现代机器学习系统越来越多地以广泛的个人数据收集为特征,尽管回报降低并增加了这种做法的社会成本。然而,数据最小化是欧盟一般数据保护法规('GDPR')中列出的核心数据保护原则之一,并要求仅处理足够,相关且仅限于必要物品的个人数据。但是,由于缺乏技术解释,该原则的采用有限。在这项工作中,我们以机器学习和法律的文献为基础提出FIDO,这是抑制数据过度收集的框架。 Fido学会了基于与系统性能相关的数据最小化的解释来限制数据收集。具体而言,Fido通过迭代更新性能曲线的估计值或数据集大小和性能之间的关系,从而提供了数据收集,以停止标准。 FIDO通过分段功率定律技术估算性能曲线,该技术在整个数据收集过程中分别对算法性能的不同阶段进行建模。经验实验表明,该框架会产生准确的性能曲线和数据收集,从而在数据集中停止标准并功能采集算法。我们进一步证明,许多其他曲线家庭系统地高估了其他数据的回报。在设计数据最小化框架时,我们的调查结果和分析提供了对相关考虑因素的更深入的见解,包括主动功能获取对单个用户的影响以及用户特定数据最小化的可行性。我们以实施数据最小化的实用建议得出结论。
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本文确定了数据驱动系统中的数据最小化和目的限制的两个核心数据保护原理。虽然当代数据处理实践似乎与这些原则的赔率达到差异,但我们证明系统可以在技术上使用的数据远远少于目前的数据。此观察是我们详细的技术法律分析的起点,揭示了妨碍了妨碍了实现的障碍,并举例说明了在实践中应用数据保护法的意外权衡。我们的分析旨在向辩论提供关于数据保护对欧盟人工智能发展的影响,为数据控制员,监管机构和研究人员提供实际行动点。
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Artificial intelligence is not only increasingly used in business and administration contexts, but a race for its regulation is also underway, with the EU spearheading the efforts. Contrary to existing literature, this article suggests, however, that the most far-reaching and effective EU rules for AI applications in the digital economy will not be contained in the proposed AI Act - but have just been enacted in the Digital Markets Act. We analyze the impact of the DMA and related EU acts on AI models and their underlying data across four key areas: disclosure requirements; the regulation of AI training data; access rules; and the regime for fair rankings. The paper demonstrates that fairness, in the sense of the DMA, goes beyond traditionally protected categories of non-discrimination law on which scholarship at the intersection of AI and law has so far largely focused on. Rather, we draw on competition law and the FRAND criteria known from intellectual property law to interpret and refine the DMA provisions on fair rankings. Moreover, we show how, based on CJEU jurisprudence, a coherent interpretation of the concept of non-discrimination in both traditional non-discrimination and competition law may be found. The final part sketches specific proposals for a comprehensive framework of transparency, access, and fairness under the DMA and beyond.
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Recommender systems can strongly influence which information we see online, e.g., on social media, and thus impact our beliefs, decisions, and actions. At the same time, these systems can create substantial business value for different stakeholders. Given the growing potential impact of such AI-based systems on individuals, organizations, and society, questions of fairness have gained increased attention in recent years. However, research on fairness in recommender systems is still a developing area. In this survey, we first review the fundamental concepts and notions of fairness that were put forward in the area in the recent past. Afterward, through a review of more than 150 scholarly publications, we present an overview of how research in this field is currently operationalized, e.g., in terms of general research methodology, fairness measures, and algorithmic approaches. Overall, our analysis of recent works points to specific research gaps. In particular, we find that in many research works in computer science, very abstract problem operationalizations are prevalent, and questions of the underlying normative claims and what represents a fair recommendation in the context of a given application are often not discussed in depth. These observations call for more interdisciplinary research to address fairness in recommendation in a more comprehensive and impactful manner.
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在本文中,我们提出了一种方法,用于预测社交媒体对等体之间的信任链接,其中一个是在多识别信任建模的人工智能面积。特别是,我们提出了一种数据驱动的多面信任信任建模,该信任建模包括许多不同的特征以进行全面分析。我们专注于展示类似用户的聚类如何实现关键新功能:支持更个性化的,从而为用户提供更准确的预测。在信任感知项目推荐任务中说明,我们在大yelp数据集的上下文中评估所提出的框架。然后,我们讨论如何提高社交媒体的可信关系的检测可以帮助在最近爆发的社交网络环境中支持在线用户的违法行为和谣言的传播。我们的结论是关于一个特别易受资助的用户基础,老年人的反思,以说明关于用户组的推理价值,期望通过通过数据分析获得的洞察力集成已知偏好的一些未来方向。
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普通交叉验证(CV)等方法,如k倍交叉验证或Monte-Carlo交叉验证估计学习者的预测性能,通过重复在给定数据的大部分数据和对剩余数据上测试的大部分中进行训练。这些技术有两个主要缺点。首先,它们可以在大型数据集上不必要地慢。其次,除了估计最终性能之外,它们几乎没有进入验证算法的学习过程中的见解。在本文中,我们提出了一种基于学习曲线(LCCV)的验证的新方法。 LCCV迭代地增加用于训练的实例数量而不是创建火车测试分裂。在模型选择的背景下,它丢弃了不太可能成为竞争的模型。我们在从自动化基准测试的67个数据集上运行大规模的实验,并经验显示使用LCCV超过90%的案例,导致使用5/10倍的CV相似的性能(最多1.5%)。然而,它平均产生超过20%的大量运行时间减少。此外,它提供了重要的见解,例如允许评估获取更多数据的益处。这些结果与Automl领域的其他进步正交。
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Advocates of algorithmic techniques like data mining argue that these techniques eliminate human biases from the decision-making process. But an algorithm is only as good as the data it works with. Data is frequently imperfect in ways that allow these algorithms to inherit the prejudices of prior decision makers. In other cases, data may simply reflect the widespread biases that persist in society at large. In still others, data mining can discover surprisingly useful regularities that are really just preexisting patterns of exclusion and inequality. Unthinking reliance on data mining can deny historically disadvantaged and vulnerable groups full participation in society. Worse still, because the resulting discrimination is almost always an unintentional emergent property of the algorithm's use rather than a conscious choice by its programmers, it can be unusually hard to identify the source of the problem or to explain it to a court. This Essay examines these concerns through the lens of American antidiscrimination law-more particularly, through Title
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本文解决了在水模型部署民主化中采用了机器学习的一些挑战。第一个挑战是减少了在主动学习的帮助下减少了标签努力(因此关注数据质量),模型推断与Oracle之间的反馈循环:如在保险中,未标记的数据通常丰富,主动学习可能会成为一个重要的资产减少标签成本。为此目的,本文在研究其对合成和真实数据集的实证影响之前,阐述了各种古典主动学习方法。保险中的另一个关键挑战是模型推论中的公平问题。我们将在此主动学习框架中介绍和整合一个用于多级任务的后处理公平,以解决这两个问题。最后对不公平数据集的数值实验突出显示所提出的设置在模型精度和公平性之间存在良好的折衷。
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现代信息和通信技术实践提出了对隐私的新威胁。我们专注于当前数据保护规范的一些缺点,可以充分解决AI驱动数据处理实践的后果,特别是组合数据集的影响。我们建议隐私监管依赖于个人的隐私预期,并建议在两个方向上建议监管改革:(1)为了引发数据保护法的应用和(2)制定方法优先考虑个人和匿名数据之间的区分基于各个数据处理行动提出的隐私风险水平的监管干预。这是一个跨学科论文,打算在涉及涉及隐私研究的各个社区之间建立一座桥梁。我们特别强调将技术概念与其监管影响联系起来,并介绍了相关的技术和法律术语,以促进政策制定和技术社区之间更有效的协调,并及时解决提出的问题。
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超参数优化构成了典型的现代机器学习工作流程的很大一部分。这是由于这样一个事实,即机器学习方法和相应的预处理步骤通常只有在正确调整超参数时就会产生最佳性能。但是在许多应用中,我们不仅有兴趣仅仅为了预测精度而优化ML管道;确定最佳配置时,必须考虑其他指标或约束,从而导致多目标优化问题。由于缺乏知识和用于多目标超参数优化的知识和容易获得的软件实现,因此通常在实践中被忽略。在这项工作中,我们向读者介绍了多个客观超参数优化的基础知识,并激励其在应用ML中的实用性。此外,我们从进化算法和贝叶斯优化的领域提供了现有优化策略的广泛调查。我们说明了MOO在几个特定ML应用中的实用性,考虑了诸如操作条件,预测时间,稀疏,公平,可解释性和鲁棒性之类的目标。
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大多数机器学习算法由一个或多个超参数配置,必须仔细选择并且通常会影响性能。为避免耗时和不可递销的手动试验和错误过程来查找性能良好的超参数配置,可以采用各种自动超参数优化(HPO)方法,例如,基于监督机器学习的重新采样误差估计。本文介绍了HPO后,本文审查了重要的HPO方法,如网格或随机搜索,进化算法,贝叶斯优化,超带和赛车。它给出了关于进行HPO的重要选择的实用建议,包括HPO算法本身,性能评估,如何将HPO与ML管道,运行时改进和并行化结合起来。这项工作伴随着附录,其中包含关于R和Python的特定软件包的信息,以及用于特定学习算法的信息和推荐的超参数搜索空间。我们还提供笔记本电脑,这些笔记本展示了这项工作的概念作为补充文件。
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Learning curves provide insight into the dependence of a learner's generalization performance on the training set size. This important tool can be used for model selection, to predict the effect of more training data, and to reduce the computational complexity of model training and hyperparameter tuning. This review recounts the origins of the term, provides a formal definition of the learning curve, and briefly covers basics such as its estimation. Our main contribution is a comprehensive overview of the literature regarding the shape of learning curves. We discuss empirical and theoretical evidence that supports well-behaved curves that often have the shape of a power law or an exponential. We consider the learning curves of Gaussian processes, the complex shapes they can display, and the factors influencing them. We draw specific attention to examples of learning curves that are ill-behaved, showing worse learning performance with more training data. To wrap up, we point out various open problems that warrant deeper empirical and theoretical investigation. All in all, our review underscores that learning curves are surprisingly diverse and no universal model can be identified.
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美国刑事法律体系越来越依赖软件输出来定罪和被监禁。在每年大量案件中,政府根据统计软件的证据(例如概率基因分型,环境音频检测和工具标志分析工具)做出这些结果决定,以使辩护律师无法完全盘中或审查。这破坏了对抗性刑事法律制度的承诺,该制度依赖于辩方探查和测试起诉案件保护个人权利的能力。为了应对这种软件的对抗性审查输出的需求,我们提出了强大的对抗测试作为审计框架,以检查证据统计软件的有效性。我们通过在强大的机器学习和算法公平的最新作品中绘制大量工作来定义和操作这种强大的对抗性测试的概念。我们演示了该框架如何使审查此类工具的过程标准化,并使辩护律师能够检查其与当前案件最相关的情况的有效性。我们进一步讨论了美国刑事法律制度内的现有结构和机构挑战,该系统可能会造成实施该和其他此类审计框架的障碍,并通过讨论政策变更的讨论可以帮助解决这些问题。
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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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在每日新兴科学调查和发现的世界中,跨行业的机器学习的多产推出对于熟悉ML潜力的人来说令人惊讶。这种伦理集中研究的一致性既不是对源于同一申请的偏见和不公平问题的回应而产生的。对抗算法偏差的技术的公平研究现在比以往任何时候都更加支持。大部分公平研究已经开始生产工具,即机器学习从业者可以在设计其算法时审核偏差。尽管如此,在实践中缺乏应用这些公平解决方案。该系统审查提供了已经定义的算法偏置问题的深入摘要,并提出了公平解决空间。此外,本综述提供了对溶液空间的深入崩溃,自释放以来出现的溶液空间以及机器学习从业者,公平研究人员和机构利益攸关方提出的需求的分类。这些需求已经组织并向各方组织并解决了其实施,包括公平研究人员,产生ML算法的组织以及机器学习从业者自己。这些发现可以在未来使用,以弥合从业者和公平专家之间的差距,并告知创建可用的展示展示率工具包。
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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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给定一个较小的培训数据集和学习算法,要达到目标验证或测试性能需要多少数据?这个问题至关重要,在诸如自动驾驶或医学成像之类的应用中,收集数据昂贵且耗时。高估或低估数据需求会带来大量费用,而预算可以避免。关于神经缩放定律的先前工作表明,幂律函数可以符合验证性能曲线并将其推断为较大的数据集大小。我们发现,这并不能立即转化为估计所需数据集大小以满足目标性能的更困难的下游任务。在这项工作中,我们考虑了一系列的计算机视觉任务,并系统地研究了一个概括功能功能的功能家族,以便更好地估算数据需求。最后,我们表明,结合调整的校正因子并在多个回合中收集会显着提高数据估计器的性能。使用我们的准则,从业人员可以准确估算机器学习系统的数据要求,以节省开发时间和数据采集成本。
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人们对算法偏见风险的认识越来越多,促进了围绕偏见缓解策略的努力。大多数提议的方法都属于两个类别之一:(1)对预测模型施加算法公平限制,以及(2)收集其他培训样本。最近以及在这两个类别的交集中,已经开发了在公平限制下提出主动学习的方法。但是,提出的缓解策略通常忽略了观察到的标签中呈现的偏差。在这项工作中,我们研究了在有标签偏见的情况下对主动数据收集策略的公平考虑。我们首先概述了在监督学习系统的背景下,不同类型的标签偏差。然后,我们从经验上表明,当忽略标签偏差时,收集更多数据会加剧偏见,并施加依赖数据收集过程中观察到的标签的公平约束可能无法解决问题。我们的结果说明了部署试图减轻单一类型偏见的模型的意外后果数据收集期间的偏差。
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由于算法预测对人类的影响增加,模型解释性已成为机器学习(ML)的重要问题。解释不仅可以帮助用户了解为什么ML模型做出某些预测,还可以帮助用户了解这些预测如何更改。在本论文中,我们研究了从三个有利位置的ML模型的解释性:算法,用户和教学法,并为解释性问题贡献了一些新颖的解决方案。
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