導(dǎo)讀：機器學(xué)習(xí)也會對數(shù)據(jù)產(chǎn)生“偏見”，從而導(dǎo)致錯誤的預(yù)測。我們該如何解決這一問題？ Google 的新論文或許會揭曉答案。

機器學(xué)習(xí)中的機會均等

隨著機器學(xué)習(xí)計算穩(wěn)步發(fā)展，越來越多人開始關(guān)注其對于社會的影響。機器學(xué)習(xí)的成功分支之一是監(jiān)督學(xué)習(xí)。有著足夠的歷史遺留數(shù)據(jù)和計算資源，學(xué)習(xí)算法預(yù)測未來事件的效果往往令人震驚。以一個假設(shè)為例，算法可以被用來高精度預(yù)測誰將會償還他們的貸款。貸款人可能會使用這樣的預(yù)測，以幫忙決定誰應(yīng)該首先得到貸款?；跈C器學(xué)習(xí)做出的決定，其實用性往往令人難以置信，并對我們的生活產(chǎn)生了深遠的影響。

然而，最好的預(yù)測也可能出錯。盡管機器學(xué)習(xí)致力于最小化出錯的可能性，但我們該如何防止某些組非均勻的共享這些錯誤？考慮到一些情況下，我們擁有的數(shù)據(jù)相對較少，且其特征不同于那些與預(yù)測任務(wù)相關(guān)的大眾方法。由于預(yù)測精度一般與訓(xùn)練的數(shù)據(jù)量息息相關(guān)，一些組中的錯誤預(yù)測將會更加常見。例如，盡管他們償還了貸款，預(yù)測最后也可能將過多的個體標(biāo)記到“高違約風(fēng)險”組中。當(dāng)組中的成員恰逢一個敏感屬性，如種族、性別、殘疾、或宗教時，便會導(dǎo)致不公正的或有偏見的結(jié)果。

盡管需要，但機器學(xué)習(xí)中一直缺乏防止這類歧視，且基于敏感屬性的審核方法。有一種憨厚的方法是在做任何其他事之前，從數(shù)據(jù)中刪除一組敏感屬性。其想法是一種“無意識的不公平”，然而，由于存在“冗余編碼”也未能成功。即使在數(shù)據(jù)中不存在某個特定的屬性，其他屬性的組合也可以作為代理。

另一個普用方法被稱之為“統(tǒng)計平價”，其要求預(yù)測必須與敏感屬性無關(guān)。這直觀上聽起來是可取的，但結(jié)果本身往往與敏感屬性相關(guān)。例如，男性心臟衰竭的發(fā)病率通常比女性更高。當(dāng)預(yù)測這樣的醫(yī)療情況時，要阻斷預(yù)測結(jié)果和組成員之間的一切相關(guān)性，既不現(xiàn)實，也不可取。

機會平等

考慮到這些概念上的困難，我們已經(jīng)提出了一種方法，用于測量和防止基于一系列敏感屬性所產(chǎn)生的歧視。我們還展示了如何調(diào)整一個給定的預(yù)測，需要的話，它可以更好的權(quán)衡分類精度和非歧視。

我們想法的核心是，符合理想結(jié)果的個體，應(yīng)因此而擁有平等正確分類的機會。在我們虛構(gòu)的貸款例子中，它意味著預(yù)測“低風(fēng)險”會實際償還貸款的人不應(yīng)該依賴于敏感屬性，如種族或性別。我們稱之為監(jiān)督學(xué)習(xí)中的機會均等。

實施時，我們的框架還改善了激勵機制，將差預(yù)測的成本從個人轉(zhuǎn)移到?jīng)Q策者，它可以通過投資提高預(yù)測精度以進行響應(yīng)。完美的預(yù)測總能滿足我們的概念，這表明建立更精準預(yù)測的中心目標(biāo)與避免歧視的目標(biāo)一致。

更多相關(guān)資訊

為了方便你自己探索博客文章中的想法，我們的 Big Picture 團隊創(chuàng)造了一個美妙的互動，以視覺化不同的概念和權(quán)衡。所以，你可以訪問他們的主頁了解更多相關(guān)資訊。一旦你瀏覽了演示，請查看論文的完整版，它由得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的 Eric Price 和芝加哥 TTI 的 Nati Srebro 共同完成。今年，我們會在巴塞羅召開的神經(jīng)信息處理系統(tǒng)（NIPS）會議上提交該論文。所以，如果你在附近的話，一定要停下腳步和我們中的一員聊聊天。

我們的論文決不是該重要且復(fù)雜話題的終點。它加入了一個正在進行的多學(xué)科研究對談話。我們希望可以鼓舞未來的研究，進一步討論可實現(xiàn)的方法，以權(quán)衡環(huán)境歧視和機器學(xué)習(xí)，并開發(fā)有助于從業(yè)者應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的工具。

Via：Google Research Blog

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