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# Computerwissenschaften# Maschinelles Lernen# Künstliche Intelligenz# Informationsbeschaffung

Umgang mit Datenverzerrung in Entscheidungssystemen

Untersuchung der Auswirkungen und des Umgangs mit Vorurteilen in datengestützten Systemen.

― 6 min Lesedauer


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Inhaltsverzeichnis

In der heutigen Welt verlassen wir uns auf Computersysteme, die Daten nutzen, um Entscheidungen zu treffen. Diese Entscheidungen können uns auf viele Arten betreffen, von der Jobvergabe bis zu Kreditgenehmigungen. Aber nicht alle Daten sind fair oder genau. Themen wie Vorurteile und Fairness sind wichtige Punkte, die Forscher untersuchen, weil sie beeinflussen, wie diese Systeme funktionieren. Wenn Daten verwendet werden, um diese Systeme zu trainieren, können die Qualität und die Repräsentation der Daten zu voreingenommenen Ergebnissen führen.

Was ist Daten-Voreingenommenheit?

Daten-Voreingenommenheit passiert, wenn die Daten, die verwendet werden, um ein System zu trainieren, nicht alle Gruppen in der Realität repräsentieren. Wenn zum Beispiel ein Datensatz, der fürs Training genutzt wird, hauptsächlich Informationen über ein Geschlecht oder eine Rasse enthält, könnte das System für andere Geschlechter oder Rassen nicht gut funktionieren. Das kann dazu führen, dass Menschen unfair behandelt werden, basierend auf ihrem Geschlecht, ihrer Rasse oder anderen Merkmalen.

Die Bedeutung der Bekämpfung von Vorurteilen

Da immer mehr Firmen und Organisationen datengestützte Systeme nutzen, um wichtige Entscheidungen zu treffen, ist es unerlässlich, die Quellen von Vorurteilen zu identifizieren und anzugehen. Das kann helfen sicherzustellen, dass das System faire Ergebnisse für alle Nutzer produziert. Einfach Vorurteile zu entfernen, ist nicht immer der beste Ansatz, da Vorurteile ein inhärenter Teil menschlicher Perspektiven sein können. Stattdessen betont ein neuer Ansatz namens Bias Management, Vorurteile zu erkennen, zu messen und zu managen, ohne sie komplett auszumerzen.

Die Auswirkungen von Daten-Voreingenommenheit auf Nutzer

Daten-Voreingenommenheit kann echte Konsequenzen für Einzelpersonen haben. Wenn ein Suchmaschine zum Beispiel auf Daten trainiert wird, die zeigen, dass die meisten Krankenschwestern weiblich sind, könnten die Suchergebnisse hauptsächlich Bilder von weiblichen Krankenschwestern anzeigen, wenn jemand nach dem Begriff „Krankenschwester“ sucht. Auch wenn das die Realität widerspiegelt, kann es auch Stereotypen verstärken.

Wenn ein Nutzer also hauptsächlich weibliche Krankenschwestern sieht, könnte er ein verzerrtes Bild von der Geschlechterverteilung in diesem Beruf bekommen. Anstatt den Algorithmus so zu ändern, dass ein Gleichgewicht zwischen männlichen und weiblichen Bildern erzwungen wird, könnte es informierender sein, Informationen über die tatsächliche Geschlechterverteilung anzuzeigen. Zum Beispiel könnte die Suchmaschine zeigen, dass laut Statistiken 87% der Krankenschwestern weiblich sind. So weiss der Nutzer Bescheid über den Kontext hinter den Ergebnissen und kann informierte Entscheidungen treffen.

Menschliche Anmerkungen und deren Auswirkungen

Die meisten gekennzeichneten Daten, die zum Trainieren von Machine Learning-Modellen verwendet werden, kommen von menschlichen Annotatoren. Diese Annotatoren können jedoch ihre eigenen Vorurteile basierend auf ihren Hintergründen, Erfahrungen und Perspektiven haben. Wenn es darum geht, Daten über Fehlinformationen zu kennzeichnen, können die politischen Ansichten der Menschen ihr Urteil beeinflussen. Das bedeutet, dass dieselbe Aussage unterschiedlich gekennzeichnet werden kann, je nachdem, ob der Annotator sich mit einer bestimmten politischen Partei identifiziert.

Crowdsourcing wird oft genutzt, um Input von vielen Annotatoren zu sammeln. Diese Methode kann zu erheblichen Ungleichgewichten in der Beteiligung führen. In Projekten wie Wikipedia beispielsweise tragen nur wenige Leute den Grossteil des Inhalts bei, was zu einer voreingenommenen Darstellung von Wissen führt. Das zeigt, dass nicht nur der Inhalt, sondern auch die Art und Weise, wie er erstellt wird, Vorurteile tragen kann.

Vorurteile managen statt sie zu entfernen

Anstatt einfach Vorurteile zu entfernen, wenn sie gefunden werden, könnte ein besserer Ansatz darin bestehen, sie zu managen. Das bedeutet, zu erkennen, dass Vorurteile ein Teil des Datensammelprozesses sind und eine transparente Methode erforderlich ist, um den Nutzern zu zeigen, wie die Daten voreingenommen sind. Indem diese Informationen ans Licht kommen, können die Nutzer selbst informierte Entscheidungen treffen.

Das Management von Vorurteilen könnte mehrere Schritte beinhalten:

1. Vorurteile erkennen

Der erste Schritt im Vorurteil-Management ist zu erkennen, ob es Vorurteile gibt. Dazu gehört, die Datenquellen zu untersuchen und zu verstehen, wer die Anmerkungen bereitstellt.

2. Vorurteile messen

Sobald Vorurteile erkannt werden, ist der nächste Schritt, sie zu messen. Das könnte beinhalten, wie verschiedene Gruppen in den Daten repräsentiert sind und Unterschiede zwischen den Bezeichnungen, die verschiedene Annotatoren vergeben haben, zu analysieren.

3. Vorurteile indizieren

Nachdem gemessen wurde, ist der nächste Schritt, die Informationen bezüglich der Vorurteile zu organisieren und zu speichern. Das könnte Details darüber enthalten, wer die Daten gekennzeichnet hat und deren Hintergrund, was Einblicke in potenzielle Vorurteile liefern könnte.

4. Vorurteile sichtbar machen

Der vierte Schritt besteht darin, die Informationen über die identifizierten Vorurteile den Nutzern zu präsentieren. So können die Nutzer sehen, wie viele Elemente zu verschiedenen Kategorien gehören und wie ausgewogen die Ergebnisse sind.

5. Für Vorurteile anpassen

Schliesslich ist es wichtig, den Nutzern Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, um mit den Daten basierend auf ihren Vorlieben zu interagieren. Einige Nutzer möchten vielleicht eine ausgewogene Darstellung, während andere Ergebnisse bevorzugen, die die Realität so widerspiegeln, wie sie ist.

Ethik des Vorurteil-Managements

Obwohl es wichtig ist, Vorurteile zu behandeln, kann die Art und Weise, wie dies geschieht, ethische Fragen aufwerfen. Zum Beispiel kann es für die Nutzer unangenehm sein, mit Vorurteilen konfrontiert zu werden. Einige Personen bevorzugen vielleicht eine Datenpräsentation, die mit ihren Perspektiven übereinstimmt, da es weniger beunruhigend sein könnte, auch wenn es bestehende Stereotypen verstärkt.

Designer von datengestützten Systemen sollten darüber nachdenken, wie sie Informationen über Vorurteile auf eine Weise bereitstellen, die die Gefühle der Nutzer respektiert. Die Nutzer sollten die Möglichkeit haben, zu entscheiden, wie sie mit Daten interagieren, und ihre Erfahrungen basierend auf ihren Bedürfnissen und Vorlieben anpassen.

Fazit

Vorurteile in Daten sind eine grosse Herausforderung, die die Entscheidungsfindung in vielen Bereichen der Gesellschaft beeinflusst. Anstatt zu versuchen, Vorurteile komplett zu beseitigen, ist eine effektivere Strategie, sie zu managen. Das bedeutet, Vorurteile zu erkennen, ihre Auswirkungen zu messen und den Nutzern die Informationen zu geben, die sie benötigen, um informierte Entscheidungen zu treffen. Durch diese Schritte können wir daran arbeiten, transparente datengestützte Systeme zu schaffen, die individuelle Präferenzen respektieren und faire Ergebnisse für alle fördern. Das Ziel ist, das Bewusstsein und das Verständnis für Vorurteile in Daten zu erhöhen, sodass die Nutzer gut informiert in ihre Interaktionen mit Technologie gehen.

Originalquelle

Titel: Data Bias Management

Zusammenfassung: Due to the widespread use of data-powered systems in our everyday lives, concepts like bias and fairness gained significant attention among researchers and practitioners, in both industry and academia. Such issues typically emerge from the data, which comes with varying levels of quality, used to train supervised machine learning systems. With the commercialization and deployment of such systems that are sometimes delegated to make life-changing decisions, significant efforts are being made towards the identification and removal of possible sources of data bias that may resurface to the final end user or in the decisions being made. In this paper, we present research results that show how bias in data affects end users, where bias is originated, and provide a viewpoint about what we should do about it. We argue that data bias is not something that should necessarily be removed in all cases, and that research attention should instead shift from bias removal towards the identification, measurement, indexing, surfacing, and adapting for bias, which we name bias management.

Autoren: Gianluca Demartini, Kevin Roitero, Stefano Mizzaro

Letzte Aktualisierung: 2023-05-15 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2305.09686

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.09686

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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