尽管在机器学习安全方面进行了大量的学术工作,但对野外机器学习系统的攻击的发生知之甚少。在本文中,我们报告了139名工业从业人员的定量研究。我们分析攻击发生和关注,并评估影响影响威胁感知和暴露的因素的统计假设。我们的结果阐明了对部署的机器学习的现实攻击。在组织层面上,尽管我们没有发现样本中威胁暴露的预测因素,但实施防御量取决于暴露于威胁或预期的可能性成为目标的可能性。我们还提供了从业人员对单个机器学习攻击的相关性的答复,揭示了不可靠的决策,业务信息泄漏和偏见引入模型等复杂问题。最后,我们发现,在个人层面上,有关机器学习安全性的先验知识会影响威胁感知。我们的工作为在实践中的对抗机器学习方面进行更多研究铺平了道路,但收益率也可以洞悉监管和审计。
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尽管机器学习在实践中被广泛使用,但对从业者对潜在安全挑战的理解知之甚少。在这项工作中,我们缩小了这一巨大的差距,并贡献了一项定性研究,重点是开发人员的机器学习管道和潜在脆弱组件的心理模型。类似的研究在其他安全领域有助于发现根本原因或改善风险交流。我们的研究揭示了从业人员的机器学习安全性心理模型的两个方面。首先,从业人员通常将机器学习安全与与机器学习无直接相关的威胁和防御措施混淆。其次,与大多数学术研究相反,我们的参与者认为机器学习的安全性与单个模型不仅相关,而在整个工作流程中,由多个组件组成。与我们的其他发现共同,这两个方面为确定机器学习安全性的心理模型提供了基础学习安全。
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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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Recent years have seen a proliferation of research on adversarial machine learning. Numerous papers demonstrate powerful algorithmic attacks against a wide variety of machine learning (ML) models, and numerous other papers propose defenses that can withstand most attacks. However, abundant real-world evidence suggests that actual attackers use simple tactics to subvert ML-driven systems, and as a result security practitioners have not prioritized adversarial ML defenses. Motivated by the apparent gap between researchers and practitioners, this position paper aims to bridge the two domains. We first present three real-world case studies from which we can glean practical insights unknown or neglected in research. Next we analyze all adversarial ML papers recently published in top security conferences, highlighting positive trends and blind spots. Finally, we state positions on precise and cost-driven threat modeling, collaboration between industry and academia, and reproducible research. We believe that our positions, if adopted, will increase the real-world impact of future endeavours in adversarial ML, bringing both researchers and practitioners closer to their shared goal of improving the security of ML systems.
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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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如今,由于最近在人工智能(AI)和机器学习(ML)中的近期突破,因此,智能系统和服务越来越受欢迎。然而,机器学习不仅满足软件工程,不仅具有有希望的潜力,而且还具有一些固有的挑战。尽管最近的一些研究努力,但我们仍然没有明确了解开发基于ML的申请和当前行业实践的挑战。此外,目前尚不清楚软件工程研究人员应将其努力集中起来,以更好地支持ML应用程序开发人员。在本文中,我们报告了一个旨在了解ML应用程序开发的挑战和最佳实践的调查。我们合成从80名从业者(以不同的技能,经验和应用领域)获得的结果为17个调查结果;概述ML应用程序开发的挑战和最佳实践。参与基于ML的软件系统发展的从业者可以利用总结最佳实践来提高其系统的质量。我们希望报告的挑战将通知研究界有关需要调查的主题,以改善工程过程和基于ML的申请的质量。
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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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计算能力和大型培训数据集的可用性增加,机器学习的成功助长了。假设它充分代表了在测试时遇到的数据,则使用培训数据来学习新模型或更新现有模型。这种假设受到中毒威胁的挑战,这种攻击会操纵训练数据,以损害模型在测试时的表现。尽管中毒已被认为是行业应用中的相关威胁,到目前为止,已经提出了各种不同的攻击和防御措施,但对该领域的完整系统化和批判性审查仍然缺失。在这项调查中,我们在机器学习中提供了中毒攻击和防御措施的全面系统化,审查了过去15年中该领域发表的100多篇论文。我们首先对当前的威胁模型和攻击进行分类,然后相应地组织现有防御。虽然我们主要关注计算机视觉应用程序,但我们认为我们的系统化还包括其他数据模式的最新攻击和防御。最后,我们讨论了中毒研究的现有资源,并阐明了当前的局限性和该研究领域的开放研究问题。
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人工智能(AI)系统可以提供许多有益的功能,也可以提供不良事件的风险。一些AI系统可能会出现在社会规模上具有很高或灾难性后果的事件的风险。美国国家标准技术研究所(NIST)正在开发NIST人工智能风险管理框架(AI RMF),作为对AI开发人员和其他人的AI风险评估和管理的自愿指导。 NIST为了解决带有灾难性后果的事件的风险,表示有必要将高级原则转化为可操作的风险管理指导。在本文档中,我们提供了详细的可操作指示建议,旨在识别和管理具有很高或灾难性后果的事件的风险,旨在作为AI RMF版本1.0的NIST的风险管理实践资源(计划于2023年初发布),或适用于AI RMF用户或其他AI风险管理指南和标准。我们还为建议提供方法。我们为AI RMF 1.0提供了可行的指导建议:确定来自AI系统的潜在意外用途和滥用的风险;在风险评估和影响评估范围内包括灾难性风险因素;确定和减轻人权危害;并报告有关AI风险因素在内的信息,包括灾难性风险因素。此外,我们还为后来版本的AI RMF或补充出版物提供有关路线图的其他问题的建议。其中包括:提供AI RMF配置文件,并具有额外的多功能或通用AI的辅助指南。我们的目标是使这项工作成为具体的风险管理实践的贡献,并激发有关如何解决AI标准中灾难性风险和相关问题的建设性对话。
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数据对于机器学习(ML)模型的开发和评估至关重要。但是,在部署所得模型时,使用有问题或不适当的数据集可能会造成危害。为了通过对数据集进行更故意的反思和创建过程的透明度来鼓励负责任的练习,研究人员和从业人员已开始倡导增加数据文档,并提出了几个数据文档框架。但是,几乎没有研究这些数据文档框架是否满足创建和消费数据集的ML从业者的需求。为了解决这一差距,我们着手了解ML从业人员的数据文档感知,需求,挑战和Desiderata,目的是推导设计要求,以便为将来的数据文档框架提供信息。我们对一家大型国际技术公司的14名ML从业者进行了一系列半结构化访谈。我们让他们回答从数据集的数据表中提取的问题列表(Gebru,2021)。我们的发现表明,目前的数据文档方法在很大程度上是临时的,而且本质上是近视的。参与者表达了对数据文档框架的需求,可以适应其上下文,并将其集成到现有的工具和工作流程中,并尽可能自动化。尽管事实上,数据文档框架通常是从负责人的AI的角度出发的,但参与者并未在他们被要求回答的问题与负责的AI含义之间建立联系。此外,参与者通常会在数据集消费者的需求中优先考虑,并提供了不熟悉其数据集可能需要知道的信息。基于这些发现,我们为将来的数据文档框架得出了七个设计要求。
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已经开发出各种工具和实践来支持从业者识别,评估和减轻AI系统造成的公平相关危害。然而,现有研究突出了这些工具和实践的预期设计与特定背景下的使用之间的差距,包括由组织因素在塑造公平工作中发挥的作用引起的差距。在本文中,我们研究了一个这样的实践的这些差距:AI系统的分类评估,旨在揭示人口统计组之间的表现差异。通过在三个技术公司的十支队伍中进行半结构化访谈和三十三名艾尔从业人员,我们在设计分列的评估时,我们识别从业者的流程,挑战,并对支持的需求。我们发现从业者在选择绩效指标时面临挑战,识别最相关的直接利益相关者和在其上进行重点的人口统计集团,并收集其进行分类评估的数据集。更一般地说,我们识别对公平工作的影响,这些工作缺乏与直接利益相关者的订婚,优先考虑通过边缘化群体的客户,以及以规模部署AI系统的驱动器。
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The optimal liability framework for AI systems remains an unsolved problem across the globe. In a much-anticipated move, the European Commission advanced two proposals outlining the European approach to AI liability in September 2022: a novel AI Liability Directive and a revision of the Product Liability Directive. They constitute the final, and much-anticipated, cornerstone of AI regulation in the EU. Crucially, the liability proposals and the EU AI Act are inherently intertwined: the latter does not contain any individual rights of affected persons, and the former lack specific, substantive rules on AI development and deployment. Taken together, these acts may well trigger a Brussels effect in AI regulation, with significant consequences for the US and other countries. This paper makes three novel contributions. First, it examines in detail the Commission proposals and shows that, while making steps in the right direction, they ultimately represent a half-hearted approach: if enacted as foreseen, AI liability in the EU will primarily rest on disclosure of evidence mechanisms and a set of narrowly defined presumptions concerning fault, defectiveness and causality. Hence, second, the article suggests amendments, which are collected in an Annex at the end of the paper. Third, based on an analysis of the key risks AI poses, the final part of the paper maps out a road for the future of AI liability and regulation, in the EU and beyond. This includes: a comprehensive framework for AI liability; provisions to support innovation; an extension to non-discrimination/algorithmic fairness, as well as explainable AI; and sustainability. I propose to jump-start sustainable AI regulation via sustainability impact assessments in the AI Act and sustainable design defects in the liability regime. In this way, the law may help spur not only fair AI and XAI, but potentially also sustainable AI (SAI).
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在软件项目中引入机器学习(ML)组件创造了软件工程师与数据科学家和其他专家合作。虽然合作可以始终具有挑战性,但ML介绍了探索性模型开发过程的额外挑战,需要额外的技能和知识,测试ML系统的困难,需要连续演化和监测,以及非传统质量要求,如公平性和解释性。通过采访来自28个组织的45名从业者,我们确定了在建立和将ML系统部署到生产时面临的关键合作挑战。我们报告了生产ML系统的开发中的共同合作点,以获得要求,数据和集成以及相应的团队模式和挑战。我们发现,这些挑战中的大部分挑战围绕通信,文档,工程和流程以及收集建议以解决这些挑战。
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机器学习(ML)代表了当前和未来信息系统的关键技术,许多域已经利用了ML的功能。但是,网络安全中ML的部署仍处于早期阶段,揭示了研究和实践之间的显着差异。这种差异在当前的最新目的中具有其根本原因,该原因不允许识别ML在网络安全中的作用。除非广泛的受众理解其利弊,否则ML的全部潜力将永远不会释放。本文是对ML在整个网络安全领域中的作用的首次尝试 - 对任何对此主题感兴趣的潜在读者。我们强调了ML在人类驱动的检测方法方面的优势,以及ML在网络安全方面可以解决的其他任务。此外,我们阐明了影响网络安全部署实际ML部署的各种固有问题。最后,我们介绍了各种利益相关者如何为网络安全中ML的未来发展做出贡献,这对于该领域的进一步进步至关重要。我们的贡献补充了两项实际案例研究,这些案例研究描述了ML作为对网络威胁的辩护的工业应用。
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负责任的AI被广泛认为是我们时代最大的科学挑战之一,也是释放AI市场并增加采用率的关键。为了应对负责任的AI挑战,最近已经发布了许多AI伦理原则框架,AI系统应该符合这些框架。但是,没有进一步的最佳实践指导,从业者除了真实性之外没有什么。同样,在算法级别而不是系统级的算法上进行了重大努力,主要集中于数学无关的道德原则(例如隐私和公平)的一部分。然而,道德问题在开发生命周期的任何步骤中都可能发生,从而超过AI算法和模型以外的系统的许多AI,非AI和数据组件。为了从系统的角度操作负责任的AI,在本文中,我们采用了一种面向模式的方法,并根据系统的多媒体文献综述(MLR)的结果提出了负责任的AI模式目录。与其呆在道德原则层面或算法层面上,我们专注于AI系统利益相关者可以在实践中采取的模式,以确保开发的AI系统在整个治理和工程生命周期中负责。负责的AI模式编目将模式分为三组:多层次治理模式,可信赖的过程模式和负责任的逐设计产品模式。这些模式为利益相关者实施负责任的AI提供了系统性和可行的指导。
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自动决策算法正在越来越多地做出或协助影响人类生活的决策。这些算法中有许多处理个人数据,以预测累犯,信用风险分析,使用面部识别识别个人等等。尽管有可能提高效率和有效性,但这种算法并非固有地摆脱偏见,不透明,缺乏解释性,恶意性等。鉴于这些算法的结果对个人和社会产生了重大影响,并且在部署后开放分析和竞争,因此必须在部署前考虑此类问题。正式审核是确保算法符合适当的问责制标准的一种方式。这项工作基于对文献和专家焦点小组研究的广泛分析,为系统问责制定基于人工智能决策系统的正式审核的系统问责制定了一个统一的框架。这项工作还建议系统卡作为记分卡,展示此类审核的结果。它由56个标准组成,该标准由四乘四分之四的矩阵组织,该矩阵由重点介绍(i)数据,(ii)模型,(iii)代码,(iv)系统的行组成,以及重点介绍(a)的列,(b )评估,(c)缓解和(d)保证。拟议的系统问责制基准反映了负责系统的最新开发,可作为算法审核的清单,并为未来研究的顺序工作铺平了道路。
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机器学习(ML)系统的开发和部署可以用现代工具轻松执行,但该过程通常是匆忙和意思是结束的。缺乏勤奋会导致技术债务,范围蠕变和未对准的目标,模型滥用和失败,以及昂贵的后果。另一方面,工程系统遵循明确定义的流程和测试标准,以简化高质量,可靠的结果的开发。极端是航天器系统,其中关键任务措施和鲁棒性在开发过程中根深蒂固。借鉴航天器工程和ML的经验(通过域名通过产品的研究),我们开发了一种经过验证的机器学习开发和部署的系统工程方法。我们的“机器学习技术准备水平”(MLTRL)框架定义了一个原则的过程,以确保强大,可靠和负责的系统,同时为ML工作流程流线型,包括来自传统软件工程的关键区别。 MLTRL甚至更多,MLTRL为跨团队和组织的人们定义了一个人工智能和机器学习技术的人员。在这里,我们描述了通过生产化和部署在医学诊断,消费者计算机视觉,卫星图像和粒子物理学等领域,以通过生产和部署在基本研究中开发ML方法的几个现实世界使用情况的框架和阐明。
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人工智能(AI)有可能极大地改善社会,但是与任何强大的技术一样,它的风险和责任也增加。当前的AI研究缺乏有关如何管理AI系统(包括投机性长期风险)的长尾风险的系统讨论。请记住,AI可能是提高人类的长期潜力不可或缺的一部分,人们担心建立更聪明,更强大的AI系统最终可能会导致比我们更强大的系统。有人说这就像玩火,并推测这可能会造成生存风险(X风险)。为了增加这些讨论,我们回顾了来自危害分析和系统安全的时间测试概念的集合,这些概念旨在将大型流程引导到更安全的方向上。然后,我们讨论AI研究人员如何对AI系统的安全产生长期影响。最后,我们讨论如何稳健地塑造将影响安全和一般能力之间平衡的过程。
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我们介绍了Sparrow,这是一个寻求信息的对话代理,与提示的语言模型基线相比,训练有素,更有帮助,正确和无害。我们使用从人类反馈中的强化学习来培训我们的模型,以帮助人类评估者判断代理人的行为。首先,为了使我们的代理人更有帮助和无害,我们将良好对话的要求分解为代理人应遵循的自然语言规则,并分别向评估者询问每个规则。我们证明,这种崩溃使我们能够收集对代理行为的更多针对性的人类判断,并允许更有效的规则条件奖励模型。其次,我们的代理商在收集对模型声明的偏好判决时提供了支持事实主张的来源的证据。对于事实问题,麻雀提供的证据支持了78%的时间。比基线比基线更享受麻雀,同时对人类的对抗性探测更具弹性,在探测时只有8%的时间违反了我们的规则。最后,我们进行了广泛的分析,表明尽管我们的模型学会遵守我们的规则,但它可以表现出分布偏见。
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情绪分析中最突出的任务是为文本分配情绪,并了解情绪如何在语言中表现出来。自然语言处理的一个重要观察结果是,即使没有明确提及情感名称,也可以通过单独参考事件来隐式传达情绪。在心理学中,被称为评估理论的情感理论类别旨在解释事件与情感之间的联系。评估可以被形式化为变量,通过他们认为相关的事件的人们的认知评估来衡量认知评估。其中包括评估事件是否是新颖的,如果该人认为自己负责,是否与自己的目标以及许多其他人保持一致。这样的评估解释了哪些情绪是基于事件开发的,例如,新颖的情况会引起惊喜或不确定后果的人可能引起恐惧。我们在文本中分析了评估理论对情绪分析的适用性,目的是理解注释者是否可以可靠地重建评估概念,如果可以通过文本分类器预测,以及评估概念是否有助于识别情感类别。为了实现这一目标,我们通过要求人们发短信描述触发特定情绪并披露其评估的事件来编译语料库。然后,我们要求读者重建文本中的情感和评估。这种设置使我们能够衡量是否可以纯粹从文本中恢复情绪和评估,并为判断模型的绩效指标提供人体基准。我们将文本分类方法与人类注释者的比较表明,两者都可以可靠地检测出具有相似性能的情绪和评估。我们进一步表明,评估概念改善了文本中情绪的分类。
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