调试偏差:如何大规模审计机器学习模型的公平性

主要观点:随着机器学习系统在多领域决策中作用增大,公平性问题至关重要,模型准确性和性能不能保证伦理 AI,公平性是多面且易被误解的问题,需从数据源头审计,定义不同情境下的公平性,用多种方式测量公平性,诊断和理解偏见,采用多种技术减轻偏见,将公平性贯穿机器学习全生命周期,同时考虑组织和法律责任。
关键信息:

  • 公平性问题在各领域重要性凸显,模型准确性不等于公平性。
  • 公平性审计需从数据开始,包括表示分析、标签完整性、特征-标签交互等。
  • 测量公平性要超越准确率,使用多种关键技术指标。
  • 诊断偏见可借助解释性工具,减轻偏见有多种技术手段。
  • 公平性应贯穿机器学习全流程,包括开发、测试等阶段。
  • 组织和法律责任在确保公平性中关键,需多学科协作。
    重要细节:
  • 不同领域公平性定义不同,如医疗和金融领域。
  • 数据中的偏差会导致模型预测偏差,如雇佣数据中过去经理的性别偏见。
  • 现代工具可帮助评估公平性,如 Fairlearn、AIF360、Google 的 What-If Tool 等。
  • 解释性工具如 SHAP、LIME 可帮助理解偏见来源。
  • 减轻偏见有预处理、处理中、后处理等技术。
  • 公平性需持续嵌入机器学习生命周期各阶段,形成文化。
  • 法律如 GDPR、ECOA 等对公平性有相关要求,公司应形成伦理审查委员会等。
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