論文の概要: A Closer Look at the Intervention Procedure of Concept Bottleneck Models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.14260v2
- Date: Mon, 5 Jun 2023 01:40:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-07 02:48:15.817337
- Title: A Closer Look at the Intervention Procedure of Concept Bottleneck Models
- Title(参考訳): 概念ボトルネックモデルの干渉手順のより綿密な考察
- Authors: Sungbin Shin, Yohan Jo, Sungsoo Ahn, Namhoon Lee
- Abstract要約: 概念ボトルネックモデル(コンセプションボトルネックモデル、CBM)は、その高レベルな概念に基づいて与えられた入力のターゲット応答を予測する、解釈可能なニューラルネットワークモデルのクラスである。
CBMは、ドメインの専門家が予測された概念に介入し、テスト時に間違いを修正できるので、最後にもっと正確なタスク予測ができる。
本研究では,介入効果を向上させるために介入概念を選択する様々な方法を開発し,異なる状況下でどのように進化するかを詳細に分析する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.222350428973343
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Concept bottleneck models (CBMs) are a class of interpretable neural network
models that predict the target response of a given input based on its
high-level concepts. Unlike the standard end-to-end models, CBMs enable domain
experts to intervene on the predicted concepts and rectify any mistakes at test
time, so that more accurate task predictions can be made at the end. While such
intervenability provides a powerful avenue of control, many aspects of the
intervention procedure remain rather unexplored. In this work, we develop
various ways of selecting intervening concepts to improve the intervention
effectiveness and conduct an array of in-depth analyses as to how they evolve
under different circumstances. Specifically, we find that an informed
intervention strategy can reduce the task error more than ten times compared to
the current baseline under the same amount of intervention counts in realistic
settings, and yet, this can vary quite significantly when taking into account
different intervention granularity. We verify our findings through
comprehensive evaluations, not only on the standard real datasets, but also on
synthetic datasets that we generate based on a set of different causal graphs.
We further discover some major pitfalls of the current practices which, without
a proper addressing, raise concerns on reliability and fairness of the
intervention procedure.
- Abstract(参考訳): 概念ボトルネックモデル(cbms)は、そのハイレベルな概念に基づいて与えられた入力のターゲット応答を予測する、解釈可能なニューラルネットワークモデルのクラスである。
標準のエンドツーエンドモデルとは異なり、CBMはドメインの専門家が予測された概念に介入し、テスト時に間違いを修正できるので、最後にもっと正確なタスク予測ができる。
このような対話性は強力な制御手段を提供するが、介入手順の多くの側面は未調査のままである。
本研究では,介入効果を改善するために介入概念を選択する様々な方法を開発し,異なる状況下でどのように進化するかを詳細に分析する。
具体的には、情報的介入戦略は、実際の介入数と同じ量の介入数で現在のベースラインと比較して10倍以上のタスクエラーを低減できるが、異なる介入粒度を考慮すると、かなり大きな違いがある。
我々は, 標準実データ集合だけでなく, 異なる因果グラフの集合に基づいて生成する合成データセットについても, 総合的な評価を行い, 検証を行った。
適切な対応がなければ、介入手続きの信頼性と公平性に対する懸念が高まる現在のプラクティスのいくつかの大きな落とし穴をさらに発見する。
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