موضوع علم یادگیری ماشین، تعمیم (Generalization) است. به خاطر همین هدف قرار گرفتن تعمیم، مفاهیم یادگیری ماشین می‌توانند شهودی برای همه قضایای دیگر از جمله اقتصاد و سیاست و حکمرانی قرار گیرند. یکی از پایه‌ای ترین این مفاهیم، بیش‌برازش یا overfiting است.
همانطور که می‌دانید ما وقتی می خواهیم یک مدل را به منظور رسیدن به یک هدف آموزش دهیم، از آنجایی که ممکن است این هدف به صورت مستقیم قابل دسترسی نباشد، مدل را بر روی یک proxy به امید رسیدن به آن هدف آموزش می‌دهیم. مثلا ما می‌خواهیم یک مدل دسته‌بندی تصاویر سگ‌ها و گربه‌ها را با هدف بیشتر کردن دقت آن آموزش دهیم، اما از آن جا که معیار دقت قابل بهینه‌سازی نیست و همچنین نمی‌توانیم تمام سگ و گربه‌های دنیا را تصویربرداری کنیم، ما مدل را بر روی تابع هزینه کراس انتروپی و البته بر روی مجموعه محدودی از دادگان آموزش می‌دهیم. حال در فرآیند آموزش ممکن است پس از مدتی میزان عملکرد ما بر روی این پراکسی بهبود یابد اما فاصله ما از هدف اصلی بیشتر و بیشتر شود.
به موازات بیش‌برازش، در علم اقتصاد قانونی به نام گودهارت وجود دارد که بیان می‌کند "وقتی یک شاخص اندازه‌گیری به یک هدف تبدیل شود، دیگر شاخص خوبی نخواهد بود". برای مثال فرض کنید شما رییس یک دانشگاه هستید و سعی دارید تا کیفیت علمی دانشگاه را افزایش دهید و به همین جهت بر روی تعداد مقالات منتشرشده و تعداد ارجاعات آن‌ها، سیاست‌های تشویقی اعمال می‌کنید. در ابتدا کیفیت علمی دانشگاه اندکی رشد می‌کند اما پس از مدتی مشاهده می‌کنید که تعداد مقالات و ارجاعات چند برابر شده اما با انبوهی از مقالات بی کیفیت و همچینن خودارجاعی‌های بین نویسندگان مختلف آن‌ها مواجه هستید. به همین دلیل شاخص تعداد مقالات دیگر نمی‌تواند یک شاخص خوبی برای افزایش کیفیت علمی دانشگاه شما باشد.
حال آقای Dickstein پژوهشگر Google Brain، در بلاگی با تناظر اورفیت و قانون گودهارت پا را فراتر گذاشته و صورت قوی‌تری از قانون گودهارت را ارائه کرده است: "وقتی یک شاخص اندازه‌گیری به یک هدف تبدیل می‌شود، وقتی بیش از حد در آن کارآمد می شویم، هدف اصلی که به دنبال آن بودیم بدتر می شود" برای مثال ممکن است هدف، پیداکردن حکمرانانی با بیشترین میزان مقبولیت و انتفاع در میان مردم باشد و شاخص این کار را آرای مردمی قرار دهیم. حال اگر فقط بر این شاخص تکیه کنیم، ممکن است تنها افراد صاحب سرمایه و رسانه به قدرت برسند که قابلیت دستکاری افکار عمومی را دارند و در نهایت منجر به ظهور الیگارشی شوند. و یا این که هدف ما داشتن جامعه آگاه و متفکر باشد و برای رسیدن به این هدف شاخص آزادی تبادل اطلاعات را قرار دهیم، در صورت تکیه بر تنها این شاخص در نهایت ممکن است با پدیده‌های حباب فیلتر و رواج تئوری‌های توطئه و شبه علم مواجه شویم. Dickstein در این بلاگ این قبیل مثال‌ها را به خوبی توضیح داده و سپس سعی می‌کند تا با بررسی راهکار‌های حل اورفیت تناظری از آن‌ها را برای حل مشکلات دیگر مطرح شده ارائه کند. از جمله این راهکار‌ها می‌توان به اضافه کردن هزینه منظم‌سازی (regularization)، تزریق نویز به سیستم، توقف زودهنگام و محدودکردن ظرفیت مدل یا بیشترکردن ظرفیت آن (پی‌نوشت را ببینید!) را ارائه داد. برای مثال برای حل مشکل حباب فیلتر که در آن فرد دچار انزوای فکری می‌شود و الگوریتم‌های توصیه‌گر فقط محدوده علاقه او را به او نشان می‌دهند، می‌توانیم هر از گاهی با نویز عمل کنیم و او را از حباب‌هایی که به لحاظ فرهنگی و ایدئولوژیک با سلیقه و ذائقهٔ او همخوانی دارند خارج کنیم. خواندن این بلاگ (که مورد تایید آقامون کارپثی هم هست) را به همه شما توصیه می‌کنیم.
پی‌نوشت: یکی از جالب‌ترین مثال‌های بررسی شده در اینجا، میزان تریدآف بین شفافیت و privacy است. در صورتی که این تریدآف در میانه باشد ممکن است اقلیتی از آن و رانت اطلاعاتی به منظور تسلط بر سایرین استفاده کنند که نهایتا منجر به بدترشدن وضع می‌شود. دو راهکار پیشنهادی برای این حالت می‌تواند این باشد که یا مدل را کوچکتر کنیم و دسترسی همه به شفافیت و هر نوع اطلاعاتی از سایرین را ببندیم تا کسی قدرت سواستفاده از اطلاعات را نداشته باشد و یا این که راهکار بسیار بزرگترکردن مدل را در پیش بگیریم. این راهکار بسیار شبیه به موضوع overparameterization در یادگیری ماشین است که اخیرا بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این حالت بایستی روی همه چیز شفافیت داشته باشیم، در حدی که همه افراد از همه اطلاعات هم خبر داشته باشند، در این صورت دیگر امکان سواستفاده از اطلاعات پیش نخواهد آمد!
لینک بلاگ:
https://sohl-dickstein.github.io/2022/11/06/strong-Goodhart.html
#read
#blog
منبع: کانال تلگرامی
@nlp_stuff
