AIのバイアス:スティグマのあるグループへの影響
AI言語モデルがどのように疎外されたコミュニティに対する偏見を反映しているかを調査する。
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目次
人工知能(AI)が普及してきてるから、こういうシステムが特定のグループにどう影響するかを考えることが大事だよね。研究によると、特に言語を扱うAIモデルは、社会のステレオタイプを反映するバイアスを持っていることがあるんだ。この記事では、アメリカでの93の異なるスティグマを持つグループに対するバイアスを調べてみるよ。これらのグループには、障害や病気、メンタルヘルスの問題など、社会がネガティブに見がちな状況にある人たちが含まれるかもしれない。
スティグマを持つグループって何?
スティグマを持つグループは、特定の特徴によって社会から非難や差別を受ける人たちで、これが仕事、教育、社交の場でのネガティブな結果につながることがあるんだ。これには、障害を持つ人、メンタル疾患を抱えた人、特定の宗教グループ、LGBTQ+コミュニティの人たちが含まれるかも。スティグマがあると、社会に完全に参加できなくなって、生活の質に影響が出るんだよね。
言語モデルの役割
チャットボットやコンテンツモデレーションみたいなアプリで使われてる言語モデルは、テキストを分析して生成するんだ。これらのモデルは、本や記事、SNSなどの膨大なデータでトレーニングされてるけど、人間が書いたテキストから学ぶから、その中にあるバイアスを引き継いじゃうことがあるの。だから、スティグマを持つグループが含まれてるテキストを分析したり分類したりする時に、ネガティブなステレオタイプを反映したり強化したりすることがあるんだ。
言語モデルのバイアス調査
この研究は、言語モデルが93のスティグマを持つグループを29の非スティグマ条件と比べてどう扱うかを調べることに焦点を当ててるよ。6つの異なる言語モデルがこれらのグループに関連したプロンプトにどう反応するかを見てるんだ。目的は、プロンプトにスティグマ条件が含まれてるかどうかで、モデルが生成する回答や分類に大きな違いがあるかどうかを確認することなんだ。
6つの言語モデルって何?
この研究で評価されたのは、サイズやトレーニングされたデータが異なる6つの言語モデルだよ。これらは以下の通り:
- RoBERTa-base
- RoBERTa-large
- BERTweet-base
- BERTweet-large
- DistilBERT
- XLNet-large
それぞれのモデルは、周りの単語に基づいて文章内で次に来る単語を理解するための独自のアプローチを持ってるんだ。
評価に使った方法
これらのモデルのバイアスを評価するために、研究者たちは「ソーシャルディスタンススケール」っていう心理的ツールに基づいたプロンプトを作成したんだ。このスケールは、スティグマを持つグループの人とどれだけ交流したいかを測るもので、研究者たちはこのスケールの質問を修正して、モデルが欠けた単語を予測するための文を作ったんだ("
スティグマのあるプロンプトとないプロンプトで、モデルがネガティブな単語を生成する頻度を比べることで、各モデルにおけるバイアスのレベルを測ることができたんだ。
研究の結果
結果として、スティグマ条件が含まれるプロンプトの場合、モデルはネガティブな単語を予測する確率がかなり高くなることがわかったよ。平均して、スティグマのあるグループを言及したプロンプトでネガティブな単語を生成する確率は、そうでないものより約20%高かったんだ。このパターンは評価されたすべての6つのモデルにおいて確認されたよ。
プロンプトへの反応評価に加えて、研究ではこれらのモデルがどのように感情を分類するかも調べてる。感情分類は、テキストがポジティブ、ネガティブ、またはニュートラルな感情を持つかどうかを判断することを含むんだ。結果として、スティグマ条件を含むテキストを分類する際、言語モデルはそれをネガティブとしてラベル付けする可能性が高くなることが示されたんだ。
スティグマ条件に関する個別の結果
スティグマ条件を具体的に調べると、以下のことがわかったよ:
- 疾病やメンタルヘルスに関連する条件は、ネガティブに分類される確率が最も高かった。
- 教育の状況、特に「高校教育未満」みたいなフレーズは、一貫してネガティブな分類を受けてた。
- 肉体的特徴に関連するスティグマ条件も、頻繁にネガティブにラベル付けされてた。
例えば、障害やメンタルヘルスの問題に関するフレーズが含まれるプロンプトは、モデルから多くのネガティブな感情分類を受けてたんだ。
モデルと感情分類器の相関関係
さらに、研究では言語モデルで見られたバイアスが、その下流の感情分類タスクで検出されたバイアスと相関しているかどうかも調べたよ。強い相関関係が見つかったことで、もし言語モデルがスティグマを持つグループに対して高いバイアスを示した場合、感情分類器も似たような内容をネガティブと分類する可能性が高いことがわかったんだ。
結果の意義
言語モデルや感情分類器で見つかったバイアスは、特にこれらのモデルが実世界のアプリケーションで使われることを考えると深刻な問題を引き起こすよ。例えば、言語モデルが求人応募をスクリーニングするために使われると、特定の条件をネガティブな特性に結びつけて、スティグマを持つグループの応募者が不当に不利になる可能性がある。これが職場での差別に繋がって、社会的不平等をさらに助長しちゃうかもしれない。
また、結果はAIシステムを開発する際に注意深く考慮する必要性を強調してる。アルゴリズムがバイアスを最小限に抑え、有害なステレオタイプを強化しないように設計されることが重要なんだ。
バイアス評価の重要性
この研究は、言語モデルのバイアス評価の重要性を強調してる。バイアスを特定して対処することで、研究者や開発者は、どんな背景や状況の人でも公平で平等な機会を提供するAIシステムを作ることができるんだ。
未来の方向性
この研究の結果は、今後のいくつかの研究の道を開くものだよ。言語モデルのバイアスを軽減するために、さらなる調査が必要だね。これには、トレーニングデータセットの改善、バイアス修正技術の実装、または公平性を優先した新しいモデルの設計が含まれるかもしれない。
さらに、この研究をアメリカの文脈を超えて広げることも重要だよ。違う文化ではスティグマを持つグループの見方が違うかもしれなくて、これを理解することでAIのバイアスへのより包括的なアプローチができると思う。
研究者は感情分類以外の他の下流タスクについても調べるべきだね。質問応答、テキスト生成、機械翻訳などの分野でも、慎重な分析が必要なバイアスがあるかもしれないから。
結論
AI技術の急速な進歩は、言語モデルのバイアスに取り組む必要性を浮き彫りにしてるよ。これらのシステムが社会のさまざまな面にますます統合される中で、スティグマを持つグループに対する扱いを理解することが重要なんだ。この研究は、継続的な評価の基盤を提供し、疎外されたコミュニティの機会を阻害するのではなく、増やすようなより公平なAIシステムの開発に役立つんだ。バイアスの削減に対するコミットメントを進めることで、AIがすべての人に等しく利益をもたらす未来に向かって進むことができるんだよ。
タイトル: Bias Against 93 Stigmatized Groups in Masked Language Models and Downstream Sentiment Classification Tasks
概要: The rapid deployment of artificial intelligence (AI) models demands a thorough investigation of biases and risks inherent in these models to understand their impact on individuals and society. This study extends the focus of bias evaluation in extant work by examining bias against social stigmas on a large scale. It focuses on 93 stigmatized groups in the United States, including a wide range of conditions related to disease, disability, drug use, mental illness, religion, sexuality, socioeconomic status, and other relevant factors. We investigate bias against these groups in English pre-trained Masked Language Models (MLMs) and their downstream sentiment classification tasks. To evaluate the presence of bias against 93 stigmatized conditions, we identify 29 non-stigmatized conditions to conduct a comparative analysis. Building upon a psychology scale of social rejection, the Social Distance Scale, we prompt six MLMs: RoBERTa-base, RoBERTa-large, XLNet-large, BERTweet-base, BERTweet-large, and DistilBERT. We use human annotations to analyze the predicted words from these models, with which we measure the extent of bias against stigmatized groups. When prompts include stigmatized conditions, the probability of MLMs predicting negative words is approximately 20 percent higher than when prompts have non-stigmatized conditions. In the sentiment classification tasks, when sentences include stigmatized conditions related to diseases, disability, education, and mental illness, they are more likely to be classified as negative. We also observe a strong correlation between bias in MLMs and their downstream sentiment classifiers (r =0.79). The evidence indicates that MLMs and their downstream sentiment classification tasks exhibit biases against socially stigmatized groups.
著者: Katelyn X. Mei, Sonia Fereidooni, Aylin Caliskan
最終更新: 2023-06-08 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2306.05550
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2306.05550
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。
参照リンク
- https://www.cdc.gov/ncbddd/disabilityandhealth/infographic-disability-impacts-all.html
- https://www.nimh.nih.gov/health/statistics/mental-illness
- https://github.com/Mooniem/MLMs_bias_stigmas
- https://dl.acm.org/ccs.cfm
- https://doi.org/10.1111/josi.12208
- https://doi.org/10.48550/arxiv.2107.02137
- https://doi.org/10.48550/arxiv.1911.03064