Concept Bottleneck Models (CBMs) map the inputs onto a set of interpretable concepts (``the bottleneck'') and use the concepts to make predictions. A concept bottleneck enhances interpretability since it can be investigated to understand what concepts the model "sees" in an input and which of these concepts are deemed important. However, CBMs are restrictive in practice as they require dense concept annotations in the training data to learn the bottleneck. Moreover, CBMs often do not match the accuracy of an unrestricted neural network, reducing the incentive to deploy them in practice. In this work, we address these limitations of CBMs by introducing Post-hoc Concept Bottleneck models (PCBMs). We show that we can turn any neural network into a PCBM without sacrificing model performance while still retaining the interpretability benefits. When concept annotations are not available on the training data, we show that PCBM can transfer concepts from other datasets or from natural language descriptions of concepts via multimodal models. A key benefit of PCBM is that it enables users to quickly debug and update the model to reduce spurious correlations and improve generalization to new distributions. PCBM allows for global model edits, which can be more efficient than previous works on local interventions that fix a specific prediction. Through a model-editing user study, we show that editing PCBMs via concept-level feedback can provide significant performance gains without using data from the target domain or model retraining.


翻译:一种概念瓶颈可以增强解释性,因为可以对它进行调查,以了解在输入中“看到”的模式是什么概念,而认为这些概念中哪些是重要的概念。然而,建立信任措施在实践中是限制性的,因为它们需要培训数据中密集的概念说明,以了解瓶颈。此外,建立信任措施往往不匹配一个不受限制的神经网络的准确性,减少在实践中部署这些网络的动力。在这项工作中,我们通过引入“P-Hoc 概念瓶颈”模型(P-BBIS)来解决建立信任措施的这些局限性。我们表明,我们可以将任何神经网络转化为PCM,而不牺牲模型性能,同时保留解释性效益。当培训数据没有提供概念说明时,我们表明PCM可以通过多式联运模型将概念从其他数据集或概念的自然语言模型描述中转移概念。PCBM的主要好处是,它能够使用户快速调试和更新模型,通过P-BIS标准模型来减少令人反感性关系的关联性关系,并改进P-BCM标准水平,我们可以通过以往的统计方法来显示具体的绩效。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
115+阅读 · 2022年4月21日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】图像分类必读开创性论文汇总
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年8月15日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月23日
Arxiv
14+阅读 · 2022年5月6日
Arxiv
30+阅读 · 2021年6月30日
Disentangled Information Bottleneck
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月22日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】图像分类必读开创性论文汇总
机器学习研究会
14+阅读 · 2017年8月15日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员