Compartiendo Predicciones: Un Estudio sobre Contratos de Datos
Examinando cómo las empresas pueden compartir predicciones para mejorar los resultados.
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Tabla de contenidos
Dos empresas están tratando de predecir ciertos resultados, como si un prestatario incumplirá un préstamo. Cada empresa tiene dos tipos de datos: datos históricos con etiquetas y nuevos datos sin etiquetas. Las empresas buscan construir sus modelos de predicción usando los datos históricos y luego aplicar sus modelos a nuevos datos sin etiquetar. Este artículo estudia cómo estas empresas pueden compartir información sobre sus predicciones y modelos.
Resumen de Opciones para Compartir Datos
La idea principal aquí es ver diferentes contratos para compartir datos. Hay tres tipos de contratos en los que nos enfocamos:
- Compartir modelos: Solo se comparten los modelos de predicción.
- Compartir Predicciones: Solo se comparten las predicciones realizadas sobre nuevos datos.
- Compartir Ambos: Se comparten tanto modelos como predicciones.
Entender cómo estos contratos afectan los resultados para cada empresa es esencial.
Preparando el Análisis
Para analizar el compartir predicciones, establecemos un marco que toma en cuenta cómo las empresas adquieren y utilizan datos. Comenzamos definiendo dos situaciones principales:
- La precisión del modelo de predicción de cada empresa es conocida, pero cómo se relacionan los dos modelos no lo es.
- Hay dos teorías principales sobre cuál es el mejor modelo, y una empresa tiene una mejor oportunidad de descubrirlo.
Dentro de estas situaciones, buscaremos los mejores contratos en los que las empresas puedan coincidir. Queremos encontrar contratos que sean justos y beneficiosos para ambas partes.
La Importancia de Compartir Predicciones
En un mundo donde los datos están repartidos entre varias empresas, compartir datos de manera inteligente puede hacer una gran diferencia. Muchas empresas tienen intereses similares pero también quieren mantener su ventaja competitiva. Al compartir predicciones, las empresas pueden mejorar su toma de decisiones. Un buen ejemplo serían dos bancos que quieren predecir incumplimientos de préstamos. Al saber lo que predice el otro banco, cada uno puede mejorar sus propias predicciones.
Sin embargo, hay preguntas que deben ser respondidas: ¿Por qué querrían las empresas compartir sus predicciones? ¿Y cuándo tendría sentido hacerlo? Nuestra investigación divide esto en dos fases principales: la Fase de Entrenamiento y la fase de inferencia.
Fases de Entrenamiento e Inferencia
Fase de Entrenamiento: Aquí es donde las empresas construyen sus modelos usando datos históricos etiquetados. El desafío es averiguar por qué las empresas querrían compartir sus datos de entrenamiento.
Fase de Inferencia: Aquí es donde las empresas utilizan sus modelos para predecir resultados basados en nuevos datos. Aquí, investigamos por qué una empresa querría compartir sus predicciones sobre nuevos datos.
Desarrollando un Marco para el Análisis
Para responder a estas preguntas, creamos un modelo que captura ambas etapas. Cada empresa recibe una señal de entrenamiento basada en sus datos históricos. También generan predicciones de sus modelos entrenados sobre nuevos datos. También examinamos varios resultados dependiendo de cómo las empresas decidan compartir información.
Aplicando el Modelo
El siguiente paso es explorar dos situaciones específicas usando nuestro modelo:
Conocimiento Común de la Precisión del Modelo: En este escenario, ambas empresas saben qué tan precisos son sus modelos, pero no saben cómo se relacionan. Este entorno nos permite entender cómo los contratos pueden maximizar los beneficios para cada parte.
Una Empresa Tiene una Ventaja: En este caso, una firma puede descubrir mejor cuál es el mejor modelo. Saber esto puede influir en cómo se forman los contratos.
Resultados de Diferentes Contratos
Los resultados de nuestro análisis muestran que hay diferentes escenarios donde cada tipo de contrato de compartir puede ser óptimo:
Sin Compartir: Esto es mejor cuando el costo de obtener una predicción incorrecta es igual a la recompensa de acertar.
Compartir Todo: Esto es ideal cuando ambas empresas tienen la misma precisión y pueden beneficiarse mutuamente de los modelos del otro.
Compartir Entrenamiento: Esto funciona mejor cuando las empresas pueden actuar independientemente, especialmente cuando sus modelos no están muy correlacionados.
Compartir Inferencia: Esta estructura es particularmente útil cuando una empresa puede predecir resultados eficazmente incluso sin conocer los datos de entrenamiento de la otra.
Aplicación Práctica de los Conceptos
Ilustramos nuestras ideas usando una simulación basada en datos reales de préstamos. Cada empresa entrena un modelo basado en las características a las que tiene acceso. Luego predicen resultados usando sus modelos sobre nuevos datos.
Nuestros hallazgos sugieren que el rendimiento varía según qué contrato de compartir esté en vigor. Las empresas pueden optar por actuar según las señales disponibles de sus modelos, lo que puede llevar a diferentes resultados dependiendo de la estructura del contrato.
Racionalidad Individual y la Optimización de Pareto
El Papel de laEn nuestro trabajo, definimos dos conceptos importantes:
Racionalidad Individual: Un contrato solo es aceptable si cada empresa haría al menos lo mismo bajo el nuevo contrato en comparación con no compartir en absoluto.
Optimización de Pareto: Un contrato es óptimo de Pareto si no existe otro contrato que haga a una empresa mejor sin empeorar a la otra.
Superando Barreras para Compartir Datos
Para que las empresas compartan datos con éxito, deben abordar preocupaciones comunes, como cómo proteger sus intereses competitivos y la privacidad de sus usuarios. Se han propuesto varios métodos para abordar estos problemas, incluyendo empresas especializadas que ayudan a identificar usuarios en diferentes plataformas.
Conclusión
Nuestro estudio enfatiza el valor de compartir predicciones entre firmas competidoras. Al distinguir entre compartir entrenamiento e inferencia, proporcionamos una comprensión más clara de las condiciones bajo las cuales el compartir puede ser beneficioso. Los conocimientos obtenidos de este marco pueden ayudar a las empresas a tomar decisiones informadas sobre el compartir datos en un entorno competitivo.
Direcciones Futuras de Investigación
Esta investigación abre varias avenidas para futuras indagaciones:
- ¿Qué pasa si las empresas tienen diferentes creencias sobre la precisión de sus modelos?
- ¿Cómo podrían los incentivos monetarios jugar un papel en los contratos de compartir datos?
- ¿Cómo pueden las empresas diseñar contratos que se alineen con sus objetivos estratégicos mientras promueven la cooperación?
Al explorar estas preguntas, podemos obtener una comprensión más profunda de la economía del compartir datos en el mercado actual.
Resumen de Hallazgos Clave
- Diferentes contratos para compartir predicciones pueden generar resultados variados para empresas competidoras.
- Es crucial distinguir entre compartir entrenamiento e inferencia para entender las implicaciones completas del compartir datos.
- Al implementar modelos predictivos y compartir datos de manera juiciosa, las empresas pueden mejorar su capacidad de toma de decisiones y mejorar su rendimiento general.
Implicaciones para la Práctica
Las empresas que manejan datos deberían considerar desarrollar contratos que abarquen tanto compartir entrenamiento como inferencia donde sea aplicable. La capacidad de evaluar con precisión sus propias predicciones y las de los demás puede conducir a ventajas significativas en entornos competitivos.
Título: Prediction-sharing During Training and Inference
Resumen: Two firms are engaged in a competitive prediction task. Each firm has two sources of data -- labeled historical data and unlabeled inference-time data -- and uses the former to derive a prediction model, and the latter to make predictions on new instances. We study data-sharing contracts between the firms. The novelty of our study is to introduce and highlight the differences between contracts that share prediction models only, contracts to share inference-time predictions only, and contracts to share both. Our analysis proceeds on three levels. First, we develop a general Bayesian framework that facilitates our study. Second, we narrow our focus to two natural settings within this framework: (i) a setting in which the accuracy of each firm's prediction model is common knowledge, but the correlation between the respective models is unknown; and (ii) a setting in which two hypotheses exist regarding the optimal predictor, and one of the firms has a structural advantage in deducing it. Within these two settings we study optimal contract choice. More specifically, we find the individually rational and Pareto-optimal contracts for some notable cases, and describe specific settings where each of the different sharing contracts emerge as optimal. Finally, in the third level of our analysis we demonstrate the applicability of our concepts in a synthetic simulation using real loan data.
Autores: Yotam Gafni, Ronen Gradwohl, Moshe Tennenholtz
Última actualización: 2024-03-26 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2403.17515
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.17515
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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