Progress on many Natural Language Processing (NLP) tasks, such as text classification, is driven by objective, reproducible and scalable evaluation via publicly available benchmarks. However, these are not always representative of real-world scenarios where text classifiers are employed, such as sentiment analysis or misinformation detection. In this position paper, we put forward two points that aim to alleviate this problem. First, we propose to extend text classification benchmarks to evaluate the explainability of text classifiers. We review challenges associated with objectively evaluating the capabilities to produce valid explanations which leads us to the second main point: We propose to ground these benchmarks in human-centred applications, for example by using social media, gamification or to learn explainability metrics from human judgements.
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可解释的人工智能和可解释的机器学习是重要性越来越重要的研究领域。然而,潜在的概念仍然难以捉摸,并且缺乏普遍商定的定义。虽然社会科学最近的灵感已经重新分为人类受助人的需求和期望的工作,但该领域仍然错过了具体的概念化。通过审查人类解释性的哲学和社会基础,我们采取措施来解决这一挑战,然后我们转化为技术领域。特别是,我们仔细审查了算法黑匣子的概念,并通过解释过程确定的理解频谱并扩展了背景知识。这种方法允许我们将可解释性(逻辑)推理定义为在某些背景知识下解释的透明洞察(进入黑匣子)的解释 - 这是一个从事在Admoleis中理解的过程。然后,我们采用这种概念化来重新审视透明度和预测权力之间的争议权差异,以及对安特 - 人穴和后宫后解释者的影响,以及可解释性发挥的公平和问责制。我们还讨论机器学习工作流程的组件,可能需要可解释性,从以人为本的可解释性建立一系列思想,重点介绍声明,对比陈述和解释过程。我们的讨论调整并补充目前的研究,以帮助更好地导航开放问题 - 而不是试图解决任何个人问题 - 从而为实现的地面讨论和解释的人工智能和可解释的机器学习的未来进展奠定了坚实的基础。我们结束了我们的研究结果,重新审视了实现所需的算法透明度水平所需的人以人为本的解释过程。
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众所周知,端到端的神经NLP体系结构很难理解,这引起了近年来为解释性建模的许多努力。模型解释的基本原则是忠诚,即,解释应准确地代表模型预测背后的推理过程。这项调查首先讨论了忠诚的定义和评估及其对解释性的意义。然后,我们通过将方法分为五类来介绍忠实解释的最新进展:相似性方法,模型内部结构的分析,基于反向传播的方法,反事实干预和自我解释模型。每个类别将通过其代表性研究,优势和缺点来说明。最后,我们从它们的共同美德和局限性方面讨论了上述所有方法,并反思未来的工作方向忠实的解释性。对于有兴趣研究可解释性的研究人员,这项调查将为该领域提供可访问且全面的概述,为进一步探索提供基础。对于希望更好地了解自己的模型的用户,该调查将是一项介绍性手册,帮助选择最合适的解释方法。
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可解释的人工智能(XAI)中方法的动机通常包括检测,量化和缓解偏见,并为使机器学习模型更加公平而做出贡献。但是,确切的XAI方法可以如何帮助打击偏见。在本文中,我们简要回顾了NLP研究中的解释性和公平性的趋势,确定了当前的实践,其中采用了解释性方法来检测和减轻偏见,并调查了阻止XAI方法在解决公平问题中更广泛使用的障碍。
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由于信息和错误信息都可以在现代媒体生态系统中传播的速度,事实检查变得越来越重要。因此,研究人员一直在探索如何自动检查,使用基于自然语言处理,机器学习,知识表示以及数据库来自动检查的技术,以自动预测所称的索赔的真实性。在本文中,我们从自然语言处理中调查了自动检查源,并讨论其与相关任务和学科的联系。在此过程中,我们概述了现有数据集和模型,旨在统一给出的各种定义和识别共同概念。最后,我们突出了未来研究的挑战。
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自动错误通常涉及培训数据和学习过程,调试机器学习模型很难。如果我们没有关于模型如何实际工作的线索,这变得更加困难。在这项调查中,我们审查了利用解释的论文使人类提供反馈和调试NLP模型。我们称这个问题解释为基础的人类调试(EBHD)。特别是,我们沿着EBHD的三个维度(错误上下文,工作流程和实验设置)分类和讨论现有工作,编译EBHD组件如何影响反馈提供商的调查结果,并突出可能是未来的研究方向的打开问题。
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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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这项调查回顾了对基于视觉的自动驾驶系统进行行为克隆训练的解释性方法。解释性的概念具有多个方面,并且需要解释性的驾驶强度是一种安全至关重要的应用。从几个研究领域收集贡献,即计算机视觉,深度学习,自动驾驶,可解释的AI(X-AI),这项调查可以解决几点。首先,它讨论了从自动驾驶系统中获得更多可解释性和解释性的定义,上下文和动机,以及该应用程序特定的挑战。其次,以事后方式为黑盒自动驾驶系统提供解释的方法是全面组织和详细的。第三,详细介绍和讨论了旨在通过设计构建更容易解释的自动驾驶系统的方法。最后,确定并检查了剩余的开放挑战和潜在的未来研究方向。
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作为人工智能(AI)的技术子领域,可解释的AI(XAI)已经产生了广泛的算法集合,为研究人员和从业者提供了一个工具箱,用于构建XAI应用程序。凭借丰富的应用机会,解释性已经超越了数据科学家或研究人员的需求,以了解他们发展的模型,成为人们信任的重要要求,并采用部署在众多域中的AI。然而,解释性是一种本质上以人为本的财产,该领域开始接受以人为本的方法。人机互动(HCI)研究和用户体验(UX)设计在该地区的设计越来越重要。在本章中,我们从Xai算法技术景观的高级概述开始,然后选择性地调查我们自己和其他最近的HCI工作,以便以人为本的设计,评估,为Xai提供概念和方法工具。我们询问问题``以人为本的方式为Xai'做了什么,并突出了三个角色,通过帮助导航,评估和扩展Xai工具箱来塑造XAI技术的三个角色:通过用户解释性需要推动技术选择揭示现有XAI方法的缺陷,并通知新方法,为人类兼容的XAI提供概念框架。
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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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通过以人为本的研究(HCR),我们可以引导研究活动,以便研究结果对人类利益相关者(例如最终用户)有益。但是,是什么使研究以人为中心为中心?我们通过提供工作定义来解决这个问题,并定义如何将研究管道分为不同的阶段,在这些阶段中可以添加以人为中心的组件。此外,我们使用HCR组件讨论了现有的NLP,并定义了一系列的指导问题,这些问题可以作为有兴趣探索以人为中心的研究方法的研究人员的起点。我们希望这项工作能够激发研究人员完善所提出的定义,并提出其他对实现HCR有意义的问题。
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深度学习的显着成功引起了人们对医学成像诊断的应用的兴趣。尽管最新的深度学习模型在分类不同类型的医学数据方面已经达到了人类水平的准确性,但这些模型在临床工作流程中几乎不采用,这主要是由于缺乏解释性。深度学习模型的黑盒子性提出了制定策略来解释这些模型的决策过程的必要性,从而导致了可解释的人工智能(XAI)主题的创建。在这种情况下,我们对应用于医学成像诊断的XAI进行了详尽的调查,包括视觉,基于示例和基于概念的解释方法。此外,这项工作回顾了现有的医学成像数据集和现有的指标,以评估解释的质量。此外,我们还包括一组基于报告生成的方法的性能比较。最后,还讨论了将XAI应用于医学成像以及有关该主题的未来研究指示的主要挑战。
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Explainable AI (XAI) is widely viewed as a sine qua non for ever-expanding AI research. A better understanding of the needs of XAI users, as well as human-centered evaluations of explainable models are both a necessity and a challenge. In this paper, we explore how HCI and AI researchers conduct user studies in XAI applications based on a systematic literature review. After identifying and thoroughly analyzing 85 core papers with human-based XAI evaluations over the past five years, we categorize them along the measured characteristics of explanatory methods, namely trust, understanding, fairness, usability, and human-AI team performance. Our research shows that XAI is spreading more rapidly in certain application domains, such as recommender systems than in others, but that user evaluations are still rather sparse and incorporate hardly any insights from cognitive or social sciences. Based on a comprehensive discussion of best practices, i.e., common models, design choices, and measures in user studies, we propose practical guidelines on designing and conducting user studies for XAI researchers and practitioners. Lastly, this survey also highlights several open research directions, particularly linking psychological science and human-centered XAI.
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我们提出了一种可解释的关系提取方法,通过共同训练这两个目标来减轻概括和解释性之间的张力。我们的方法使用多任务学习体系结构,该体系结构共同训练分类器以进行关系提取,并在解释关系分类器的决策的关系中标记单词的序列模型。我们还将模型输出转换为规则,以将全局解释带入这种方法。使用混合策略对此序列模型进行训练:有监督,当可获得预先存在的模式的监督时,另外还要半监督。在后一种情况下,我们将序列模型的标签视为潜在变量,并学习最大化关系分类器性能的最佳分配。我们评估了两个数据集中的提议方法,并表明序列模型提供了标签,可作为关系分类器决策的准确解释,并且重要的是,联合培训通常可以改善关系分类器的性能。我们还评估了生成的规则的性能,并表明新规则是手动规则的重要附加功能,并使基于规则的系统更接近神经模型。
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As the societal impact of Deep Neural Networks (DNNs) grows, the goals for advancing DNNs become more complex and diverse, ranging from improving a conventional model accuracy metric to infusing advanced human virtues such as fairness, accountability, transparency (FaccT), and unbiasedness. Recently, techniques in Explainable Artificial Intelligence (XAI) are attracting considerable attention, and have tremendously helped Machine Learning (ML) engineers in understanding AI models. However, at the same time, we started to witness the emerging need beyond XAI among AI communities; based on the insights learned from XAI, how can we better empower ML engineers in steering their DNNs so that the model's reasonableness and performance can be improved as intended? This article provides a timely and extensive literature overview of the field Explanation-Guided Learning (EGL), a domain of techniques that steer the DNNs' reasoning process by adding regularization, supervision, or intervention on model explanations. In doing so, we first provide a formal definition of EGL and its general learning paradigm. Secondly, an overview of the key factors for EGL evaluation, as well as summarization and categorization of existing evaluation procedures and metrics for EGL are provided. Finally, the current and potential future application areas and directions of EGL are discussed, and an extensive experimental study is presented aiming at providing comprehensive comparative studies among existing EGL models in various popular application domains, such as Computer Vision (CV) and Natural Language Processing (NLP) domains.
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许多可解释性工具使从业人员和研究人员可以解释自然语言处理系统。但是,每个工具都需要不同的配置,并提供不同形式的解释,从而阻碍了评估和比较它们的可能性。原则上的统一评估基准将指导用户解决中心问题:哪种解释方法对我的用例更可靠?我们介绍了雪貂,这是一个易于使用的,可扩展的Python库,以解释与拥抱面枢纽集成的基于变形金刚的模型。它提供了一个统一的基准测试套件来测试和比较任何文本或可解释性语料库的广泛最先进的解释器。此外,雪貂提供方便的编程摘要,以促进新的解释方法,数据集或评估指标的引入。
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以人为中心的可解释人工智能(HCXAI)社区提出了将解释过程作为人与机器之间的对话进行构建。在该立场论文中,我们为基于文本的对话剂建立了Desiderata,能够使用自然语言进行交互方式解释神经模型的行为。从自然语言处理(NLP)研究的角度来看,我们设计了这种调解人的蓝图,以进行情感分析的任务,并评估当前的研究在基于对话的解释方面走上了多远。
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了解文本中表达的态度,也称为姿态检测,在旨在在线检测虚假信息的系统中起重要作用,无论是错误信息(无意的假)或虚假信息(故意错误地蔓延,恶意意图)。姿态检测已经以不同的方式在文献中框架,包括(a)作为事实检查,谣言检测和检测先前的事实检查的权利要求,或(b)作为其自己的任务的组件;在这里,我们看看两者。虽然已经进行了与其他相关任务的突出姿态检测,但诸如论证挖掘和情绪分析之类的其他相关任务,但没有调查姿态检测和错误和缺陷检测之间的关系。在这里,我们的目标是弥合这个差距。特别是,我们在焦点中审查和分析了该领域的现有工作,焦点中的错误和不忠实,然后我们讨论了汲取的经验教训和未来的挑战。
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如今,人工智能(AI)已成为临床和远程医疗保健应用程序的基本组成部分,但是最佳性能的AI系统通常太复杂了,无法自我解释。可解释的AI(XAI)技术被定义为揭示系统的预测和决策背后的推理,并且在处理敏感和个人健康数据时,它们变得更加至关重要。值得注意的是,XAI并未在不同的研究领域和数据类型中引起相同的关注,尤其是在医疗保健领域。特别是,许多临床和远程健康应用程序分别基于表格和时间序列数据,而XAI并未在这些数据类型上进行分析,而计算机视觉和自然语言处理(NLP)是参考应用程序。为了提供最适合医疗领域表格和时间序列数据的XAI方法的概述,本文提供了过去5年中文献的审查,说明了生成的解释的类型以及为评估其相关性所提供的努力和质量。具体而言,我们确定临床验证,一致性评估,客观和标准化质量评估以及以人为本的质量评估作为确保最终用户有效解释的关键特征。最后,我们强调了该领域的主要研究挑战以及现有XAI方法的局限性。
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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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