纳入预测模型。这种方法使ML模型可以在有推断的专家一致性和观察标签的情况下向专家学习。我们还提出了通过混合和延期模型来利用推断一致性的替代方法。在我们的经验评估中,专注于儿童虐待热线筛查的背景下,我们表明(1)有一些高风险案例,其风险是专家考虑的,但在目标标签中没有完全捕获用于培训已部署模型和培训的目标标签(2)提出的方法可显着提高这些情况的精度。
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机器学习显着增强了机器人的能力,使他们能够在人类环境中执行广泛的任务并适应我们不确定的现实世界。机器学习各个领域的最新作品强调了公平性的重要性,以确保这些算法不会再现人类的偏见并导致歧视性结果。随着机器人学习系统在我们的日常生活中越来越多地执行越来越多的任务,了解这种偏见的影响至关重要,以防止对某些人群的意外行为。在这项工作中,我们从跨学科的角度进行了关于机器人学习公平性的首次调查,该研究跨越了技术,道德和法律挑战。我们提出了偏见来源的分类法和由此产生的歧视类型。使用来自不同机器人学习域的示例,我们研究了不公平结果和减轻策略的场景。我们通过涵盖不同的公平定义,道德和法律考虑以及公平机器人学习的方法来介绍该领域的早期进步。通过这项工作,我们旨在为公平机器人学习中的开创性发展铺平道路。
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Despite being responsible for state-of-the-art results in several computer vision and natural language processing tasks, neural networks have faced harsh criticism due to some of their current shortcomings. One of them is that neural networks are correlation machines prone to model biases within the data instead of focusing on actual useful causal relationships. This problem is particularly serious in application domains affected by aspects such as race, gender, and age. To prevent models from incurring on unfair decision-making, the AI community has concentrated efforts in correcting algorithmic biases, giving rise to the research area now widely known as fairness in AI. In this survey paper, we provide an in-depth overview of the main debiasing methods for fairness-aware neural networks in the context of vision and language research. We propose a novel taxonomy to better organize the literature on debiasing methods for fairness, and we discuss the current challenges, trends, and important future work directions for the interested researcher and practitioner.
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混合人类ML系统越来越多地负责各种领域的结果决策。越来越多的经验和理论工作已经提出了我们对这些系统的理解。但是,现有的经验结果混合在一起,理论建议通常是互不兼容的。在这项工作中,我们提出了一个理解条件的统一框架,在该框架下,将人类和ML的互补优势结合起来会导致比单独单独产生的决策更高的质量决策 - 我们称之为人类ML互补性。我们专门关注人类ML预测性决策的背景,并研究结合人类和ML预测性决策的最佳方法,这是其判断中基本变化来源的理解。在此范围内,我们提出了两个至关重要的贡献。首先,从心理学,机器学习和人类计算机互动中的先前文献进行决策和借鉴的计算观点,我们引入了一种分类学,描述了人类和机器决策不同的广泛标准。其次,将我们的分类法进行正式化,使我们能够研究人类和ML预测性决策应如何最佳地汇总。我们表明,我们提出的框架包括一些现有的人类ML互补模型作为特殊情况。最后但并非最不重要的一点是,对我们框架的初步探索性分析为未来在人类ML互补性方面的工作提供了关键的见解:我们结合人类和ML判断的机制应由其决策中的基本原因来告知。
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机器学习算法从数据中学习模式的无与伦比的能力也使它们能够融合嵌入的偏差。然后,一个有偏见的模型可以做出不成比例地损害社会中某些群体的决定。在静态ML环境中,大多数现实世界中大多数用例运行的动态预测案例都没有用于衡量静态ML环境中的不公平性。在后者中,预测模型本身在塑造数据的分布中起着关键作用。但是,很少注意将不公平与这些互动联系起来。因此,为了进一步理解这些环境中的不公平性,我们提出了一种分类法来表征数据中的偏见,并研究其由模型行为塑造的案例。以现实世界的开头欺诈检测案例研究为例,我们研究了表演性预测中两个典型偏见的性能和公平性的危险:分配变化以及选择性标签的问题。
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过去十年已经看到人工智能(AI)的显着进展,这导致了用于解决各种问题的算法。然而,通过增加模型复杂性并采用缺乏透明度的黑匣子AI模型来满足这种成功。为了响应这种需求,已经提出了说明的AI(Xai)以使AI更透明,从而提高关键结构域中的AI。虽然有几个关于Xai主题的Xai主题的评论,但在Xai中发现了挑战和潜在的研究方向,这些挑战和研究方向被分散。因此,本研究为Xai组织的挑战和未来的研究方向提出了系统的挑战和未来研究方向:(1)基于机器学习生命周期的Xai挑战和研究方向,基于机器的挑战和研究方向阶段:设计,开发和部署。我们认为,我们的META调查通过为XAI地区的未来探索指导提供了XAI文学。
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Problem statement: Standardisation of AI fairness rules and benchmarks is challenging because AI fairness and other ethical requirements depend on multiple factors such as context, use case, type of the AI system, and so on. In this paper, we elaborate that the AI system is prone to biases at every stage of its lifecycle, from inception to its usage, and that all stages require due attention for mitigating AI bias. We need a standardised approach to handle AI fairness at every stage. Gap analysis: While AI fairness is a hot research topic, a holistic strategy for AI fairness is generally missing. Most researchers focus only on a few facets of AI model-building. Peer review shows excessive focus on biases in the datasets, fairness metrics, and algorithmic bias. In the process, other aspects affecting AI fairness get ignored. The solution proposed: We propose a comprehensive approach in the form of a novel seven-layer model, inspired by the Open System Interconnection (OSI) model, to standardise AI fairness handling. Despite the differences in the various aspects, most AI systems have similar model-building stages. The proposed model splits the AI system lifecycle into seven abstraction layers, each corresponding to a well-defined AI model-building or usage stage. We also provide checklists for each layer and deliberate on potential sources of bias in each layer and their mitigation methodologies. This work will facilitate layer-wise standardisation of AI fairness rules and benchmarking parameters.
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机器学习(ML)在渲染影响社会各个群体的决策中起着越来越重要的作用。 ML模型为刑事司法的决定,银行业中的信贷延长以及公司的招聘做法提供了信息。这提出了模型公平性的要求,这表明自动化的决策对于受保护特征(例如,性别,种族或年龄)通常是公平的,这些特征通常在数据中代表性不足。我们假设这个代表性不足的问题是数据学习不平衡问题的必然性。此类不平衡通常反映在两个类别和受保护的功能中。例如,一个班级(那些获得信用的班级)对于另一个班级(未获得信用的人)可能会过分代表,而特定组(女性)(女性)的代表性可能与另一组(男性)有关。相对于受保护组的算法公平性的关键要素是同时减少了基础培训数据中的类和受保护的群体失衡,这促进了模型准确性和公平性的提高。我们通过展示这些领域中的关键概念如何重叠和相互补充,讨论弥合失衡学习和群体公平的重要性;并提出了一种新颖的过采样算法,即公平的过采样,该算法既解决偏斜的类别分布和受保护的特征。我们的方法:(i)可以用作标准ML算法的有效预处理算法,以共同解决不平衡和群体权益; (ii)可以与公平感知的学习算法结合使用,以提高其对不同水平不平衡水平的稳健性。此外,我们迈出了一步,将公平和不平衡学习之间的差距与新的公平实用程序之间的差距弥合,从而将平衡的准确性与公平性结合在一起。
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我们建议社会福利优化作为在AI系统中正式化公平性的一般范式。我们认为,优化模型允许将广泛的公平标准作为社会福利功能,同时使AI充分利用高级的解决方案技术。与其试图减少选定群体之间的偏见,不如将公平性纳入社会福利职能来实现所有群体。这也允许对所涉个人的福利进行更全面的会计。我们展示了如何使用内部处理或后处理方法将社会福利优化与基于规则的AI和机器学习集成在一起。我们提出了案例研究的经验结果,作为对这些整合策略的有效性和潜力的初步研究。
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随着AI系统表现出越来越强烈的预测性能,它们的采用已经在许多域中种植。然而,在刑事司法和医疗保健等高赌场域中,由于安全,道德和法律问题,往往是完全自动化的,但是完全手工方法可能是不准确和耗时的。因此,对研究界的兴趣日益增长,以增加人力决策。除了为此目的开发AI技术之外,人民AI决策的新兴领域必须采用实证方法,以形成对人类如何互动和与AI合作做出决定的基础知识。为了邀请和帮助结构研究努力了解理解和改善人为 - AI决策的研究,我们近期对本课题的实证人体研究的文献。我们总结了在三个重要方面的100多篇论文中的研究设计选择:(1)决定任务,(2)AI模型和AI援助要素,以及(3)评估指标。对于每个方面,我们总结了当前的趋势,讨论了现场当前做法中的差距,并列出了未来研究的建议。我们的调查强调了开发共同框架的需要考虑人类 - AI决策的设计和研究空间,因此研究人员可以在研究设计中进行严格的选择,研究界可以互相构建并产生更广泛的科学知识。我们还希望这项调查将成为HCI和AI社区的桥梁,共同努力,相互塑造人类决策的经验科学和计算技术。
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如果未来的AI系统在新的情况下是可靠的安全性,那么他们将需要纳入指导它们的一般原则,以便强烈地认识到哪些结果和行为将是有害的。这样的原则可能需要得到约束力的监管制度的支持,该法规需要广泛接受的基本原则。它们还应该足够具体用于技术实施。本文从法律中汲取灵感,解释了负面的人权如何履行此类原则的作用,并为国际监管制度以及为未来的AI系统建立技术安全限制的基础。
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为了提高模型透明度并允许用户形成训练有素的ML模型的心理模型,解释对AI和机器学习(ML)社区的兴趣越来越高。但是,解释可以超越这种方式通信作为引起用户控制的机制,因为一旦用户理解,他们就可以提供反馈。本文的目的是介绍研究概述,其中解释与交互式功能相结合,是从头开始学习新模型并编辑和调试现有模型的手段。为此,我们绘制了最先进的概念图,根据其预期目的以及它们如何构建相互作用,突出它们之间的相似性和差异来分组相关方法。我们还讨论开放研究问题并概述可能的方向,希望促使人们对这个开花研究主题进行进一步的研究。
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机器学习(ML)模型越来越多地被用于通常涉及与人类专家合作的应用领域。在这种情况下,当很难预测ML模型时,将某些实例推荐给单个人类专家可能是有利的。尽管以前的工作重点是与一位截然不同的人类专家的场景,但在许多现实情况下,可能会有一些具有不同功能的人类专家。在这项工作中,我们提出了一种培训分类模型以补充多名人类专家的能力的方法。通过共同培训分类器与分配系统,分类器学会学会准确预测那些对人类专家难以进行的实例,而分配系统学会将每个实例传递给最合适的团队成员 - 分类器或一员人类专家。我们在公共数据集的多个实验中评估了我们提出的方法,并使用“合成”专家和由多个放射科医生注释的现实世界医学数据集。我们的方法表现优于先前的工作,比最好的人类专家或分类器更准确。此外,它灵活适应各种大小和不同水平的专家多样性的团队。
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随着各种公开的AI伦理原则的共识,差距仍然可以随时采用设计和开发负责任的AI系统。我们研究了来自澳大利亚国家科学研究机构(CSIRO)的研究人员和工程师的实践和经验,他们参与设计和开发AI系统的一系列目的。半结构化访谈用于检查参与者的做法如何与澳大利亚政府提出的一套高级AI伦理原则涉及并对齐。原则包括:隐私保护和安全,可靠性和安全性,透明度和解释性,公平性,竞争性,责任,人以人为本的价值观和人类,社会与环境福祉。研究了研究人员和工程师的见解以及在原则的实际应用中为它们提供的挑战。最后,提供了一系列组织响应,以支持实施高级AI道德原则。
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Artificial Intelligence (AI) systems have been increasingly used to make decision-making processes faster, more accurate, and more efficient. However, such systems are also at constant risk of being attacked. While the majority of attacks targeting AI-based applications aim to manipulate classifiers or training data and alter the output of an AI model, recently proposed Sponge Attacks against AI models aim to impede the classifier's execution by consuming substantial resources. In this work, we propose \textit{Dual Denial of Decision (DDoD) attacks against collaborative Human-AI teams}. We discuss how such attacks aim to deplete \textit{both computational and human} resources, and significantly impair decision-making capabilities. We describe DDoD on human and computational resources and present potential risk scenarios in a series of exemplary domains.
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超参数优化构成了典型的现代机器学习工作流程的很大一部分。这是由于这样一个事实,即机器学习方法和相应的预处理步骤通常只有在正确调整超参数时就会产生最佳性能。但是在许多应用中,我们不仅有兴趣仅仅为了预测精度而优化ML管道;确定最佳配置时,必须考虑其他指标或约束,从而导致多目标优化问题。由于缺乏知识和用于多目标超参数优化的知识和容易获得的软件实现,因此通常在实践中被忽略。在这项工作中,我们向读者介绍了多个客观超参数优化的基础知识,并激励其在应用ML中的实用性。此外,我们从进化算法和贝叶斯优化的领域提供了现有优化策略的广泛调查。我们说明了MOO在几个特定ML应用中的实用性,考虑了诸如操作条件,预测时间,稀疏,公平,可解释性和鲁棒性之类的目标。
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