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Modèles d'IA et l'impact des biais faciaux

Examiner comment l'IA apprend des biais humains à partir des impressions faciales.

Robert Wolfe, Aayushi Dangol, Alexis Hiniker, Bill Howe

― 8 min lire


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Table des matières

Ces dernières années, la technologie qui relie les images et le texte a beaucoup progressé. Ces modèles peuvent aider dans plein de domaines, comme décrire des images pour les personnes qui voient mal. Mais y a des inquiétudes concernant les biais dans ces modèles qui peuvent limiter leur utilisation. Cet article examine comment certains modèles apprennent des biais liés aux impressions faciales humaines et ce que ça signifie pour la technologie AI.

Qu'est-ce que les impressions faciales ?

Les impressions faciales, c'est les jugements que les gens se font sur les autres juste en se basant sur leur apparence. Les recherches montrent que les gens déduisent souvent des traits de caractère, comme la fiabilité ou la confiance, juste en regardant le visage de quelqu'un. Ces impressions peuvent avoir de vraies conséquences dans des domaines comme le recrutement, les décisions légales, et la politique.

Comment les modèles AI apprennent-ils ces biais ?

Différents modèles AI, surtout ceux qui utilisent des images et du texte, sont entraînés sur de gros ensembles de données. Certains de ces ensembles contiennent beaucoup d'images et de textes qui peuvent influencer comment les modèles AI perçoivent différents attributs. Si les données incluent des biais sociétaux, l'AI peut aussi apprendre et reproduire ces biais.

Dans ce cadre, des chercheurs ont étudié trois groupes de modèles AI pour voir comment ils apprennent ces biais et à quel point leurs jugements ressemblent à ceux des humains.

Types de modèles étudiés

  1. Modèles OpenAI : Ce sont des modèles pré-entraînés par OpenAI, connus pour leurs capacités en traitement de langue et reconnaissance d'images.

  2. Modèles FaceCLIP : Ces modèles se concentrent davantage sur l'analyse faciale et sont conçus pour améliorer la compréhension des visages humains par l'AI.

  3. Modèles Scaling : Ces modèles sont entraînés avec différentes quantités de données pour analyser comment la taille de l'ensemble de formation impacte les biais et la performance.

Principales découvertes

1. Apprentissage des biais sociétaux

La recherche a révélé que ces modèles peuvent apprendre des biais qui reflètent les points de vue sociétaux sur certains traits. Par exemple, des étiquettes comme "fiable" ou "attrayant" peuvent être influencées par les données utilisées pour entraîner ces modèles. Ça veut dire que si les données d'entraînement contiennent des perspectives biaisées, les modèles sont susceptibles de reproduire ce biais dans leurs résultats.

2. Importance de la taille de l'ensemble de données

On a aussi découvert que les ensembles de données plus grands tendent à mener à des biais plus humains dans les modèles. Quand les modèles sont entraînés sur des données plus larges et plus diverses, ils capturent mieux les biais sociaux subtils. Ça suggère que la quantité et la qualité des données d'entraînement affectent beaucoup le comportement des modèles pour refléter les impressions humaines.

3. Similarités entre humains et AI

L'étude a mis en avant que les biais dans les modèles AI montraient un certain niveau de corrélation avec les biais humains. Par exemple, des traits souvent attribués aux gens en fonction de leur apparence étaient reflétés dans les résultats des modèles. Plus il y a d'accord sociétal sur un trait (comme l'attrait), plus il y a de chances que l'AI apprenne et exprime ce biais correctement.

Implications d'utilisation

Les biais appris par ces modèles AI ont des implications cruciales pour leurs applications dans la vie réelle. S'ils sont utilisés dans des situations quotidiennes, comme le recrutement ou la reconnaissance faciale, il y a un risque qu'ils perpétuent des biais sociétaux existants. Ça pourrait mener à un traitement injuste des individus basé sur des caractéristiques subjectives influencées par des points de vue sociétaux, plutôt que sur des vérités objectives.

Comprendre le biais à travers les évaluations humaines

Pour étudier ces biais, les chercheurs ont utilisé un ensemble de données appelé One Million Impressions (OMI), qui contient des évaluations humaines de différents attributs faciaux. Ça permet de comparer comment les humains perçoivent les visages et ce que les modèles AI apprennent. En regardant à quel point les jugements de l'AI correspondent à ceux des humains, les chercheurs peuvent avoir un aperçu de l'exactitude et de l'équité des modèles.

Explorer les différences entre les modèles

Modèles OpenAI vs. FaceCLIP et Scaling

Les résultats ont montré que les modèles OpenAI et FaceCLIP produisaient souvent des résultats plus alignés avec les perceptions humaines. Cependant, les modèles entraînés sur moins de données avaient tendance à montrer moins de similarité avec les biais humains. Ça souligne l'importance du volume de données dans le façonnage de la performance de l'AI dans des tâches sensibles culturellement.

Regroupement des attributs faciaux

La recherche a utilisé une méthode appelée clustering hiérarchique pour analyser comment différents traits se regroupent. Par exemple, les attributs liés à la race et au genre étaient souvent trouvés dans des groupes similaires, reflétant comment les humains catégorisent les gens en fonction de leur apparence. Ça suggère que la façon dont les humains perçoivent ces traits peut être reflétée dans les modèles AI, augmentant ainsi l'impact des biais sociétaux.

Modèles génératifs et biais

Un autre domaine de focus était les modèles génératifs texte-vers-image, qui utilisent l'AI pour créer des images basées sur des invites de texte. Ce type de modèle a aussi montré des biais similaires à ceux trouvés dans les modèles AI précédents. Les images générées ont montré des disparités dans la représentation de différents groupes démographiques, soulevant des préoccupations sur l'équité et l'égalité dans les résultats visuels.

Le rôle du contexte culturel

Le contexte culturel, ou l'arrière-plan sociétal contre lequel les modèles sont entraînés, joue un rôle significatif dans la façon dont ces biais se manifestent. Si les données d'entraînement reflètent des perspectives biaisées ou limitées, alors le modèle est susceptible de produire des résultats qui renforcent ces vues.

Importance des Considérations Éthiques

À mesure que l'AI prend de plus en plus de responsabilités dans la vie quotidienne, surtout dans des domaines comme le recrutement et l'application de la loi, les considérations éthiques deviennent primordiales. Les résultats de cette recherche suggèrent un besoin de transparence dans les ensembles de données utilisés pour entraîner ces modèles. En étant conscient des biais potentiels, les développeurs peuvent travailler à créer des systèmes AI plus équitables et justes.

Mesurer le biais dans l'AI

Comprendre comment le biais fonctionne dans les modèles AI est vital pour améliorer leur conception et leur mise en œuvre. Ça inclut une surveillance continue des résultats et s'assurer que les ensembles de données sont diversifiés et représentatifs de diverses perspectives sociétales.

Directions futures

Les recherches futures devraient se concentrer sur le développement de stratégies pour atténuer les biais dans l'apprentissage AI. Ça pourrait impliquer de raffiner les ensembles de données, d'ajuster les méthodologies d'entraînement, et d'incorporer des boucles de rétroaction pour permettre une amélioration continue basée sur des résultats réels. L'objectif est de créer des systèmes AI qui ne se contentent pas de mimer les biais humains mais visent plutôt à l'équité et à l'exactitude.

Conclusion

L'exploration de la façon dont les modèles AI apprennent et reflètent les biais humains liés aux impressions faciales révèle des insights importants sur l'intersection de la technologie et de la société. La relation entre la taille de l'ensemble de données, le biais humain et les perceptions sociétales appelle à une attention particulière alors que nous avançons avec les applications de l'AI. L'objectif devrait être de tirer parti du potentiel de l'AI tout en s'assurant qu'elle serve d'outil pour l'équité et la justice, et non de véhicule pour perpétuer l'inégalité.

Source originale

Titre: Dataset Scale and Societal Consistency Mediate Facial Impression Bias in Vision-Language AI

Résumé: Multimodal AI models capable of associating images and text hold promise for numerous domains, ranging from automated image captioning to accessibility applications for blind and low-vision users. However, uncertainty about bias has in some cases limited their adoption and availability. In the present work, we study 43 CLIP vision-language models to determine whether they learn human-like facial impression biases, and we find evidence that such biases are reflected across three distinct CLIP model families. We show for the first time that the the degree to which a bias is shared across a society predicts the degree to which it is reflected in a CLIP model. Human-like impressions of visually unobservable attributes, like trustworthiness and sexuality, emerge only in models trained on the largest dataset, indicating that a better fit to uncurated cultural data results in the reproduction of increasingly subtle social biases. Moreover, we use a hierarchical clustering approach to show that dataset size predicts the extent to which the underlying structure of facial impression bias resembles that of facial impression bias in humans. Finally, we show that Stable Diffusion models employing CLIP as a text encoder learn facial impression biases, and that these biases intersect with racial biases in Stable Diffusion XL-Turbo. While pretrained CLIP models may prove useful for scientific studies of bias, they will also require significant dataset curation when intended for use as general-purpose models in a zero-shot setting.

Auteurs: Robert Wolfe, Aayushi Dangol, Alexis Hiniker, Bill Howe

Dernière mise à jour: 2024-08-27 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2408.01959

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2408.01959

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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