我们详细阐述了布尔分类器$ \ sigma $的纠正概念。给定$ \ sigma $和某些背景知识$ t $,表征$ \ sigma $的方式必须更改为符合$ t $的新分类器$ \ sigma \ star t $。我们在这里重点关注单标签布尔分类器的特定情况,即有一个单个目标概念,任何实例都被分类为正(概念的元素)或负面(互补概念的元素)。在这种特定情况下,我们的主要贡献是双重的:(1)我们证明有一个独特的整流操作员$ \ star $满足假设,并且(2)当$ \ sigma $和$ t $是布尔电路时,我们会显示如何在$ \ sigma $和$ t $的大小上计算出相当于$ \ sigma \ star t $的分类电路;当$ \ sigma $和$ t $是决策树时,可以按$ \ sigma $和$ t $的大小计算出相当于$ \ sigma \ star t $的决策树。
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最近已经提出了几个查询和分数来解释对ML模型的个人预测。鉴于ML型号的灵活,可靠和易于应用的可解释性方法,我们预见了需要开发声明语言以自然地指定不同的解释性查询。我们以原则的方式通过源于逻辑,称为箔,允许表达许多简单但重要的解释性查询,并且可以作为更具表现力解释性语言的核心来实现这一语言。我们研究箔片查询的两类ML模型的计算复杂性经常被视为容易解释:决策树和OBDD。由于ML模型的可能输入的数量是尺寸的指数,因此箔评估问题的易易性是精细的,但是可以通过限制模型的结构或正在评估的箔片段来实现。我们还以高级声明语言包装的箔片的原型实施,并执行实验,表明可以在实践中使用这种语言。
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The most widely studied explainable AI (XAI) approaches are unsound. This is the case with well-known model-agnostic explanation approaches, and it is also the case with approaches based on saliency maps. One solution is to consider intrinsic interpretability, which does not exhibit the drawback of unsoundness. Unfortunately, intrinsic interpretability can display unwieldy explanation redundancy. Formal explainability represents the alternative to these non-rigorous approaches, with one example being PI-explanations. Unfortunately, PI-explanations also exhibit important drawbacks, the most visible of which is arguably their size. Recently, it has been observed that the (absolute) rigor of PI-explanations can be traded off for a smaller explanation size, by computing the so-called relevant sets. Given some positive {\delta}, a set S of features is {\delta}-relevant if, when the features in S are fixed, the probability of getting the target class exceeds {\delta}. However, even for very simple classifiers, the complexity of computing relevant sets of features is prohibitive, with the decision problem being NPPP-complete for circuit-based classifiers. In contrast with earlier negative results, this paper investigates practical approaches for computing relevant sets for a number of widely used classifiers that include Decision Trees (DTs), Naive Bayes Classifiers (NBCs), and several families of classifiers obtained from propositional languages. Moreover, the paper shows that, in practice, and for these families of classifiers, relevant sets are easy to compute. Furthermore, the experiments confirm that succinct sets of relevant features can be obtained for the families of classifiers considered.
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机器学习技术的不断增长的复杂性在实践中越来越多地使用,因此需要解释这些模型的预测和决策,通常用作黑盒。可解释的AI方法要么是基于数值的特征,旨在量化每个功能在预测或符号中提供某些形式的符号解释(例如反事实)的贡献。本文提出了一种名为asteryx的通用不可知论方法,允许同时生成符号解释和基于分数的解释。我们的方法是声明性的,它基于在等效符号表示中进行解释的模型的编码,后者用于生成特定两种类型的符号解释,这些解释是足够的原因和反事实。然后,我们将反映解释和特征W.R.T功能的相关性与某些属性相关联。我们的实验结果表明,拟议方法的可行性及其在提供符号和基于得分的解释方面的有效性。
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增压树是主要的ML模型,表现出高度精度。但是,增压树几乎不可理解,每当将它们用于安全至关重要的应用中时,这都是一个问题。确实,在这种情况下,预期对所做预测的严格解释。最近的工作已经表明,如何使用自动推理技术来推导升压树的小节最小绑架解释。但是,在一般情况下,这种结合的解释的产生是棘手的。为了提高他们这一代的可扩展性,我们介绍了树木特定的解释的概念。我们表明,特定于树的解释是可以在多项式时间内计算的绑架解释。我们还解释了如何从特定于树的解释中得出亚群最小绑架性解释。各种数据集上的实验显示了利用树特定解释的计算益处,以得出亚群最小的绑架解释。
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形状约束语言(SHACL)是通过验证图表上的某些形状来验证RDF数据的最新W3C推荐语言。先前的工作主要集中在验证问题上,并且仅针对SHACL的简化版本研究了对设计和优化目的至关重要的可满足性和遏制的标准决策问题。此外,SHACL规范不能定义递归定义的约束的语义,这导致文献中提出了几种替代性递归语义。尚未研究这些不同语义与重要决策问题之间的相互作用。在本文中,我们通过向新的一阶语言(称为SCL)的翻译提供了对SHACL的不同特征的全面研究,该语言精确地捕获了SHACL的语义。我们还提出了MSCL,这是SCL的二阶扩展,它使我们能够在单个形式的逻辑框架中定义SHACL的主要递归语义。在这种语言中,我们还提供了对过滤器约束的有效处理,这些滤镜经常在相关文献中被忽略。使用此逻辑,我们为不同的SHACL片段的可满足性和遏制决策问题提供了(联合)可决定性和复杂性结果的详细图。值得注意的是,我们证明这两个问题对于完整的语言都是不可避免的,但是即使面对递归,我们也提供了有趣的功能的可决定性组合。
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我们根据描述逻辑ALC和ALCI介绍并研究了本体论介导的查询的几个近似概念。我们的近似值有两种:我们可以(1)用一种以易访问的本体语言为例,例如ELI或某些TGD,以及(2)用可拖动类的一个替换数据库,例如其treewidth的数据库,由常数界定。我们确定所得近似值的计算复杂性和相对完整性。(几乎)所有这些都将数据复杂性从Conp-Complete降低到Ptime,在某些情况下甚至是固定参数可拖动和线性时间。虽然种类(1)的近似也降低了综合复杂性,但这种近似(2)往往并非如此。在某些情况下,联合复杂性甚至会增加。
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在本文中,标题为基于模型的SAT方法,用于符合符号解释列举,我们提出了一种通用的不可知论方法,允许生成不同和互补的符号解释。更确切地说,我们通过分析特征与输出之间的关系来生成解释以在本地解释单个预测。我们的方法使用预测模型的命题编码和基于SAT的设置来生成两种类型的符号解释,这些解释是足够的原因和反事实。图像分类任务的实验结果表明,拟议方法的可行性及其在提供充分的原因和反事实解释方面的有效性。
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我们回答以下问题,哪些结合性查询以多种方式上的许多正和负面示例以及如何有效地构建此类示例的特征。结果,我们为一类连接的查询获得了一种新的有效的精确学习算法。我们的贡献的核心是两种新的多项式时间算法,用于在有限结构的同态晶格中构建前沿。我们还讨论了模式映射和描述逻辑概念的独特特征性和可学习性的影响。
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ALChour \“Ardenfors的AGM发布,Makinson继续代表与信仰变革有关的研究中的基石。Katsuno和Mendelzon(K&M)通过了AGM假设改变信仰基地,并在命题中的特征agm信仰基地修订有限签名的逻辑。我们概括了K&M在任意Tarskian逻辑中设置的(多个)基本修订版的方法,涵盖了具有经典模型 - 理论语义的所有逻辑,从而涵盖了知识表示和超越的各种逻辑。我们的通用配方适用于“基础”的各种概念(例如信仰集,任意或有限的句子或单句话)。核心结果是表示AGM基本修订运算符和某些“分配”之间双向对应的表示定理:函数映射信仰基础到总数 - 尚未传递 - “偏好”解释之间的关系。与此同时,我们为CAS提供了一个伴侣E当agm andodatience的AGM假设被遗弃时。我们还提供了所有逻辑的表征,我们的结果可以加强生产传递偏好关系的分配(如K&M的原始工作),根据语法依赖与独立性,引起了这种逻辑的两个表示定理。
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我们提出了答案设置的程序,该程序指定和计算在分类模型上输入的实体的反事实干预。关于模型的结果,生成的反事实作为定义和计算分类所在实体的特征值的基于因果的解释分数的基础,即“责任分数”。方法和程序可以应用于黑盒式模型,也可以使用可以指定为逻辑程序的模型,例如基于规则的分类器。这项工作的主要重点是“最佳”反事实体的规范和计算,即导致最大责任分数的人。从它们中可以从原始实体中读取解释作为最大责任特征值。我们还扩展程序以引入图片语义或域知识。我们展示如何通过概率方法扩展方法,以及如何通过使用约束来修改潜在的概率分布。示出了在DLV ASP-Solver的语法中写入的若干程序,并与其运行。
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在我们生活在深厚的互连世界中,我们周围的各个信息链接域。由于图形数据库包含了数据之间有效的关系,并允许处理和查询这些连接,因此它们正迅速成为支持广泛域和应用程序的流行平台。与关系情况一样,可以预期数据保留了一组完整性约束,这些限制定义了它代表的世界的语义结构。当数据库不满足其完整性约束时,一种可能的方法是搜索确实满足约束(也称为维修)的“类似”数据库。在这项工作中,我们使用基于一组Reg-GXPath表达式作为完整性约束的一致性概念来研究图形数据库的计算子集和超集修复的问题。我们表明,对于Reg-GxPath的积极片段,这些问题承认了多项式时间算法,而语言的全部表达力使它们棘手。
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实际上,所有验证和综合技术都假定正式规格很容易获得,在功能上正确并完全匹配工程师对给定系统的理解。但是,在实践中,这种假设通常是不现实的:正式化系统要求非常困难,容易出错,并且需要大量的培训。为了减轻这一严重的障碍,我们提出了一种从根本上新颖的编写形式规范的方法,称为线性时间逻辑(LTL)的规范草图。关键的想法是,工程师可以提供部分LTL公式,称为LTL草图,在该公式中很难形式化。给定一组描述规范应该或不应允许的系统行为的示例,然后将所谓的草图算法的任务完成给定的草图,以使所得的LTL公式与示例一致。我们表明,决定是否可以完成草图属于复杂性NP,并呈现两个基于SAT的草图算法。我们还证明,素描是使用原型实现编写形式规格的实用方法。
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我们概述了在其知识表示和声明问题解决的应用中的视角下的时间逻辑编程。这些程序是将通常规则与时间模态运算符组合的结果,如线性时间时间逻辑(LTL)。我们专注于最近的非单调形式主义的结果​​称为时间平衡逻辑(电话),该逻辑(电话)为LTL的全语法定义,但是基于平衡逻辑执行模型选择标准,答案集编程的众所周知的逻辑表征(ASP )。我们获得了稳定模型语义的适当延伸,以进行任意时间公式的一般情况。我们记得电话和单调基础的基本定义,这里的时间逻辑 - 和那里(THT),并研究无限和有限迹线之间的差异。我们还提供其他有用的结果,例如将转换成其他形式主义,如量化的平衡逻辑或二阶LTL,以及用于基于自动机计算的时间稳定模型的一些技术。在第二部分中,我们专注于实际方面,定义称为较近ASP的时间逻辑程序的句法片段,并解释如何在求解器Telingo的构建中被利用。
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在概念学习,数据库查询的反向工程,生成参考表达式以及知识图中的实体比较之类的应用中,找到以标记数据项形式分开的逻辑公式,该公式分开以标记数据项形式给出的正面和负面示例。在本文中,我们研究了存在本体论的数据的分离公式的存在。对于本体语言和分离语言,我们都专注于一阶逻辑及其以下重要片段:描述逻辑$ \ Mathcal {alci} $,受保护的片段,两变量的片段和受保护的否定片段。为了分离,我们还考虑(工会)连接性查询。我们考虑了几种可分离性,这些可分离性在负面示例的治疗中有所不同,以及他们是否承认使用其他辅助符号来实现分离。我们的主要结果是(所有变体)可分离性,不同语言的分离能力的比较以及确定可分离性的计算复杂性的研究。
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在过去几年的几十年中,致力于更新稳定模型语义(AKA答案设置程序)下更新逻辑计划的问题,或者换句话说,表现出培养结果的问题 - 当它描述更改时,遵守逻辑程序。而最先进的方法是在古典逻辑背景下的相同基本的直觉和愿望被指导,他们基于根本不同的原则和方法,这阻止了可以拥抱两个信念的统一框架规则更新。在本文中,我们将概述与答案设置的编程更新相关的一些主要方法和结果,同时指出本主题研究的一些主要挑战。
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Posibilistic Logic是处理不确定和部分不一致信息的最扩展方法。关于正常形式,可能性推理的进步大多专注于字幕形式。然而,现实世界问题的编码通常导致非人(NC)公式和NC-To-Clausal翻译,产生严重的缺点,严重限制了字符串推理的实际表现。因此,通过计算其原始NC形式的公式,我们提出了几种贡献,表明可能在可能的非字词推理中也是可能的显着进展。 {\ em首先,我们定义了{\ em possibilistic over非词素知识库,}或$ \ mathcal {\ overline {h}} _ \ sigma $的类别,其中包括类:可能主义的喇叭和命题角 - NC。 $ \ mathcal {\ overline {h}} _ \ sigma $被显示为标准喇叭类的一种NC类似的。 {\ em hightly},我们定义{\ em possibilistic非字词单元分辨率,}或$ \ mathcal {u} _ \ sigma $,并证明$ \ mathcal {u} _ \ sigma $正确计算不一致程度$ \ mathcal {\ overline {h}} _ \ sigma $成员。 $ \ Mathcal {Ur} _ \ \ Sigma $之前未提出,并以人为人的方式制定,这会让其理解,正式证明和未来延伸到非人类决议。 {\ em第三},我们证明计算$ \ mathcal {\ overline {h}} _ \ sigma $成员的不一致程度是多项式时间。虽然可能存在于可能存在的逻辑中的贸易课程,但所有这些都是字符串,因此,$ \ mathcal {\ overline {h}} _ \ sigma $ of to是可能的主要推理中的第一个特征的多项式非锁友类。
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存在的规则语言是一系列本体语言,已广泛用于本体介导的查询应答(OMQA)。然而,对于大多数人来说,代表OMQA的域知识的表现力,称为节目表现力,尚未得到很好的理解。在本文中,我们为几个重要存在的存在规则语言的节目表现力建立了许多新颖的特征,包括元组生成依赖性(TGDS),线性TGDS以及分离TGD。这些特征采用自然模型 - 理论性质,有时采用自动机构性质,因此有时提供了强大的工具,用于识别这些语言中OMQA的域知识的可定定性。
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在本文的标题为反事实解释的符号方法中,我们提出了一种新颖的符号方法,以提供分类器预测的反事实解释。与大多数解释方法相反,目标是了解数据的哪些部分以及在多大程度上有助于提出预测,反事实说明表明必须在数据中更改哪些功能才能更改此分类器预测。我们的方法是象征性的,因为它基于在等效的CNF公式中编码分类器的决策功能。在这种方法中,反事实解释被视为最小校正子集(MCS),这是知识基础赔偿中众所周知的概念。因此,这种方法利用了已经存在的MCS生成的已经存在和经过验证的解决方案的优势。我们对贝叶斯分类器的初步实验研究表明,这种方法在几个数据集上的潜力。
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近年来,人们对布尔功能的重新兴趣在解释可解释的AI(XAI)领域的二元分类器方面产生了兴趣。布尔函数的标准方法是命题逻辑。我们提出了一种ceteris paribus性质的模态语言,该语言支持有关二进制输入分类器及其属性的推理。我们研究一个分类器模型家庭,将其作为有关语言基础性的两个证明系统,并显示出我们的Axiomatics的完整性。此外,我们证明,我们模态语言的可满足性检查问题在无限变化的情况下是nexptime-complete,而在有限变量的情况下它变为多项式。在无限变化的情况下,我们还确定了我们语言的有趣的NP片段。我们利用语言来形式化反事实的条件以及各种解释概念,包括绑架,对比和反事实解释以及偏见。最后,我们介绍了我们的语言的两个扩展:通过分配的概念使分类器变化和认知扩展,可以表示分类器对实际输入的不确定性。
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