當(dāng)人工智能技術(shù)落地到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，深度學(xué)習(xí)作為人工智能技術(shù)的核心也逐漸滲透至各個(gè)方面。計(jì)算機(jī)通過模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，通過大量數(shù)據(jù)和算法獲取新的知識(shí)或技能，最后重新組織已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能。
然而在人工智能上，一直存在“黑匣子”問題，深度網(wǎng)絡(luò)具有高預(yù)測能力但可解釋性不足的特點(diǎn)。在用大量數(shù)據(jù)“教導(dǎo)”機(jī)器學(xué)習(xí)的同時(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)也會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)測性的“偏見”，當(dāng)一些暗含“偏見”的數(shù)據(jù)被算法永久性地編碼進(jìn)人工智能程序中，就可能導(dǎo)致未知的錯(cuò)誤和偏差，這可能會(huì)在最終結(jié)果和決策中產(chǎn)生影響甚至重大的錯(cuò)誤，從而影響未來人類與人工智能的關(guān)系。
前段時(shí)間，谷歌廢除了人工智能招聘項(xiàng)目，因?yàn)樵撊斯ぶ悄芟到y(tǒng)在經(jīng)過10年的簡歷培訓(xùn)后，由于男性主導(dǎo)的工作環(huán)境，產(chǎn)生了對(duì)“女性”的偏見，據(jù)報(bào)道，它對(duì)包含“婦女”一詞或某些全女子學(xué)院名稱的簡歷都進(jìn)行了處罰。
對(duì)于這種機(jī)器學(xué)習(xí)產(chǎn)生的“偏見”問題，類似于“俄羅斯坦克問題”。20世紀(jì)80年代，在機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展的早期，美國軍方試圖訓(xùn)練一臺(tái)電腦來區(qū)分俄羅斯和美國坦克的照片。其分類準(zhǔn)確度非常高，但結(jié)果中俄羅斯坦克的所有照片都模糊不清，而美國坦克是高清晰度的。原來該算法最后不是在識(shí)別坦克，而是學(xué)習(xí)了如何區(qū)分模糊和清晰的照片。
而造成這種偏見的原因主要有一下幾點(diǎn)：
一、用于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的數(shù)據(jù)不足。算法在初始提供的數(shù)據(jù)中獲得模式，然后在新的數(shù)據(jù)中識(shí)別類似的模式，然而有時(shí)算法并不會(huì)按照人們初始意愿那樣工作。
二、算法本身很糟糕。機(jī)器學(xué)習(xí)是軟件開發(fā)人員利用大量與任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)訓(xùn)練 AI 算法的過程，如果本身算法就存在漏洞，深度學(xué)習(xí)后的結(jié)果則會(huì)更加差強(qiáng)人意。
要想消除機(jī)器學(xué)習(xí)中潛在的“偏見歧視”問題，可嘗試以下幾種方法。
減少原始數(shù)據(jù)的“偏見性”
2018年5月25日，“通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例”（GDPR）在整個(gè)歐盟范圍內(nèi)生效，要求對(duì)組織如何處理個(gè)人數(shù)據(jù)進(jìn)行徹底改變。若違反GDPR條例的限制，相關(guān)組織必須支付高達(dá)2000萬歐元或其全球收入4％的罰款（以較高者為準(zhǔn)），對(duì)威懾大多數(shù)違規(guī)行為具有很重要的意義。
但事實(shí)上，雖然有GDPR等法規(guī)對(duì)數(shù)據(jù)的使用加以限制，還是避免不了一些研究使用存在偏見的數(shù)據(jù)集。由于機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的行為由它學(xué)到的數(shù)據(jù)所驅(qū)動(dòng)，所以它的工作方式與人們編寫的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)程序有很大不同。如果供算法訓(xùn)練的數(shù)據(jù)不能公平地覆蓋所研究對(duì)象，系統(tǒng)便會(huì)出現(xiàn)偏差，甚至?xí)糯笤紨?shù)據(jù)中的偏見。
而這個(gè)問題卻不在數(shù)據(jù)本身的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)上，而在于深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者和操作者上。要解決數(shù)據(jù)的偏見問題，就需要數(shù)據(jù)收集存儲(chǔ)、使用的公平性和全面性。
打開算法“黑匣子”
一直以來，許多公司為了自身的專利保護(hù)和商業(yè)機(jī)密，會(huì)嚴(yán)格保密自家的人工智能算法，從未形成了決策無法解釋的“黑匣子”問題。好在目前人工智能領(lǐng)域已意識(shí)到這個(gè)問題，正積極采取措施加快代碼的開源，制定透明度標(biāo)準(zhǔn)，提高算法的可靠性，除此之外，還需提倡“程序員必須對(duì)算法得出的結(jié)論做出解釋，否則就不能投入使用”原則。對(duì)此，人們也做出了相應(yīng)舉動(dòng)，例如，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局資助了一項(xiàng)名為XAI（可解釋的人工智能）的計(jì)劃，旨在打開人工智能的“黑匣子”，以保證用戶更好地控制人工智能程序。
讓機(jī)器自己尋找錯(cuò)誤
人工智能系統(tǒng)在學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)犯錯(cuò)。事實(shí)上這是肯定的，所以稱之為“學(xué)習(xí)”。電腦只會(huì)從你給出的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)。但有時(shí)候，并不能消除數(shù)據(jù)偏見的來源，就像不能消除人類中的偏見來源，所以首先承認(rèn)問題，然后讓機(jī)器自己去發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。
華盛頓大學(xué)的研究人員在2016年構(gòu)建了一種稱為LIME的解釋技術(shù)，并在由Google構(gòu)建的圖像分類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Inception Network上進(jìn)行了測試。
LIME在做出圖像分類決策時(shí)，不會(huì)考慮觸發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的哪個(gè)神經(jīng)元，而是在圖像本身中搜索解釋。它會(huì)將原始圖像的不同部分變黑，并通過Inception將產(chǎn)生的“擾動(dòng)”圖像反饋回來，以檢查哪些擾動(dòng)導(dǎo)致結(jié)果偏離算法最遠(yuǎn)。通過解釋機(jī)器學(xué)習(xí)模式中的錯(cuò)誤，可以改進(jìn)技術(shù)來消除人的偏見。
深度學(xué)習(xí)的“偏見歧視”問題正潛移默化地影響著算法結(jié)果，研究者們需要時(shí)刻關(guān)注，反復(fù)檢測算法結(jié)果與預(yù)期的偏差，任何一點(diǎn)差距都有可能通過蝴蝶效應(yīng)，最后發(fā)展成一個(gè)重要的錯(cuò)誤。在人工智能崛起的時(shí)代，當(dāng)人們越來越關(guān)注人工智能與人類社會(huì)的關(guān)系時(shí)，這將是一個(gè)始終備受關(guān)注的敏感點(diǎn)。
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