[공지사항]을 빙자한 안부와 근황 
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Measuring Leakage in Concept-Based Methods: An Information Theoretic Approach

Created by
  • Haebom

저자

Mikael Makonnen, Moritz Vandenhirtz, Sonia Laguna, Julia E Vogt

개요

Concept Bottleneck Models (CBMs)은 인간이 이해할 수 있는 개념을 중심으로 예측을 구성하여 해석력을 높이는 것을 목표로 합니다. 하지만 예측 신호가 개념 병목 현상을 우회하는 의도치 않은 정보 유출은 투명성을 저해합니다. 본 논문은 CBM에서 정보 유출을 정량화하는 정보 이론적 척도를 제시하여, 개념 임베딩이 지정된 개념을 넘어 추가적인 의도치 않은 정보를 어느 정도 인코딩하는지를 파악합니다. 제어된 합성 실험을 통해 척도의 유효성을 검증하고, 다양한 구성에서 유출 경향을 감지하는 효과를 보여줍니다. 특징과 개념의 차원이 유출에 상당한 영향을 미치며, 분류기 선택이 측정 안정성에 영향을 미치는 것을 강조합니다. (XGBoost가 가장 안정적인 추정기로 나타났습니다.) 또한, 초기 조사 결과, 해당 척도가 소프트 조인트 CBM에 적용될 때 예상되는 동작을 보이는 것으로 나타나, 완전히 합성된 환경을 넘어 유출 정량화의 신뢰성을 시사합니다. 본 연구는 제어된 합성 실험에서 척도를 엄격하게 평가하지만, 향후 연구는 실제 데이터 세트에 대한 적용을 확장할 수 있습니다.

시사점, 한계점

시사점: 정보 유출을 정량화하는 새로운 정보 이론적 척도를 제시하고, 합성 데이터셋을 통해 그 유효성을 검증했습니다. 특징 및 개념 차원, 분류기 선택이 정보 유출에 미치는 영향을 밝혔습니다. 소프트 조인트 CBM에도 적용 가능성을 확인했습니다.
한계점: 연구는 제어된 합성 실험에 국한되어 있으며, 실제 데이터셋에 대한 적용은 향후 연구 과제로 남아있습니다.
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