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Repensando a Tomada de Decisão em Aprendizado de Máquina

Um novo modelo analisa como a incerteza influencia o comportamento nas decisões.

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Sistemas de aprendizado de máquina estão cada vez mais sendo usados pra tomar decisões sobre pessoas com base nas suas características ou comportamentos. Às vezes, as pessoas tentam mudar suas características pra ter resultados melhores desses sistemas. Por exemplo, elas podem realmente se esforçar pra melhorar suas habilidades ou tentar enganar o sistema alterando suas informações.

No passado, os pesquisadores focaram principalmente em dois tipos de comportamento: melhoria genuína e Manipulação. A maioria dos estudos assumiu que as pessoas conseguem prever com precisão os resultados das suas ações e que podem ajustar suas características livremente, desde que consigam arcar com os custos envolvidos. Mas isso nem sempre acontece na vida real.

Esse artigo aborda uma situação diferente onde as pessoas não sabem como suas ações vão terminar. Em vez disso, elas podem tentar imitar as características bem-sucedidas de outros pra ganhar favor, mas os resultados dessas tentativas são incertos. O objetivo aqui é olhar pra interação entre as pessoas e o Tomador de decisão, especificamente como a capacidade do tomador de decisão de prever o comportamento individual impacta seus objetivos.

O Problema

Quando as pessoas enfrentam decisões que envolvem algoritmos, elas costumam agir de maneiras que acham que vão ajudá-las a alcançar um resultado desejado. Isso é especialmente verdadeiro em áreas como admissões em faculdades, aplicações de emprego e aprovações de empréstimos. Nesses cenários, as pessoas podem tentar manipular seus perfis ou melhorar suas qualificações.

Imagina admissões em faculdades, onde os estudantes podem aumentar suas notas nos testes. Eles podem ter uma razão legítima, como estudar bastante, ou podem recorrer a trapaças. A dificuldade surge porque as pessoas podem não saber o estado exato de suas características originais ou como suas tentativas de mudá-las serão percebidas pelos tomadores de decisão.

Essencialmente, os estudos existentes que focam no comportamento estratégico não abordam adequadamente esses cenários da vida real. Pra preencher essa lacuna, esse artigo propõe um modelo que leva em conta a incerteza em torno do comportamento individual e a imprevisibilidade dos resultados.

A Estrutura

Esse modelo usa uma abordagem da teoria dos jogos pra entender a relação entre as pessoas tentando ajustar suas características e os tomadores de decisão que estabelecem políticas. Ele reconhece que as pessoas agem com base em probabilidades e não em certezas.

O modelo diferencia entre dois tipos de tomadores de decisão: estratégicos e não estratégicos. Um tomador de decisão estratégico entende que as pessoas podem mudar seu comportamento com base no que esperam que aconteça. Por outro lado, um tomador de decisão não estratégico opera sem considerar essas potenciais mudanças de comportamento.

Componentes Principais

Indivíduos e Suas Ações

Nesse artigo, cada indivíduo é definido por características observáveis, como notas em testes ou experiência de trabalho, e rótulos ocultos que representam seu status de qualificação. O status de qualificação pode indicar que o indivíduo é não qualificado ou qualificado. Essas características desempenham um papel crucial no comportamento das pessoas em resposta aos tomadores de decisão.

As pessoas podem tomar ações específicas, incluindo manipulação (tentando enganar) ou melhoria (aprimorando legitimamente suas qualificações). Os resultados dessas ações podem levar a mudanças nas distribuições de características, ou seja, as características das pessoas que respondem às políticas do tomador de decisão provavelmente vão mudar.

Processo de Tomada de Decisão

O tomador de decisão tem um objetivo específico: maximizar sua Utilidade esperada tomando as melhores decisões sobre quem aceitar ou rejeitar com base nas características dos indivíduos. Fatores como os custos que as pessoas enfrentam ao manipular ou melhorar suas qualificações também são considerados nesse processo.

A estratégia do tomador de decisão é importante porque influencia como as pessoas respondem. O modelo apresenta uma estrutura que permite ao tomador de decisão prever como as pessoas provavelmente vão agir com base em seus limiares de aceitação ou rejeição.

Entendendo o Comportamento Individual

As pessoas não operam em um vácuo. Suas escolhas são influenciadas pelas suas percepções da situação e pelo conhecimento que têm dos resultados dos outros. Por exemplo, se elas veem outras pessoas alcançando sucesso, podem optar por imitar essas características pra melhorar suas chances de receber uma decisão favorável.

Manipulação e melhoria são dois lados da mesma moeda, mas trazem resultados diferentes pro tomador de decisão. Enquanto a manipulação pode ser detectada, a melhoria visa mudar as características de forma positiva. O tomador de decisão precisa ponderar os benefícios em relação às possíveis perdas associadas a cada ação.

O Impacto do Conhecimento Prévio da Decisão

Um aspecto crucial é o quanto os tomadores de decisão podem antecipar os comportamentos dos indivíduos. Ao adotar uma abordagem estratégica, um tomador de decisão pode prever o tipo de ações que as pessoas vão tomar, ajustando suas políticas de acordo. Isso contrasta com uma abordagem não estratégica onde os tomadores de decisão não consideram o comportamento individual.

O modelo propõe que um tomador de decisão que entende o comportamento individual pode alinhar melhor suas políticas pra maximizar a utilidade. A diferença entre as abordagens estratégica e não estratégica pode ser dividida em três categorias relacionadas ao comportamento individual e seus efeitos na tomada de decisão:

  1. Benefícios das Melhorias bem-sucedidas: A vantagem adicional que um tomador de decisão ganha quando os indivíduos conseguem melhorar suas qualificações.

  2. Perdas das melhorias fracassadas: As perdas incorridas quando os indivíduos não conseguem melhorar suas qualificações, resultando em nenhuma mudança no seu status de qualificação, mas mudanças em suas características.

  3. Perdas pela manipulação: As perdas que surgem quando as pessoas manipulam suas características com sucesso, mas continuam não qualificadas.

Essa divisão ajuda a visualizar como as ações das pessoas impactam a utilidade do tomador de decisão.

Ajustando Preferências e Justiça

O modelo ainda explora como os tomadores de decisão podem ajustar suas preferências pra promover comportamentos específicos entre os indivíduos. Ao mexer na importância de cada comportamento-manipulação e melhoria-eles podem influenciar diretamente as respostas das pessoas.

Quando os tomadores de decisão priorizam a melhoria em relação à manipulação, as pessoas terão mais inclinação pra melhorar suas qualificações. Essa mudança também pode levar a resultados mais justos entre diferentes grupos sociais, abordando questões de viés e desigualdade.

Implicações Práticas

Em cenários do mundo real, as implicações dessa estrutura podem ser significativas. Ao entender como ajustar as preferências de forma eficaz, os tomadores de decisão podem promover resultados melhores não só pra eles, mas pra indivíduos de várias origens.

Por exemplo, em decisões de admissões, essa abordagem pode ajudar a garantir que as pessoas sejam avaliadas com base em seus méritos em vez de táticas manipuladoras. Além disso, políticas projetadas pra incentivar melhorias genuínas podem levar a uma população mais qualificada, beneficiando a comunidade como um todo.

Conclusão

O modelo apresentado aqui oferece uma nova perspectiva sobre como as pessoas interagem com sistemas de tomada de decisão. Ao considerar as incertezas e comportamentos estratégicos exibidos pelos indivíduos, essa estrutura pode ajudar a desenhar melhores políticas de decisão que sejam mais equitativas e justas.

No final, o objetivo é criar sistemas que reconheçam a complexidade do comportamento humano enquanto ainda alcançam resultados desejados tanto pros tomadores de decisão quanto pros indivíduos. Seja aplicado a admissões em faculdades, aplicações de emprego ou aprovações de empréstimos, essa estrutura tem o potencial de transformar a forma como pensamos sobre classificação estratégica em aprendizado de máquina.

Fonte original

Título: Learning under Imitative Strategic Behavior with Unforeseeable Outcomes

Resumo: Machine learning systems have been widely used to make decisions about individuals who may behave strategically to receive favorable outcomes, e.g., they may genuinely improve the true labels or manipulate observable features directly to game the system without changing labels. Although both behaviors have been studied (often as two separate problems) in the literature, most works assume individuals can (i) perfectly foresee the outcomes of their behaviors when they best respond; (ii) change their features arbitrarily as long as it is affordable, and the costs they need to pay are deterministic functions of feature changes. In this paper, we consider a different setting and focus on imitative strategic behaviors with unforeseeable outcomes, i.e., individuals manipulate/improve by imitating the features of those with positive labels, but the induced feature changes are unforeseeable. We first propose a Stackelberg game to model the interplay between individuals and the decision-maker, under which we examine how the decision-maker's ability to anticipate individual behavior affects its objective function and the individual's best response. We show that the objective difference between the two can be decomposed into three interpretable terms, with each representing the decision-maker's preference for a certain behavior. By exploring the roles of each term, we theoretically illustrate how a decision-maker with adjusted preferences may simultaneously disincentivize manipulation, incentivize improvement, and promote fairness. Such theoretical results provide a guideline for decision-makers to inform better and socially responsible decisions in practice.

Autores: Tian Xie, Zhiqun Zuo, Mohammad Mahdi Khalili, Xueru Zhang

Última atualização: 2024-10-29 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2405.01797

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2405.01797

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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