公平、倫理與社會

資料集偏差(dataset bias)

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資料集偏差,是當你用來訓練模型的例子無法忠實代表模型將真正面對的世界時,悄悄滲進來的那種毛病。一個經典的警示來自真實故事:二戰時,分析人員查看返航的轟炸機,看到彈孔集中在機翼上,差點就去加固機翼——直到一位統計學家指出,他們看到的只是那些倖存下來的飛機。被擊中引擎的,根本飛不回來。他們的資料恰恰缺了最要緊的那些情況。這就是資料集偏差的精髓:在任何演算法開始學習之前,那幅圖景就已經是歪的了。

它有許多變體。抽樣偏差:你的資料過度代表了某些人,又過少代表了另一些人(一個主要用美式口音訓練的語音助理)。歷史偏差:資料如實記錄了一個本就不公的世界(過去的招聘記錄映照著過去的歧視)。測量偏差:你記錄下來的東西,是你真正在乎之物的一個有缺陷的替身(用「逮捕」來衡量「犯罪」)。標註偏差:給資料打標籤的人,帶進了他們自己的假設。每一種情形裡,資料都在「撒謊」——並非出於惡意,而是出於遺漏或扭曲。

它為何重要:幾乎每一次著名的AI失敗,追根溯源都是資料集偏差,而非程式碼裡某個精巧的bug。模型是其訓練資料的一面鏡子;如果鏡子是變形的,再多的數學打磨也扶不正那個倒影。一個令人不安卻誠實的要點是:你通常無法事後靠調演算法來修復資料集偏差——你必須回頭去修正你收集了什麼、向誰收集、又是怎麼測量的。在這裡,「垃圾進、垃圾出」不是一句陳腔濫調,而是核心的鐵律。

一個皮膚癌分類器在實驗室裡達到了驚人的準確率,到了臨床卻屢屢失手。調查者發現,在它的訓練圖像裡,許多惡性病灶旁邊恰好放了一把用來標尺寸的尺子。模型其實部分地學成了「有尺子=癌症」——這是資料集的一個性質,而非皮膚的性質。

模型學到的,是資料收集方式中一個偶然的怪癖——而非任何人本意中的那個醫學訊號。

一個模型,在「同一批帶偏資料」中劃出的留出測試集上得分很高,到了真實世界裡仍可能慘敗——因為測試集繼承了同樣的盲點。基準測試上的高準確率,並不能證明公平,也不能證明可用;它可能只是說明:偏差是一以貫之的。

又稱
data biassampling bias数据偏差样本偏差資料偏差