在各种领域中,机器学习模型在数据集基准上的精度和现实世界生产数据之间存在性能差距。尽管对静态数据集基准进行了仔细的设计以表示现实世界,但相对于模型已接受培训的数据,模型通常会出错。我们可以直接测量和调整分配转移的某些方面,但是我们无法在不知道数据生成过程的情况下解决样本选择偏见,对抗性扰动和非平稳性。在本文中,我们概述了在上下文中识别变化的两种方法,从而导致分布变化和模型预测错误:利用人类的直觉和专家知识来识别一阶环境,并基于Desiderata为数据生成过程开发动态基准。此外,我们提出了两个案例研究,以突出显示应用机器学习模型的隐式假设,这些假设在试图推广超出测试基准数据集时会导致错误。通过密切关注上下文在每个预测任务中的作用,研究人员可以减少上下文移动错误并提高泛化性能。
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尽管人工智能(AI)有望支持医疗保健提供者并提高医疗诊断的准确性,但数据集组成的缺乏透明度会使AI模型暴露于无意识和可避免的错误的可能性。特别是,皮肤病学条件的公共图像数据集很少包含有关肤色的信息。作为提高透明度的开始,AI研究人员已经从患者光敏性的度量到估算计算机视觉应用算法审核的肤色估算肤色(包括面部识别和皮肤病学诊断)的肤色估算肤色的度量来使用Fitzpatrick皮肤类型(FST)。为了了解图像上估计的FST注释的可变性,我们比较了来自教科书和在线皮肤病学试图的460张皮肤条件图像的多种FST注释方法。我们发现,三位经过董事会认证的皮肤科医生之间的评估者间可靠性与经过董事会认证的皮肤科医生和两种众包方法之间的评估者间可靠性相媲美。相比之下,我们发现转换为FST(ITA-FST)方法的单个类型学角度与专家注释相比,与专家的注释相关的注释相关的注释明显少于彼此相关。这些结果表明,基于ITA-FST的算法对于注释大规模图像数据集并不可靠,但是以人为本的,基于人群的协议可以可靠地将皮肤类型透明度添加到皮肤病学数据集中。此外,我们介绍了具有可调参数的动态共识协议的概念,包括专家审查,以提高人群的可见性并为未来的大型图像数据集的众包注释提供指导。
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计算机视觉(CV)取得了显着的结果,在几个任务中表现优于人类。尽管如此,如果不正确处理,可能会导致重大歧视,因为CV系统高度依赖于他们所用的数据,并且可以在此类数据中学习和扩大偏见。因此,理解和发现偏见的问题至关重要。但是,没有关于视觉数据集中偏见的全面调查。因此,这项工作的目的是:i)描述可能在视觉数据集中表现出来的偏差; ii)回顾有关视觉数据集中偏置发现和量化方法的文献; iii)讨论现有的尝试收集偏见视觉数据集的尝试。我们研究的一个关键结论是,视觉数据集中发现和量化的问题仍然是开放的,并且在方法和可以解决的偏见范围方面都有改进的余地。此外,没有无偏见的数据集之类的东西,因此科学家和从业者必须意识到其数据集中的偏见并使它们明确。为此,我们提出了一个清单,以在Visual DataSet收集过程中发现不同类型的偏差。
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AI中的不同子场倾向于储存一小部分有影响力的基准。这些基准作为一系列涂抹的常见问题的支架运作,这些常见问题经常被录制为朝向灵活和更广泛的AI系统的道路上的基础里程碑。这些基准最先进的性能被广泛理解为表明对这些长期目标的进展。在这个位置纸中,我们探讨了这种基准的限制,以便在其框架中揭示构建有效性问题,作为功能“一般”的进展措施,他们被设置为。
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我们生活中情绪的重要性和普及性使得情感计算了一个非常重要和充满活力的工作。自动情感识别(AER)和情感分析的系统可以是巨大进展的促进者(例如,改善公共卫生和商业),而且还有巨大伤害的推动者(例如,用于抑制持不同政见者和操纵选民)。因此,情感计算社区必须积极地与其创作的道德后果搞。在本文中,我已经从AI伦理和情感认可文学中综合和组织信息,以提出与AER相关的五十个道德考虑因素。值得注意的是,纸张捏出了隐藏在如何框架的假设,并且在经常对数据,方法和评估的选择中的选择。特别关注在隐私和社会群体上的AER对AER的影响。沿途,关键建议是针对负责任的航空制作的。纸张的目标是促进和鼓励更加思考为什么自动化,如何自动化,以及如何在建立AER系统之前判断成功。此外,该纸张作为情感认可的有用介绍文件(补充调查文章)。
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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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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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本文介绍了一个新颖的数据集,以帮助研究人员评估他们的计算机视觉和音频模型,以便在各种年龄,性别,表观肤色和环境照明条件下进行准确性。我们的数据集由3,011名受试者组成,并包含超过45,000个视频,平均每人15个视频。这些视频被录制在多个美国国家,各种成年人在各种年龄,性别和明显的肤色群体中。一个关键特征是每个主题同意参与他们使用的相似之处。此外,我们的年龄和性别诠释由受试者自己提供。一组训练有素的注释器使用FitzPatrick皮肤型刻度标记了受试者的表观肤色。此外,还提供了在低环境照明中记录的视频的注释。作为衡量某些属性的预测稳健性的申请,我们对DeepFake检测挑战(DFDC)的前五名获胜者提供了全面的研究。实验评估表明,获胜模型对某些特定人群的表现较小,例如肤色较深的肤色,因此可能对所有人都不概括。此外,我们还评估了最先进的明显年龄和性别分类方法。我们的实验在各种背景的人们的公平待遇方面对这些模型进行了彻底的分析。
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随着全球人口越来越多的人口驱动世界各地的快速城市化,有很大的需要蓄意审议值得生活的未来。特别是,随着现代智能城市拥抱越来越多的数据驱动的人工智能服务,值得记住技术可以促进繁荣,福祉,城市居住能力或社会正义,而是只有当它具有正确的模拟补充时(例如竭尽全力,成熟机构,负责任治理);这些智能城市的最终目标是促进和提高人类福利和社会繁荣。研究人员表明,各种技术商业模式和特征实际上可以有助于极端主义,极化,错误信息和互联网成瘾等社会问题。鉴于这些观察,解决了确保了诸如未来城市技术基岩的安全,安全和可解释性的哲学和道德问题,以为未来城市的技术基岩具有至关重要的。在全球范围内,有能够更加人性化和以人为本的技术。在本文中,我们分析和探索了在人以人为本的应用中成功部署AI的安全,鲁棒性,可解释性和道德(数据和算法)挑战的关键挑战,特别强调这些概念/挑战的融合。我们对这些关键挑战提供了对现有文献的详细审查,并分析了这些挑战中的一个可能导致他人的挑战方式或帮助解决其他挑战。本文还建议了这些域的当前限制,陷阱和未来研究方向,以及如何填补当前的空白并导致更好的解决方案。我们认为,这种严谨的分析将为域名的未来研究提供基准。
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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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深度神经网络在人类分析中已经普遍存在,增强了应用的性能,例如生物识别识别,动作识别以及人重新识别。但是,此类网络的性能通过可用的培训数据缩放。在人类分析中,对大规模数据集的需求构成了严重的挑战,因为数据收集乏味,廉价,昂贵,并且必须遵守数据保护法。当前的研究研究了\ textit {合成数据}的生成,作为在现场收集真实数据的有效且具有隐私性的替代方案。这项调查介绍了基本定义和方法,在生成和采用合成数据进行人类分析时必不可少。我们进行了一项调查,总结了当前的最新方法以及使用合成数据的主要好处。我们还提供了公开可用的合成数据集和生成模型的概述。最后,我们讨论了该领域的局限性以及开放研究问题。这项调查旨在为人类分析领域的研究人员和从业人员提供。
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由于机器学习(ML)越来越影响人们和社会,因此还增加了对其潜在的不良后果的认识。为了预测,预防和减轻不良的下游后果,我们何时何地以及如何在整个ML生命周期中引入何时以及如何危害。在本文中,我们提供了一个框架,它在机器学习,跨越数据收集,开发和部署中识别七个不同的下游危害来源。在这样做时,我们的目标是促进周围这些问题的更高效和精确的沟通,以及更加直接的应用程序接地方式来减轻它们。
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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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在过去的几十年里,机器和深度学习界在挑战性的任务中庆祝了巨大成就,如图像分类。人工神经网络的深度建筑与可用数据的宽度一起使得可以描述高度复杂的关系。然而,仍然不可能完全捕捉深度学习模型已经了解到的深度学习模型并验证它公平,而不会产生偏见,特别是在临界任务中,例如在医学领域产生的问题。这样的任务的一个示例是检测面部图像中的不同面部表情,称为动作单位。考虑到这项特定任务,我们的研究旨在为偏见提供透明度,具体与性别和肤色有关。我们训练一个神经网络进行动作单位分类,并根据其准确性和基于热量的定性分析其性能。对我们的结果的结构化审查表明我们能够检测到偏见。尽管我们不能从我们的结果得出结论,但较低的分类表现完全来自性别和肤色偏差,这些偏差必须得到解决,这就是为什么我们通过提出关于如何避免检测到的偏差的建议。
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动物运动跟踪和姿势识别的进步一直是动物行为研究的游戏规则改变者。最近,越来越多的作品比跟踪“更深”,并解决了对动物内部状态(例如情绪和痛苦)的自动认识,目的是改善动物福利,这使得这是对该领域进行系统化的及时时刻。本文对基于计算机的识别情感状态和动物的疼痛的研究进行了全面调查,并涉及面部行为和身体行为分析。我们总结了迄今为止在这个主题中所付出的努力 - 对它们进行分类,从不同的维度进行分类,突出挑战和研究差距,并提供最佳实践建议,以推进该领域以及一些未来的研究方向。
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用于计算机视觉任务的深度神经网络在越来越安全 - 严重和社会影响的应用中部署,激励需要在各种,天然存在的成像条件下关闭模型性能的差距。在包括对抗机器学习的多种上下文中尤为色难地使用的鲁棒性,然后指在自然诱导的图像损坏或改变下保持模型性能。我们进行系统审查,以识别,分析和总结当前定义以及对计算机愿景深度学习中的非对抗鲁棒性的进展。我们发现,该研究领域已经收到了相对于对抗机器学习的不成比例地注意力,但存在显着的稳健性差距,这些差距通常表现在性能下降中与对抗条件相似。为了在上下文中提供更透明的稳健性定义,我们引入了数据生成过程的结构因果模型,并将非对抗性鲁棒性解释为模型在损坏的图像上的行为,其对应于来自未纳入数据分布的低概率样本。然后,我们确定提高神经网络鲁棒性的关键架构,数据增强和优化策略。这种稳健性的这种因果观察表明,目前文献中的常见做法,关于鲁棒性策略和评估,对应于因果概念,例如软干预导致成像条件的决定性分布。通过我们的调查结果和分析,我们提供了对未来研究如何可能介意这种明显和显着的非对抗的鲁棒性差距的观点。
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我们介绍了Daisee,这是第一个多标签视频分类数据集,该数据集由112个用户捕获的9068个视频片段,用于识别野外无聊,混乱,参与度和挫败感的用户情感状态。该数据集具有四个级别的标签 - 每个情感状态都非常低,低,高和很高,它们是人群注释并与使用专家心理学家团队创建的黄金标准注释相关的。我们还使用当今可用的最先进的视频分类方法在此数据集上建立了基准结果。我们认为,黛西(Daisee)将为研究社区提供特征提取,基于上下文的推理以及为相关任务开发合适的机器学习方法的挑战,从而为进一步的研究提供了跳板。该数据集可在https://people.iith.ac.in/vineethnb/resources/daisee/daisee/index.html下载。
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机器学习透明度(ML),试图揭示复杂模型的工作机制。透明ML承诺推进人为因素在目标用户中以人为本的人体目标的工程目标。从以人为本的设计视角,透明度不是ML模型的属性,而是一种能力,即算法与用户之间的关系;因此,与用户的迭代原型和评估对于获得提供透明度的充足解决方案至关重要。然而,由于有限的可用性和最终用户,遵循了医疗保健和医学图像分析的人以人为本的设计原则是具有挑战性的。为了调查医学图像分析中透明ML的状态,我们对文献进行了系统审查。我们的评论在医学图像分析应用程序的透明ML的设计和验证方面揭示了多种严重的缺点。我们发现,大多数研究到达迄今为止透明度作为模型本身的属性,类似于任务性能,而不考虑既未开发也不考虑最终用户也不考虑评估。此外,缺乏用户研究以及透明度声明的偶发验证将当代研究透明ML的医学图像分析有可能对用户难以理解的风险,因此临床无关紧要。为了缓解即将到来的研究中的这些缺点,同时承认人以人为中心设计在医疗保健中的挑战,我们介绍了用于医学图像分析中的透明ML系统的系统设计指令。 Intrult指南建议形成的用户研究作为透明模型设计的第一步,以了解用户需求和域要求。在此过程之后,会产生支持设计选择的证据,最终增加了算法提供透明度的可能性。
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While there have been a number of remarkable breakthroughs in machine learning (ML), much of the focus has been placed on model development. However, to truly realize the potential of machine learning in real-world settings, additional aspects must be considered across the ML pipeline. Data-centric AI is emerging as a unifying paradigm that could enable such reliable end-to-end pipelines. However, this remains a nascent area with no standardized framework to guide practitioners to the necessary data-centric considerations or to communicate the design of data-centric driven ML systems. To address this gap, we propose DC-Check, an actionable checklist-style framework to elicit data-centric considerations at different stages of the ML pipeline: Data, Training, Testing, and Deployment. This data-centric lens on development aims to promote thoughtfulness and transparency prior to system development. Additionally, we highlight specific data-centric AI challenges and research opportunities. DC-Check is aimed at both practitioners and researchers to guide day-to-day development. As such, to easily engage with and use DC-Check and associated resources, we provide a DC-Check companion website (https://www.vanderschaar-lab.com/dc-check/). The website will also serve as an updated resource as methods and tooling evolve over time.
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Deepfakes are computationally-created entities that falsely represent reality. They can take image, video, and audio modalities, and pose a threat to many areas of systems and societies, comprising a topic of interest to various aspects of cybersecurity and cybersafety. In 2020 a workshop consulting AI experts from academia, policing, government, the private sector, and state security agencies ranked deepfakes as the most serious AI threat. These experts noted that since fake material can propagate through many uncontrolled routes, changes in citizen behaviour may be the only effective defence. This study aims to assess human ability to identify image deepfakes of human faces (StyleGAN2:FFHQ) from nondeepfake images (FFHQ), and to assess the effectiveness of simple interventions intended to improve detection accuracy. Using an online survey, 280 participants were randomly allocated to one of four groups: a control group, and 3 assistance interventions. Each participant was shown a sequence of 20 images randomly selected from a pool of 50 deepfake and 50 real images of human faces. Participants were asked if each image was AI-generated or not, to report their confidence, and to describe the reasoning behind each response. Overall detection accuracy was only just above chance and none of the interventions significantly improved this. Participants' confidence in their answers was high and unrelated to accuracy. Assessing the results on a per-image basis reveals participants consistently found certain images harder to label correctly, but reported similarly high confidence regardless of the image. Thus, although participant accuracy was 62% overall, this accuracy across images ranged quite evenly between 85% and 30%, with an accuracy of below 50% for one in every five images. We interpret the findings as suggesting that there is a need for an urgent call to action to address this threat.
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