Descobre como identificar, atenuar e evitar preconceitos nos sistemas de IA com estratégias, ferramentas e exemplos do mundo real para o desenvolvimento ético da IA.
O preconceito na IA refere-se a erros sistemáticos nos resultados dos modelos de aprendizagem automática que favorecem determinados grupos em detrimento de outros, conduzindo a resultados injustos ou inexactos. Estes enviesamentos resultam frequentemente dos dados utilizados para treinar os modelos, reflectindo enviesamentos sociais existentes ou limitações na recolha de dados. Quando os sistemas de IA são treinados com esses dados, podem inadvertidamente aprender e perpetuar esses preconceitos, resultando em previsões discriminatórias ou distorcidas. A resolução dos preconceitos é crucial para o desenvolvimento de sistemas de IA éticos, fiáveis e equitativos.
Há vários tipos de enviesamento que se podem manifestar nos sistemas de IA. O enviesamento algorítmico ocorre quando o próprio algoritmo introduz erros sistemáticos, muitas vezes devido a uma conceção ou pressupostos incorrectos. O enviesamento da amostra surge quando os dados de treino não representam corretamente a população, conduzindo a modelos que têm um desempenho fraco em grupos sub-representados. Por exemplo, um sistema de reconhecimento facial treinado principalmente em imagens de uma etnia pode ter uma precisão inferior para outras etnias. O preconceito acontece quando os dados de treino reflectem estereótipos e preconceitos existentes, levando a IA a perpetuar esses preconceitos. Um exemplo é uma ferramenta de contratação treinada com base em dados históricos de contratação que favorecem determinados dados demográficos, levando a recomendações de contratação tendenciosas. O enviesamento da medição ocorre quando os dados recolhidos são sistematicamente imprecisos ou inconsistentes, afectando a capacidade do modelo para fazer previsões precisas. Compreender estes tipos de enviesamento é essencial para identificar e mitigar o seu impacto nos sistemas de IA.
Os preconceitos na IA podem ter consequências significativas no mundo real, afectando vários domínios. Um exemplo notável é a tecnologia de reconhecimento facial. Estudos demonstraram que alguns sistemas de reconhecimento facial apresentam taxas de erro mais elevadas para indivíduos com tons de pele mais escuros ou de determinadas origens étnicas. Este facto pode levar a erros de identificação e a acusações erróneas, nomeadamente em aplicações de aplicação da lei. Outro exemplo é o processamento de linguagem natural (PNL), em que os modelos de linguagem podem produzir conteúdos tendenciosos ou ofensivos devido aos dados de texto tendenciosos com que foram treinados. Por exemplo, um modelo de linguagem pode associar certas profissões a géneros específicos com base em preconceitos históricos nos dados de treino. Estes exemplos realçam a importância de abordar a parcialidade para garantir a justiça e a precisão nas aplicações de IA. Sabe mais sobre o enviesamento algorítmico aqui.
Podem ser utilizadas várias estratégias para atenuar o enviesamento nos sistemas de IA. Uma abordagem consiste em garantir dados de formação diversificados e representativos. Isto implica a recolha de dados que reflictam com precisão a população e incluam uma vasta gama de dados demográficos e caraterísticas. Outra estratégia é a equidade algorítmica, que se centra na conceção de algoritmos que têm explicitamente em conta a equidade e visam minimizar os resultados discriminatórios. Técnicas como o pré-processamento, o intra-processamento e o pós-processamento podem ser utilizadas para ajustar os dados ou o modelo de forma a reduzir os enviesamentos. O pré-processamento envolve a modificação dos dados de treino para remover enviesamentos, enquanto o in-processamento ajusta o algoritmo de aprendizagem para promover a equidade. O pós-processamento envolve a modificação do resultado do modelo para corrigir os enviesamentos. Além disso, a auditoria e a monitorização regulares dos sistemas de IA podem ajudar a identificar e a resolver os preconceitos que possam surgir ao longo do tempo. Ao implementar estas estratégias, os programadores podem trabalhar no sentido de criar sistemas de IA mais equitativos e imparciais. Sabe mais sobre a equidade na IA aqui.
Estão disponíveis várias ferramentas e técnicas para ajudar a detetar e resolver o enviesamento nos sistemas de IA. Uma ferramenta popular é o Fairlearn, um pacote de código aberto Python que fornece algoritmos para avaliar e atenuar o enviesamento em modelos de aprendizagem automática. Outra ferramenta é o AI Fairness 360 da IBM, que oferece um conjunto abrangente de métricas e algoritmos para detetar e atenuar a parcialidade em conjuntos de dados e modelos. Estas ferramentas podem ser integradas no pipeline de desenvolvimento para ajudar os programadores a identificar e corrigir enviesamentos durante o processo de formação. Além disso, podem ser utilizadas técnicas como a equidade contrafactual e o debiasing contraditório para avaliar e melhorar a equidade dos modelos de IA. A equidade contrafactual envolve avaliar se a previsão de um modelo mudaria se um atributo sensível fosse diferente, enquanto o debiasing contraditório utiliza a formação contraditória para reduzir a dependência do modelo em caraterísticas tendenciosas. Ao utilizar estas ferramentas e técnicas, os programadores podem melhorar a equidade e a fiabilidade dos seus sistemas de IA.
Embora os termos "enviesamento na IA", "enviesamento de dados" e "enviesamento algorítmico" estejam relacionados, referem-se a diferentes aspectos do problema. O enviesamento na IA é um termo abrangente que engloba qualquer erro sistemático nos sistemas de IA que conduza a resultados injustos. O enviesamento dos dados refere-se especificamente a enviesamentos presentes nos dados de treino, que podem ter origem em várias fontes, como enviesamentos históricos, amostragem enviesada ou medições incorrectas. Quando os modelos de IA são treinados com dados enviesados, é provável que aprendam e perpetuem esses enviesamentos. O enviesamento algorítmico, por outro lado, refere-se a enviesamentos que são introduzidos pelo próprio algoritmo, independentemente dos dados. Isto pode ocorrer devido a uma conceção deficiente, pressupostos incorrectos ou critérios de otimização inadequados. Embora o enviesamento dos dados e o enviesamento algorítmico sejam distintos, muitas vezes interagem e reforçam-se mutuamente. Por exemplo, um conjunto de dados enviesado pode levar ao desenvolvimento de um algoritmo enviesado, e um algoritmo enviesado pode amplificar ainda mais os enviesamentos nos dados. A abordagem dos preconceitos na IA requer uma abordagem abrangente que considere tanto os dados como os aspectos algorítmicos. Implica uma recolha e um pré-processamento cuidadosos dos dados, uma conceção cuidadosa dos algoritmos e uma monitorização e avaliação contínuas dos sistemas de IA para garantir a equidade e a precisão.
