論文の概要: MOUNTAINEER: Topology-Driven Visual Analytics for Comparing Local Explanations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.15613v1
- Date: Fri, 21 Jun 2024 19:28:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-25 21:24:18.091117
- Title: MOUNTAINEER: Topology-Driven Visual Analytics for Comparing Local Explanations
- Title(参考訳): MOUNTAINEER: 局所的な説明を比較するためのトポロジ駆動型ビジュアルアナリティクス
- Authors: Parikshit Solunke, Vitoria Guardieiro, Joao Rulff, Peter Xenopoulos, Gromit Yeuk-Yin Chan, Brian Barr, Luis Gustavo Nonato, Claudio Silva,
- Abstract要約: トポロジカルデータ解析(TDA)は、属性を一様グラフ表現に変換するために使用できるため、この領域で有効な方法である。
我々は、新しいトポロジ駆動視覚分析ツールであるMountaineerを紹介し、機械学習の実践者がこれらの表現をインタラクティブに分析し比較できるようにする。
我々は、Mountaineerによって、ブラックボックスMLの説明と、異なる説明の相違の原因を識別する領域を比較できることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.835413642522898
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: With the increasing use of black-box Machine Learning (ML) techniques in critical applications, there is a growing demand for methods that can provide transparency and accountability for model predictions. As a result, a large number of local explainability methods for black-box models have been developed and popularized. However, machine learning explanations are still hard to evaluate and compare due to the high dimensionality, heterogeneous representations, varying scales, and stochastic nature of some of these methods. Topological Data Analysis (TDA) can be an effective method in this domain since it can be used to transform attributions into uniform graph representations, providing a common ground for comparison across different explanation methods. We present a novel topology-driven visual analytics tool, Mountaineer, that allows ML practitioners to interactively analyze and compare these representations by linking the topological graphs back to the original data distribution, model predictions, and feature attributions. Mountaineer facilitates rapid and iterative exploration of ML explanations, enabling experts to gain deeper insights into the explanation techniques, understand the underlying data distributions, and thus reach well-founded conclusions about model behavior. Furthermore, we demonstrate the utility of Mountaineer through two case studies using real-world data. In the first, we show how Mountaineer enabled us to compare black-box ML explanations and discern regions of and causes of disagreements between different explanations. In the second, we demonstrate how the tool can be used to compare and understand ML models themselves. Finally, we conducted interviews with three industry experts to help us evaluate our work.
- Abstract(参考訳): 重要なアプリケーションにおけるブラックボックス機械学習(ML)技術の利用の増加に伴い、モデルの予測に対する透明性と説明責任を提供する方法への需要が高まっている。
その結果,ブラックボックスモデルに対する多くの局所的説明可能性手法が開発され,普及している。
しかし、これらの手法の高次元性、異種表現、様々なスケール、確率的な性質のために、機械学習の説明はいまだに評価と比較が難しい。
トポロジカルデータ解析(TDA)は、属性を一様グラフ表現に変換するのに使用できるため、この領域で有効な手法であり、異なる説明法間で比較するための共通基盤を提供することができる。
我々は、新しいトポロジ駆動視覚分析ツールであるMountaineerを紹介し、トポロジグラフを元のデータ分布、モデル予測、特徴属性にリンクすることで、ML実践者がインタラクティブにこれらの表現を分析し比較できるようにする。
Mountaineerは、MLの説明を迅速かつ反復的に探究し、専門家が説明技法の深い洞察を得、基礎となるデータ分布を理解し、モデル行動に関する明確な結論に達することを可能にする。
さらに、実世界のデータを用いた2つのケーススタディを通して、Mountaineerの有用性を実証する。
第1に、MountaineerがブラックボックスMLの説明と、異なる説明間の不一致の原因の特定を可能とした点を示す。
第2に、このツールがMLモデル自体の比較や理解にどのように使えるかを実証する。
最後に、作業の評価を支援するために、3つの業界専門家とのインタビューを行った。
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