In recent research, human-understandable explanations of machine learning models have received a lot of attention. Often explanations are given in form of model simplifications or visualizations. However, as shown in cognitive science as well as in early AI research, concept understanding can also be improved by the alignment of a given instance for a concept with a similar counterexample. Contrasting a given instance with a structurally similar example which does not belong to the concept highlights what characteristics are necessary for concept membership. Such near misses have been proposed by Winston (1970) as efficient guidance for learning in relational domains. We introduce an explanation generation algorithm for relational concepts learned with Inductive Logic Programming (\textsc{GeNME}). The algorithm identifies near miss examples from a given set of instances and ranks these examples by their degree of closeness to a specific positive instance. A modified rule which covers the near miss but not the original instance is given as an explanation. We illustrate \textsc{GeNME} with the well known family domain consisting of kinship relations, the visual relational Winston arches domain and a real-world domain dealing with file management. We also present a psychological experiment comparing human preferences of rule-based, example-based, and near miss explanations in the family and the arches domains.


翻译:在最近的研究中,对机器学习模式的人类可理解的解释引起了人们的极大关注。往往以模型简化或可视化的形式给出了解释。然而,正如认知科学以及早期AI研究所示,如果将一个概念的某个实例与类似的反实例相匹配,也可以改进概念的理解。将某个特定实例与不属于概念范围的结构相似的例子相对照,从而突出概念成份所必需的特征。温斯顿(1970年)提出这种近乎缺失的建议,作为关系领域学习的有效指导。我们为在引入逻辑程序(\ textsc{GeNME})中学习的关联概念引入了一种解释生成算法。算法还查明了一组特定实例中几乎没有出现的例子,并根据这些实例与具体的正面实例的相似程度排列了这些实例。将一个涵盖近似差但并非原始实例的修改规则作为解释。我们用这样的推理法来说明这种近乎为人皆知的家庭领域,包括亲属关系、视像关系温斯顿拱门域和真实世界域与文件管理(croom-room)之间以近于档案管理的错误解释。我们目前还进行了一种心理实验。

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