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AIの心理学 ―アルゴリズミックバイアスとの闘い方を通して学ぶビジネスパーソンとエンジニアのための機械学習入門

by Tobias Baer, 武舎広幸, 武舎るみ

October 2021

Beginner to intermediate

344 pages

3h 53m

Japanese

O'Reilly Japan, Inc.

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　　2.1　バイアスの働き　　2.2　バイアスの分類　　2.3　アクション志向バイアス　　2.4　安定性バイアス　　2.5　パターン認識にまつわるバイアス　　2.6　インタレストバイアス　　2.7　ソーシャルバイアス　　2.8　個々の意思決定 vs. 全体像　　2.9　まとめ
　　3.1　アルゴリズムの簡単な例　　3.2　アルゴリズムが教えてくれること　　3.3　まとめ
　　4.1　モデル開発の概要　　4.2　ステップ1　モデルのデザイン　　4.3　ステップ2　データエンジニアリング　　4.4　ステップ3　モデル推定　　4.5　ステップ4　モデルの検証　　4.6　ステップ5　モデルの実装　　4.7　まとめ

　　5.1　機械学習の目的　　5.2　機械学習とは？　　5.3　他のモデリング手法との比較　　5.4　まとめ
　　6.1　確証バイアスの架空の事例　　6.2　戦うべきはアルゴリズムではない　　6.3　まとめ
　　7.1　データサイエンティストの確証バイアスの影響　　7.2　データサイエンティストの自我消耗の影響　　7.3　データサイエンティストの自信過剰がバイアスに与える影響　　7.4　まとめ
　　8.1　データがもたらすバイアスの概要　　8.2　A-1　主観的・定性的なデータがもたらすバイアス　　8.3　A-2　表面上は定量的に見えるデータがもたらすバイアス　　8.4　B-1　人間自身のバイアスを反映しているデータがもたらすバイアス　　8.5　B-2　衝撃的な出来事に大きな影響を受けたデータがもたらすバイアス　　8.6　C-1　コンセプト的な誤りに由来するバイアス　　8.7　C-2　データの不適切な処理がもたらすバイアス　　8.8　まとめ
　　9.1　モデルに内在する不安定性　　9.2　データに存在しない事例への対処　　9.3　反応速度（レスポンス）の重要性　　9.4　アウトカムの判定の際に働く安定性バイアス　　9.5　まとめ
　　10.1　アルゴリズムのエラー　　10.2　サンプルサイズとケースフリークエンシーの役割　　10.3　決定木による予測　　10.4　倫理的な視点から　　10.5　まとめ
　　11.1　ソーシャルメディアにおけるアルゴリズムの影響　　11.2　ユーザーの役割　　11.3　システム変更の必要性　　11.4　まとめ
　　12.1　アルゴリズムを利用する程度　　12.2　アルゴリズムの効果の評価法　　12.3　まとめ
　　13.1　損害の深刻度の評価　　13.2　バイアスの傾向の評価　　13.3　まとめ
　　14.1　一般ユーザーによる回避の取り組み　　14.2　身につけるべき習慣1　訊いて訊いて訊きまくる　　14.3　身につけるべき習慣2　推定値ではなく「不明」のラベルを付けさせる　　14.4　身につけるべき習慣3　意味のある数値を報告してもらう　　14.5　無知の知　　14.6　まとめ
　　15.1　アルゴリズムの監視とは　　15.2　代表的なメトリクス　　15.3　各分析の実践　　15.4　有意性と正常範囲　　15.5　根本原因解析　　15.6　ブラックボックス・アルゴリズムの監視　　15.7　自己改良型のアルゴリズムの監視　　15.8　まとめ
　　16.1　偏見との戦い　　16.2　アルゴリズムの役割の限定　　16.3　アルゴリズムの修正　　16.4　まとめ
　　17.1　データは新たな金（きん）　　17.2　公平なデータの生成　　17.3　まとめ
　　18.1　「ステップ1　モデルのデザイン」におけるバイアスの回避　　18.2　「ステップ2　データエンジニアリング」におけるバイアスの回避　　18.3　「ステップ3　モデル推定」におけるバイアスの回避　　18.4　「ステップ4　モデルの検証」におけるバイアスの回避　　18.5　「ステップ5　モデルの実装」におけるバイアスの回避　　18.6　まとめ
　　19.1　第1の検査——サンプルレベルの分析　　19.2　第2の検査——データリーケージ　　19.3　第3の検査——データの構造を把握するための2つの分析法　　19.4　第4の検査——異常検知のための2つの分析法　　19.5　第5の検査——保護対象の変数を使った相関分析　　19.6　第6の検査——視覚による分析　　19.7　まとめ
　　20.1　ナイロンと木綿　　20.2　機械学習はナイロンと同じ運命をたどる？　　20.3　職人ワザか機械学習か　　20.4　まとめ
　　21.1　特徴量レベルの機械学習　　21.2　機械学習を活用したセグメンテーション　　21.3　シフト効果を利用する手法　　21.4　担当者のセカンドオピニオンを引き出す手法　　21.5　まとめ
　　22.1　モデル開発時の留意点　　22.2　非常ブレーキ　　22.3　モデルの監視　　22.4　リアルタイムの機械学習　　22.5　まとめ
　　23.1　ポイント1　データのフローとウェアハウジング　　23.2　ポイント2　標準とテンプレート　　23.3　ポイント3　中庸の重要性　　23.4　ポイント4　キャリブレーション　　23.5　ポイント5　モデルの検証　　23.6　ポイント6　モデルの監視　　23.7　ポイント7　バイアスのない公平公正なデータの継続的な生成　　23.8　まとめ

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19章データのX線検査

前の章で予告したように、モデル開発におけるバイアスの回避法のうち、「サブステップ2-4　データ品質の評価」に関わるものについて、この章で詳しく見ていきましょう。データの品質をどのように確保すればよいのか、具体的な方法を紹介していきます。

この章では、データに潜在的に存在するアルゴリズミックバイアスの「種（たね）」の探知方法について掘り下げます。すでに前の章までの説明で明らかだと思いますが、私たちの「敵」は千差万別なので、データを詳しく調べてそれこそ千差万別な潜在的問題を探らなければなりません。ちょうど年に一度の健康診断で、血液や尿の検査以外にもさまざまな臓器の検査をするようなものです。

この章で私が目指すのは、6つの効率的で割と簡単な検査（ステップ）を提案して種々の分析法を紹介し、皆さんに「1,000の目と1,000の耳」をもっていただくことです。どの分析法でも（X線検査で骨折部位や内臓の損傷、誤飲した異物などが映し出されるように）「要注意領域」が鮮やかな赤で示されたマップが出来上がり、皆さんはそれを複数手にすることになります。こうなれば、有意な異常を漏れなくチェックし、（状況（コンテクスト）に関する自分の知見と、この本でこれまでに学んだこと、とくに直前の章で学んだことに基づいて）懸念材料があるか否かを判断し、「ある」場合は最良のバイアス対策を練ることも可能です。

上記6つの検査は極力系統的（システマティック）にしようと力を尽くしましたが、このプロセスが反復的（イテラティブ）なものである点は強調しておく必要があります。とくに予測変数（独立変数）の数が多い場合、まずは一部の分析法を使ってざっと調べ、最終的なモデルで使う候補として変数を選び出せたら、再度特定の分析法を使ってそれをより詳細に調べるべきかもしれません（たとえば外れ値や特定の欠損値をさらに詳しく調べてみる、など）。中でも、皆さんの専門知識に依存する「バイアス探知レーダー」に何か怪しい「影」が映ったら、とくにその必要があります。 ...