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Abordando a Justiça Espacial em Sistemas de Tomada de Decisão

Este artigo analisa o impacto da localização na justiça em sistemas de IA.

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Sistemas de tomada de decisão que usam dados têm se tornado comuns em várias áreas, especialmente em setores como habitação e seguros. Com o crescimento desses sistemas, há uma preocupação crescente sobre a justiça, principalmente em relação a como a Localização impacta as decisões. Este artigo foca na "justiça espacial", que analisa como Preconceitos relacionados a locais geográficos podem afetar indivíduos, especialmente aqueles de Grupos Protegidos, como minorias raciais ou famílias de baixa renda.

A Necessidade de Justiça Espacial

Embora já tenham sido feitos esforços para garantir a justiça na inteligência artificial (IA) em relação a características pessoais como raça e gênero, a localização muitas vezes é deixada de lado. Os locais podem revelar, sem querer, preconceitos contra características protegidas. Por exemplo, bairros historicamente segregados por raça podem ainda influenciar processos de tomada de decisão. Um exemplo claro é a indústria hipotecária, onde pessoas de certas áreas podem enfrentar Discriminação por causa da correlação histórica entre localização e raça.

O argumento aqui é que a justiça também deve considerar questões baseadas na localização. Práticas históricas como o "redlining", que negava serviços financeiros a bairros específicos com base na composição racial, continuam a ter efeitos hoje em dia. Mesmo quando existem leis para prevenir a discriminação, preconceitos podem persistir por meios indiretos, como a influência da localização na tomada de decisão.

Contexto Legal

Nos EUA, existem duas formas principais de discriminação: tratamento desigual e impacto desigual. O tratamento desigual refere-se à discriminação intencional, enquanto o impacto desigual se refere à discriminação não intencional que ainda pode resultar em resultados injustos para grupos protegidos. Leis foram criadas para proteger as pessoas de discriminação com base em características específicas, incluindo raça, sexo e origem nacional. No entanto, a discriminação relacionada à localização não recebeu a mesma atenção, mesmo que possa ter consequências igualmente prejudiciais.

Contexto Histórico do Preconceito de Localização

A história da segregação espacial nos EUA resultou em discriminação baseada na localização em larga escala. Por exemplo, certas comunidades, especialmente aquelas predominantemente habitadas por minorias raciais, costumam estar associadas a oportunidades econômicas mais baixas. Isso tem efeitos a longo prazo no acesso dos residentes a serviços essenciais como educação e saúde. Cria um ciclo de pobreza que é difícil de quebrar, aprofundando ainda mais essas disparidades.

Desafios com Dados Espaciais

Analisar dados espaciais vem com um conjunto próprio de desafios. As informações geográficas são frequentemente bidimensionais, o que torna mais complexo do que outros tipos de dados. O nível de detalhe nos dados espaciais também varia, já que pode ser representado de várias maneiras - bloco a bloco, bairro a bairro ou através de áreas maiores do censo. Essa variabilidade pode levar a conclusões diferentes sobre justiça, dependendo de como os dados são analisados.

Outro desafio é a complexidade de medir distâncias em um contexto espacial. Medidas simples, como distância em linha reta, podem não refletir com precisão a jornada real entre dois pontos, especialmente ao considerar redes rodoviárias e tempos de viagem. Isso é crucial para entender questões como acessibilidade a serviços.

Problemas Únicos na Análise Espacial

Os espaços geográficos são contínuos, o que significa que não se dividem facilmente em categorias distintas como muitas outras variáveis. Essa continuidade adiciona camadas de complexidade à análise, já que definir limites e determinar justiça pode se tornar mais subjetivo. Há também o problema da "unidade areal modificável" (MAUP), que indica que a forma como agrupamos os dados pode mudar os resultados que vemos. Por exemplo, diferentes formatos ou tamanhos de bairros podem levar a diferentes interpretações de justiça e discriminação.

A autocorrelação espacial é outro fator a ser considerado. Locais próximos costumam compartilhar características semelhantes, o que pode distorcer métodos estatísticos tradicionais. As metodologias atuais podem não levar em conta efetivamente essa dependência espacial, levando a conclusões equivocadas.

Limitações das Definições de Justiça Existentes

As tentativas de definir justiça espacial nem sempre foram bem-sucedidas. Muitas definições atuais não resistem a um escrutínio legal e não abordam os desafios únicos relacionados a dados espaciais. Algumas técnicas propostas até agora não mostraram uma capacidade clara de mitigar preconceitos baseados na localização.

Uma das grandes preocupações é que muitos estudos de justiça espacial não provaram que seus métodos reduzem efetivamente a injustiça. Eles carecem de evidências empíricas mostrando mudanças nos resultados para grupos protegidos após a aplicação de técnicas de justiça.

Diretrizes para Pesquisas Futuras

Para avançar de forma eficaz na área de justiça espacial, os pesquisadores devem considerar vários princípios orientadores:

  1. Fechar o Ciclo: Estudos futuros devem demonstrar que seus métodos reduzem impactos negativos sobre classes protegidas. Isso inclui testes empíricos para mostrar mudanças na justiça e trade-offs com outras métricas importantes, como precisão.

  2. Evitar Impacto Desigual: As pesquisas devem avaliar se as metodologias propostas prejudicam involuntariamente algum grupo protegido. Técnicas para monitorar e avaliar tais impactos devem ser desenvolvidas e refinadas.

  3. Ver Localização como uma Característica Protegida: Considerar a localização como um aspecto imutável da identidade ajudará a abordar preconceitos de forma mais eficaz. Reconhecer que indivíduos muitas vezes não podem mudar de residência, especialmente se ligados ao status socioeconômico, é crucial.

  4. Contrabalançar o MAUP: Os pesquisadores devem estar cientes do MAUP e se esforçar para minimizar seus efeitos na análise. Utilizar métodos existentes da geografia pode ajudar a mitigar esses problemas.

  5. Abordagens Diferentes para Setores Público e Privado: Há necessidade de criar definições específicas de justiça espacial que atendam os setores público e privado de maneira diferente, dado seus objetivos e obrigações legais variados.

  6. Ferramentas para Medir Inequidades Espaciais: Qualquer definição de justiça espacial também deve funcionar como uma ferramenta para auditar inequidades. Métodos atuais devem ser avaliados por sua capacidade de medir preconceitos em cenários do mundo real de forma eficaz.

  7. Incorporar Fatores Ambientais, Sociais e Econômicos: A pesquisa sobre justiça não deve existir em um vácuo. Questões de longa data em políticas públicas e desenvolvimento econômico relacionadas à localização devem guiar o trabalho. Ao integrar essas disciplinas, a pesquisa pode contribuir para aplicações práticas que reduzam inequidades.

Conclusão

Abordar a justiça espacial é essencial para desenvolver uma sociedade justa e equitativa. À medida que a IA e os sistemas baseados em dados continuam a moldar nosso mundo, é vital garantir que esses sistemas não perpetuem preconceitos existentes. Ao considerar os desafios únicos associados à localização e defender diretrizes abrangentes, os pesquisadores podem trabalhar para mitigar os efeitos injustos dos preconceitos espaciais.

Declaração de Impacto

Este artigo pede atenção à justiça espacial dentro do aprendizado de máquina e incentiva pesquisas futuras para abordar preconceitos relacionados à localização. As consequências sociais desses preconceitos são significativas e devem ser enfrentadas de forma colaborativa entre disciplinas para criar sistemas mais justos para todos.

Fonte original

Título: Spatial Fairness: The Case for its Importance, Limitations of Existing Work, and Guidelines for Future Research

Resumo: Despite location being increasingly used in decision-making systems employed in many sensitive domains such as mortgages and insurance, astonishingly little attention has been paid to unfairness that may seep in due to the correlation of location with characteristics considered protected under anti-discrimination law, such as race or national origin. This position paper argues for the urgent need to consider fairness with respect to location, termed \textit{spatial fairness}, by outlining the harms that continue to be perpetuated due to location's correlation with protected characteristics. This interdisciplinary work connects knowledge from fields such as public policy, economic development, and geography to highlight how fair-AI research currently falls short of correcting for spatial biases, and does not consider challenges unique to spatial data. Furthermore, we identify limitations of the handful of spatial fairness work proposed so far, and finally, detail guidelines for future research so subsequent work may avoid such issues and help correct spatial biases.

Autores: Nripsuta Ani Saxena, Wenbin Zhang, Cyrus Shahabi

Última atualização: 2024-03-20 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2403.14040

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.14040

Licença: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

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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