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Cadre de ressources personnalisé pour l'apprentissage automatique

Une nouvelle méthode améliore la prise de décision personnalisée dans les systèmes d'apprentissage automatique.

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Ces dernières années, l'apprentissage automatique a été largement utilisé dans divers domaines pour soutenir les processus de prise de décision. Ces décisions peuvent avoir un impact significatif sur la vie des gens, surtout dans des domaines cruciaux comme le recrutement, les approbations de prêts et les diagnostics médicaux. C'est pourquoi il est essentiel de créer des méthodes qui peuvent expliquer les prédictions faites par ces modèles. Par exemple, si un candidat à un emploi reçoit un refus, il devrait être informé des raisons derrière cela et comment améliorer ses chances à l'avenir. De même, dans le domaine de la santé, si quelqu'un reçoit un avertissement sur un risque potentiel pour sa santé, il doit comprendre pourquoi et quelles mesures il peut prendre pour y remédier.

Une approche qui a gagné du terrain est ce qu'on appelle le Recours Algorithmique. Cela implique de recommander des actions que les individus peuvent entreprendre pour surmonter les prédictions négatives des modèles d'apprentissage automatique. Ces suggestions, souvent appelées recours, devraient être personnalisées. Par exemple, un candidat à un emploi pourrait être conseillé d'obtenir des qualifications supplémentaires, tandis qu'un patient pourrait recevoir des Recommandations de mode de vie pour réduire les risques pour sa santé. Il est important que les actions suggérées soient valides, c'est-à-dire que si quelqu'un suit les recommandations, il devrait obtenir un résultat plus favorable.

Le défi du recours personnalisé

Actuellement, la plupart des méthodes pour générer du recours supposent que tout le monde a la même compréhension des Coûts associés aux actions qu'ils peuvent entreprendre. Cependant, en réalité, les gens ont des Préférences différentes qui façonnent leur compréhension de ces coûts. Cela signifie que même deux individus ayant des parcours similaires peuvent préférer des suggestions différentes face à la même situation. Reconnaître et traiter ces préférences distinctes est crucial pour fournir des options de recours efficaces et réalistes.

Pour relever ce défi, les chercheurs ont proposé des systèmes qui apprennent les préférences d'un individu en lui posant des questions sur des actions potentielles. Ce processus d'apprentissage implique souvent une série de tours de questions-réponses, ce qui aide à créer une meilleure image de ce que le sujet valorise. Après avoir recueilli ces informations, le système génère alors des recommandations plus adaptées aux préférences de l'individu.

Cadre d'apprentissage des préférences

Le cadre proposé pour l'apprentissage des préférences comporte deux étapes principales : poser des questions pour comprendre les préférences individuelles, puis utiliser ces informations pour générer des recommandations personnalisées. Le cadre commence par un ensemble d'actions potentielles que le sujet peut entreprendre. Grâce à des questions soigneusement posées, le système affine ce qu'il sait sur les préférences de l'individu et les coûts associés à chaque action.

Dans la première étape, le cadre identifie des paires d'actions potentielles et demande à l'individu de les comparer. En fonction de leurs réponses, le système apprend quelles actions sont préférées et lesquelles sont moins favorables. Ce processus itératif permet progressivement de restreindre l'ensemble des coûts possibles. Le système continue de poser des questions jusqu'à ce qu'un nombre prédéterminé d'interrogations soit atteint. Une fois terminé, l'ensemble final d'informations est utilisé pour générer des recommandations personnalisées.

La deuxième étape consiste à créer des recommandations de recours basées sur la compréhension mise à jour des préférences de l'individu. Le système peut utiliser différentes méthodes en fonction de ce qui est connu sur le modèle d'apprentissage automatique sous-jacent. Par exemple, si les détails du modèle sont entièrement connus, une méthode basée sur l'information du gradient pourrait être utilisée. Sinon, une approche basée sur des graphes peut aider à décrire une séquence d'actions pour obtenir un résultat souhaité.

Traitement des incohérences

La prise de décision humaine est intrinsèquement compliquée et peut être incohérente. Par exemple, une personne peut classer deux options d'une certaine manière dans un cas et ensuite changer de préférence plus tard. Pour accommoder ces incohérences, le cadre peut tolérer un certain niveau de divergence dans les réponses. Lorsque des incohérences sont détectées, le système peut ajuster les questions qu'il pose ou la façon dont il interprète les réponses, garantissant une compréhension plus précise des préférences.

De plus, le cadre peut également être adapté pour permettre aux individus de choisir parmi plusieurs options plutôt que d'être limités à des paires. Cela peut fournir des informations plus riches sur les préférences et améliorer l'efficacité du processus d'apprentissage.

Les avantages de l'approche

Le cadre d'apprentissage des préférences présente plusieurs avantages. Tout d'abord, il permet une approche plus personnalisée de la prise de décision en reflétant véritablement les goûts et préférences individuels. Au lieu d'offrir une solution universelle, il adapte les recommandations aux besoins uniques de chaque sujet.

Deuxièmement, l'approche itérative pour l'extraction des préférences peut mener à de meilleurs résultats. Au fur et à mesure que plus d'informations sont recueillies, les recommandations deviennent de plus en plus en phase avec ce que l'individu valorise. Cela peut améliorer la probabilité que les sujets trouvent les suggestions utiles et réalisables.

Troisièmement, l'incorporation de flexibilité pour traiter les incohérences et la capacité de poser des questions à options multiples renforcent la robustesse du cadre. Cela signifie que le système peut mieux gérer les complexités des préférences humaines.

Évaluation expérimentale

Pour évaluer l'efficacité du cadre proposé, diverses expériences ont été menées. Ces expériences visent à comparer la performance de la nouvelle méthode par rapport aux approches existantes à travers différents ensembles de données, y compris des données synthétiques et réelles.

L'évaluation a examiné divers indicateurs pour mesurer le succès. La Validité était l'un des indicateurs clés, indiquant si les recommandations faites par le cadre mèneraient à un résultat favorable si elles étaient suivies. Le coût a également été analysé, car une recommandation plus efficace devrait engendrer moins de dépenses pour l'individu prenant l'action. Enfin, le rang moyen des actions recommandées a été pris en compte, reflétant à quel point le système alignait ses suggestions avec les véritables préférences.

Les résultats ont montré que le cadre d'apprentissage des préférences surpassait effectivement les méthodes établies, notamment en ce qui concerne le coût du recours et la validité de ses recommandations. En s'adaptant aux préférences individuelles, le cadre a pu fournir des suggestions contextuellement pertinentes et pratiques.

Conclusion

Le cadre d'apprentissage des préférences pour générer un recours personnalisé représente une avancée significative dans le domaine de l'apprentissage automatique. En comprenant les coûts uniques associés aux actions individuelles, le système peut fournir des suggestions adaptées qui améliorent les processus de prise de décision. Cette approche prend en compte les complexités des préférences humaines et traite les incohérences potentielles, menant à des résultats plus efficaces.

Alors que le recours algorithmique devient de plus en plus important dans divers domaines, ce cadre offre une voie prometteuse pour améliorer la qualité des recommandations faites par les systèmes d'apprentissage automatique. En continuant à affiner et à développer ces méthodes, nous pouvons améliorer l'expérience globale des utilisateurs et accroître la confiance dans les systèmes de prise de décision automatisée.

En regardant vers l'avenir, d'autres recherches pourraient explorer l'intégration de ce cadre avec des méthodes et technologies supplémentaires, élargissant encore son applicabilité et son efficacité. De plus, alors que les préoccupations en matière de confidentialité continuent d'augmenter, les travaux futurs pourraient se concentrer sur la garantie que ces systèmes restent respectueux de la vie privée des individus tout en maintenant leur efficacité.

Grâce à des développements et des améliorations continues, nous pouvons veiller à ce que les systèmes d'apprentissage automatique deviennent plus que de simples outils de prise de décision : ils peuvent devenir des partenaires de confiance pour obtenir de meilleurs résultats pour les individus et la société dans son ensemble.

Source originale

Titre: Cost-Adaptive Recourse Recommendation by Adaptive Preference Elicitation

Résumé: Algorithmic recourse recommends a cost-efficient action to a subject to reverse an unfavorable machine learning classification decision. Most existing methods in the literature generate recourse under the assumption of complete knowledge about the cost function. In real-world practice, subjects could have distinct preferences, leading to incomplete information about the underlying cost function of the subject. This paper proposes a two-step approach integrating preference learning into the recourse generation problem. In the first step, we design a question-answering framework to refine the confidence set of the Mahalanobis matrix cost of the subject sequentially. Then, we generate recourse by utilizing two methods: gradient-based and graph-based cost-adaptive recourse that ensures validity while considering the whole confidence set of the cost matrix. The numerical evaluation demonstrates the benefits of our approach over state-of-the-art baselines in delivering cost-efficient recourse recommendations.

Auteurs: Duy Nguyen, Bao Nguyen, Viet Anh Nguyen

Dernière mise à jour: 2024-02-22 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2402.15073

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.15073

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

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