Надежность и понимание

В последние годы вопрос надежности методов машинного обучения (МО) приобрел важное значение, и анализ связанных с этим неопределенностей мотивировал все больше исследований. Однако большинство этих исследований применяли анализ стандартной ошибки к моделям МО, и в частности к моделям глубоких нейронных сетей (DNN), которые представляют собой довольно значительный отход от стандартного научного моделирования. Поэтому необходимо интегрировать анализ стандартной ошибки с более глубоким эпистемологическим анализом возможных различий между моделями DNN и стандартным научным моделированием и возможных последствий этих различий в оценке надежности. В этой статье предлагается несколько вкладов. Во-первых, она подчеркивает повсеместную роль предположений модели (как в МО, так и в традиционной науке) против иллюзии науки, свободной от теорий. Во-вторых, предположения модели анализируются с точки зрения их (эпистемической) сложности, которая, как показано, не зависит от языка. Утверждается, что высокая эпистемическая сложность моделей DNN затрудняет оценку их надежности, а также их перспектив долгосрочного прогресса. Предлагаются некоторые потенциальные пути продвижения вперед. В-третьих, в этой статье определяется тесная связь между эпистемической сложностью модели и ее интерпретируемостью, как это представлено в контексте ответственного ИИ. Это проясняет, в каком смысле — и в какой степени — отсутствие понимания модели (проблема черного ящика) влияет на ее интерпретируемость способом, который не зависит от индивидуальных навыков. Это также проясняет, как интерпретируемость является предпосылкой для правдоподобной оценки надежности любой модели, которая не может быть основана только на статистическом анализе. В этой статье основное внимание уделяется сравнению традиционных научных моделей и моделей DNN. Однако также кратко рассматриваются модели случайного леса (RF) и логистической регрессии (LR). - отсюда