論文の概要: Learning to Intervene on Concept Bottlenecks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.13453v2
• Date: Tue, 9 Apr 2024 11:17:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-10 20:26:21.675702
• Title: Learning to Intervene on Concept Bottlenecks
• Title（参考訳）: コンセプト・ボトルネックへの介入を学ぶ
• Authors: David Steinmann, Wolfgang Stammer, Felix Friedrich, Kristian Kersting,
• Abstract要約: 本稿では、概念ボトルネックモデル(CBM)の拡張である概念ボトルネックメモリモデル(CB2M)を提案する。 CB2Mは、2倍のメモリで適切な新しい状況への介入を一般化し、ミスを検出し、以前の介入を再適用することを学ぶ。 以上の結果から,CB2Mはユーザのインタラクションを誘導し,介入を少なくすることで,CBMに対して対話的なフィードバックを提供する上で,優れたツールであることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.949827380111476
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: While traditional deep learning models often lack interpretability, concept bottleneck models (CBMs) provide inherent explanations via their concept representations. Specifically, they allow users to perform interventional interactions on these concepts by updating the concept values and thus correcting the predictive output of the model. Traditionally, however, these interventions are applied to the model only once and discarded afterward. To rectify this, we present concept bottleneck memory models (CB2M), an extension to CBMs. Specifically, a CB2M learns to generalize interventions to appropriate novel situations via a two-fold memory with which it can learn to detect mistakes and to reapply previous interventions. In this way, a CB2M learns to automatically improve model performance from a few initially obtained interventions. If no prior human interventions are available, a CB2M can detect potential mistakes of the CBM bottleneck and request targeted interventions. In our experimental evaluations on challenging scenarios like handling distribution shifts and confounded training data, we illustrate that CB2M are able to successfully generalize interventions to unseen data and can indeed identify wrongly inferred concepts. Overall, our results show that CB2M is a great tool for users to provide interactive feedback on CBMs, e.g., by guiding a user's interaction and requiring fewer interventions.
• Abstract（参考訳）: 従来のディープラーニングモデルは解釈可能性に欠けることが多いが、概念ボトルネックモデル(CBM)は概念表現を通じて固有の説明を提供する。 具体的には、ユーザが概念値を更新し、モデルの予測出力を修正することで、これらの概念に対する介入的相互作用を実行できる。 しかし、伝統的に、これらの介入はモデルに1回だけ適用され、その後破棄される。 これを修正するために、CBMの拡張であるCB2M(概念ボトルネックメモリモデル)を提案する。 具体的には、CB2Mは、2倍のメモリで介入を一般化し、ミスを検出し、以前の介入を再適用することができる。 このようにして、CB2Mは、最初に得られたいくつかの介入からモデルパフォーマンスを自動的に改善することを学ぶ。 事前の人間の介入が得られない場合、CB2MはCBMボトルネックの潜在的な誤りを検出し、標的とする介入を要求する。 分散シフトの処理やトレーニングデータの整合化といった難解なシナリオに関する実験的評価では、CB2Mは未確認データへの介入をうまく一般化することができ、誤って推論された概念を識別できることを示す。 以上の結果から,CB2Mはユーザのインタラクションをガイドし,介入を少なくすることで,CBMに対して対話的なフィードバックを提供する上で,優れたツールであることがわかった。

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