Affrontare il bias nei sistemi di intelligenza artificiale
Esaminando l'impatto dei pregiudizi nell'IA e la necessità di giustizia.
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Indice
I sistemi di Intelligenza Artificiale (IA) non sono neutrali di default. Possono portare con sé dei pregiudizi dai dati su cui sono stati addestrati, il che può portare a risultati ingiusti, specialmente quando interagiscono con le persone. Per esempio, l'IA usata nel riconoscimento facciale può identificare erroneamente individui innocenti come sospetti, oppure i sistemi di credito sociale possono discriminare in base a dati distorti.
Il Problema del Pregiudizio nell'IA
Nel mondo dell'IA, il pregiudizio può avere diverse origini. Una questione principale è il pregiudizio nei dati. Se i dati usati per addestrare un sistema di IA sono difettosi, anche i risultati dell'IA saranno probabilmente difettosi. Questo può perpetuare stereotipi e discriminazioni, causando danni reali a certe persone o gruppi. Ad esempio, nella classificazione di genere, molti sistemi di IA fanno fatica a identificare correttamente individui non binari o transgender a causa della loro dipendenza da una comprensione binaria del genere.
Inoltre, i sistemi di IA confondono spesso il sesso biologico con il genere, portando a classificazioni imprecise e marginalizzando ulteriormente alcune identità. Questo evidenzia la necessità di giustizia nell'IA, che è spesso un concetto complesso e dipendente dal contesto.
Definire la Giustizia nell'IA
La giustizia nell'IA può essere vista da due angolazioni: giustizia individuale e giustizia di gruppo. La giustizia individuale significa trattare individui simili allo stesso modo, assicurandosi che le decisioni prese dai sistemi di IA non discriminino in base a criteri ingiusti. La giustizia di gruppo si concentra sul garantire che diversi gruppi ricevano trattamenti simili, specialmente per i gruppi storicamente svantaggiati.
Identificare cosa costituisce giustizia può essere difficile, poiché le definizioni variano e spesso sono in conflitto tra loro. Tuttavia, l'obiettivo rimane quello di eliminare il pregiudizio e proteggere attributi sensibili come genere, razza o stato socioeconomico.
Tipi di Pregiudizio nei Sistemi di IA
Ci sono diversi tipi di pregiudizio che possono influenzare i sistemi di IA, tra cui:
- Pregiudizio Comportamentale: Si verifica quando il comportamento degli utenti porta alla loro esclusione dai dataset.
- Pregiudizio Storico: Pregiudizi culturali precedenti possono influenzare la raccolta e l'etichettatura dei dati, causando discriminazione sistematica.
- Pregiudizio da Intervallo di Tempo: La raccolta dei dati in un arco di tempo limitato può far sì che i dati non siano rappresentativi dello stato attuale delle cose.
- Pregiudizio da Errata Classificazione: Nasce quando i punti dati sono etichettati in modo errato, portando a risultati difettosi.
Ciascuno di questi pregiudizi può avere un impatto significativo sulla qualità dei sistemi di IA, portando a un trattamento diseguale degli individui in base alle loro identità.
L'Importanza delle Dimensioni della Qualità dei Dati
Affrontare il pregiudizio richiede un focus sulla qualità dei dati. Per essere giusti, i sistemi di IA devono essere costruiti su dati di alta qualità, che siano accurati, completi e tempestivi. Ecco alcune dimensioni della qualità dei dati che possono aiutare a raggiungere questo obiettivo:
1. Accuratezza
L'accuratezza si riferisce a quanto un punto dati sia vicino al valore reale che rappresenta. Ad esempio, se un dataset classifica erroneamente il genere di un individuo, questa etichettatura errata può portare a risultati distorti. È fondamentale che i sistemi di IA siano addestrati su dati etichettati in modo accurato.
2. Completezza
La completezza misura se tutti i dati necessari sono presenti. Un dataset dovrebbe includere tutte le caratteristiche rilevanti, assicurando che gli individui siano classificati in base a ogni aspetto applicabile della loro identità. Ad esempio, se un dataset manca delle categorie di genere non binarie, non riesce a rappresentare una parte significativa della popolazione.
3. Tempestività
La tempestività riguarda quanto i dati siano attuali rispetto agli eventi che rappresentano. In alcuni casi, l'identità di un individuo può cambiare nel tempo. Affinché un sistema di IA sia giusto, deve aggiornare la sua comprensione basandosi sui dati più recenti, riconoscendo che le etichette possono cambiare.
4. Coerenza
La coerenza verifica se i dati seguono regole e definizioni stabilite attraverso il dataset. È cruciale che casi simili siano trattati in modo simile, evitando discrepanze nel modo in cui gli individui sono classificati.
Sfide nell'Implementare un'IA Giusta
Nonostante la comprensione di queste dimensioni, implementare un'IA giusta rimane una sfida. Ad esempio, la maggior parte dei sistemi di IA è stata progettata con un concetto binario di genere, ignorando le identità non binarie e transgender. Questa limitazione può derivare dalle assunzioni alla base di come il genere viene percepito e categorizzato.
Per creare sistemi di IA giusti, gli sviluppatori devono riesaminare queste assunzioni fondamentali. Questo include riconoscere il genere come un'identità fluida anziché una categoria fissa e garantire che i sistemi di IA siano abbastanza flessibili da adattarsi a definizioni diverse di genere.
Affrontare le Lacune nei Sistemi di IA Attuali
Per costruire sistemi di IA più equi, è essenziale migliorare il nostro approccio alla qualità dei dati. Ecco alcuni suggerimenti:
A. Espandere le Etichette di Classificazione
Innanzitutto, i set di etichette utilizzati nella classificazione devono essere ampliati. Questo comporta l'aggiunta di classificazioni per identità non binarie e transgender. Riconoscendo una gamma più ampia di identità, i sistemi di IA possono meglio riflettere la diversità degli individui che mirano a classificare.
B. Incorporare il Tempo nell'Analisi dei Dati
In secondo luogo, è cruciale incorporare la tempestività nell'analisi dei dati. I sistemi di IA devono essere progettati per considerare come le identità cambiano nel tempo. Questo significa sviluppare modelli che tengano conto della fluidità del genere, permettendo alle etichette di cambiare man mano che gli individui esprimono le loro identità.
C. Monitorare i Pregiudizi Emergenti
Infine, dovrebbe esserci un monitoraggio continuo dei sistemi di IA per controllare i pregiudizi emergenti. Man mano che le norme sociali evolvono, anche le definizioni di giustizia e uguaglianza possono cambiare. I sistemi di IA dovrebbero essere aggiornati regolarmente per riflettere queste evoluzioni e per evitare di perpetuare pregiudizi obsoleti.
Conclusione
Creare sistemi di IA giusti è una sfida multifaccettata che richiede un'attenzione attenta alla qualità dei dati. Comprendere e migliorare dimensioni come accuratezza, completezza, tempestività e coerenza può aiutare a mitigare il pregiudizio negli algoritmi di IA. Mentre ci impegniamo per un'IA che tratti tutti gli individui in modo giusto, dobbiamo riconoscere che la giustizia non è solo una sfida tecnica, ma anche culturale.
Nel cercare la giustizia, possiamo iniziare a smantellare le strutture che perpetuano la discriminazione, assicurando che l'IA serva tutti gli individui in modo equo e giusto.
Titolo: Data quality dimensions for fair AI
Estratto: Artificial Intelligence (AI) systems are not intrinsically neutral and biases trickle in any type of technological tool. In particular when dealing with people, the impact of AI algorithms' technical errors originating with mislabeled data is undeniable. As they feed wrong and discriminatory classifications, these systems are not systematically guarded against bias. In this article we consider the problem of bias in AI systems from the point of view of data quality dimensions. We highlight the limited model construction of bias mitigation tools based on accuracy strategy, illustrating potential improvements of a specific tool in gender classification errors occurring in two typically difficult contexts: the classification of non-binary individuals, for which the label set becomes incomplete with respect to the dataset; and the classification of transgender individuals, for which the dataset becomes inconsistent with respect to the label set. Using formal methods for reasoning about the behavior of the classification system in presence of a changing world, we propose to reconsider the fairness of the classification task in terms of completeness, consistency, timeliness and reliability, and offer some theoretical results.
Autori: Camilla Quaresmini, Giuseppe Primiero
Ultimo aggiornamento: 2024-12-04 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2305.06967
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.06967
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.
Link di riferimento
- https://orcid.org/0000-0002-6474-1284
- https://orcid.org/0000-0003-3264-7100
- https://github.com/Trusted-AI/AIF360
- https://github.com/dssg/aequitas
- https://github.com/cleanlab/cleanlab
- https://l7.curtisnorthcutt.com/cleanlab-python-package
- https://github.com/cgnorthcutt/rankpruning
- https://www.nist.gov/itl/products-and-services/color-feret-database