Justiça na IA: Equilibrando as Balanças
Analisando a justiça em sistemas de IA e seu impacto na tomada de decisão.
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À medida que a tecnologia avança, a inteligência artificial (IA) tá assumindo um papel cada vez maior nos processos de tomada de decisão que antes eram totalmente humanos. Essa mudança levanta questões importantes sobre justiça, especialmente quando sistemas de IA podem mostrar preconceitos com base em atributos como gênero, raça ou religião. Exemplos disso podem ser vistos em áreas como justiça criminal, reconhecimento facial e publicidade direcionada. Apesar do foco crescente em um aprendizado de máquina justo, ainda existem muitas maneiras diferentes de medir e avaliar a justiça, levando a confusões e conflitos entre especialistas e praticantes.
Nesse contexto, é essencial olhar para dois conceitos principais: Paridade Estatística e Paridade Preditiva. Essas ideias ajudam a entender como a justiça pode ser abordada em sistemas de IA. No entanto, elas frequentemente parecem estar em desacordo uma com a outra, causando um desafio para quem tenta garantir justiça em seus sistemas.
Justiça na IA
Justiça no uso de IA se refere à ideia de que decisões tomadas por máquinas não devem ser tendenciosas contra certos grupos de pessoas. À medida que a IA assume mais responsabilidades em tomar decisões, como prever reincidência em casos criminais, é crucial examinar como esses sistemas funcionam e se tratam os indivíduos de forma justa.
Paridade Estatística significa que os resultados de uma decisão devem ser iguais entre diferentes grupos, independentemente dos atributos do grupo. Por exemplo, se um modelo preditivo é usado para avaliar a elegibilidade para um empréstimo, a paridade estatística implicaria que os candidatos de diferentes origens raciais têm taxas de aprovação iguais.
Por outro lado, Paridade Preditiva foca na precisão das previsões entre os grupos. Esse conceito indica que o modelo deve fazer previsões precisas para todos os grupos quando se trata do mesmo resultado subjacente. Por exemplo, se o modelo prevê a probabilidade de alguém não pagar um empréstimo, a paridade preditiva significa que essas previsões devem se manter verdadeiras para todos os grupos raciais sem desvios significativos.
Entender a diferença entre essas duas medidas é chave para abordar a justiça em sistemas de IA. Enquanto a paridade estatística busca resultados iguais, a paridade preditiva busca garantir precisão entre todos os grupos. O desafio surge quando esses dois conceitos entram em conflito, levando a escolhas difíceis para quem projeta e implementa sistemas de IA.
Doutrinas Legais Relacionadas à Justiça
Para avaliar melhor a discriminação em sistemas de IA, podemos considerar duas doutrinas legais que fornecem orientação sobre como a justiça deve ser vista: Tratamento Desigual e impacto desigual.
Tratamento Desigual refere-se à prática de tratar diferentes grupos de forma injusta com base em seus atributos, como raça ou gênero. Em um sentido legal, isso pode ser demonstrado se um indivíduo em situação semelhante de um grupo não protegido não tivesse enfrentado o mesmo resultado negativo. No contexto da IA, se um modelo trata candidatos de forma diferente por causa da raça, isso poderia ser considerado tratamento desigual.
Impacto Desigual, por outro lado, foca nos resultados em vez do tratamento. Diz que mesmo que uma prática pareça neutra, ela ainda pode ter um efeito prejudicial em um grupo protegido. Por exemplo, se um modelo de IA leva acidentalmente a uma taxa de rejeição mais alta para um certo grupo racial, pode ser visto como tendo um impacto desigual.
Esses conceitos legais ajudam a moldar o discurso em torno da justiça na IA, orientando como pensamos sobre as implicações da tomada de decisão da IA.
Relações Causais na IA
Pensar sobre justiça em sistemas de IA exige uma análise de como diferentes variáveis se relacionam entre si. Quando falamos sobre justiça, precisamos considerar os caminhos causais entre um atributo protegido (como raça) e o resultado que queremos prever (como aprovação de um empréstimo). Os caminhos causais podem ser diretos, indiretos ou espúrios.
Efeitos diretos ocorrem quando um atributo protegido influencia diretamente o resultado. Efeitos indiretos acontecem quando a relação é mediada por outros fatores, enquanto efeitos espúrios se referem a correlações que não refletem uma relação causal real.
Entender como esses efeitos operam é crucial para garantir justiça. Ao analisar esses caminhos, os designers de sistemas podem avaliar quais fatores contribuem para resultados discriminatórios e como abordá-los.
Equilibrando Conceitos de Justiça
É importante notar que a paridade estatística e a paridade preditiva não precisam ser mutuamente exclusivas. Em vez disso, podem ser vistas como parte de um espectro mais amplo de noções de justiça. Ao examinar a necessidade empresarial, podemos encontrar maneiras de bridgear a lacuna entre esses conceitos.
Necessidade Empresarial refere-se à justificativa para usar certas características em processos de tomada de decisão. Por exemplo, em empregos, certos traços relacionados às necessidades de um trabalho podem ser aceitáveis, mesmo que correlacionem com atributos protegidos. Reconhecer o papel da necessidade empresarial permite que os praticantes encontrem um meio-termo entre alcançar a paridade estatística e preditiva.
A escolha do que é incluído no conjunto de necessidade empresarial pode influenciar significativamente se um sistema de IA adere à paridade estatística ou preditiva. Ao definir cuidadosamente esse conjunto, os designers de sistemas podem trabalhar em direção a um sistema justo que considere ambos os conceitos.
Exemplos Práticos
Um exemplo proeminente de questões de justiça na IA pode ser encontrado no sistema de justiça criminal. Por exemplo, a Northpointe criou um sistema para prever se indivíduos reincidiriam com base em informações demográficas e ofensas passadas. Esse sistema enfrentou críticas quando foi descoberto que rotulava desproporcionalmente certos grupos como de maior risco. Isso ilustra o conflito entre as medidas de justiça, já que algumas previsões podem alcançar precisão preditiva enquanto falham em atender à paridade estatística.
Em tais casos, implementar uma abordagem equilibrada usando os conceitos de paridade estatística, paridade preditiva e necessidade empresarial pode ajudar a melhorar a justiça. Ao avaliar os efeitos de cada variável e considerar as implicações das doutrinas legais, os praticantes podem refinar seus sistemas para minimizar preconceitos e aumentar a justiça.
Conclusão
O campo do aprendizado de máquina justo é complexo e está em constante evolução. À medida que os sistemas de IA se tornam integrais à tomada de decisão em vários setores, a necessidade de justiça permanece crítica. Reconhecer a tensão entre paridade estatística e preditiva oferece um caminho para reconciliar diferentes medidas de justiça.
Ao entender as estruturas legais que cercam essas questões e analisar cuidadosamente as relações causais em sistemas de IA, os praticantes podem se esforçar por resultados equitativos. É essencial ter em mente que a justiça na IA não é apenas um desafio técnico, mas também social. Ao desenvolver esses sistemas, o objetivo deve sempre ser promover um tratamento equitativo para todos os indivíduos, independentemente de sua origem.
Título: Reconciling Predictive and Statistical Parity: A Causal Approach
Resumo: Since the rise of fair machine learning as a critical field of inquiry, many different notions on how to quantify and measure discrimination have been proposed in the literature. Some of these notions, however, were shown to be mutually incompatible. Such findings make it appear that numerous different kinds of fairness exist, thereby making a consensus on the appropriate measure of fairness harder to reach, hindering the applications of these tools in practice. In this paper, we investigate one of these key impossibility results that relates the notions of statistical and predictive parity. Specifically, we derive a new causal decomposition formula for the fairness measures associated with predictive parity, and obtain a novel insight into how this criterion is related to statistical parity through the legal doctrines of disparate treatment, disparate impact, and the notion of business necessity. Our results show that through a more careful causal analysis, the notions of statistical and predictive parity are not really mutually exclusive, but complementary and spanning a spectrum of fairness notions through the concept of business necessity. Finally, we demonstrate the importance of our findings on a real-world example.
Autores: Drago Plecko, Elias Bareinboim
Última atualização: 2023-12-22 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2306.05059
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.05059
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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