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Not Knowing in Deep Representation Learning

Descrizione del progetto

Risolvere la sfida della «scatola nera»

Con il progredire dell’apprendimento automatico e dell’IA, aumenta la complessità dei modelli che diventano sempre meno comprensibili per l’uomo. Questo fenomeno viene definito il problema della «scatola nera». Questa mancanza di chiarezza deriva da un problema di identificabilità, per cui i modelli possono esprimere lo stesso modello in innumerevoli modi nelle loro rappresentazioni interne. Questa incomprensibilità ostacola la nostra capacità di comprendere gli spunti generati da questi modelli, facendo sorgere un dilemma: accettare l’imperscrutabilità dei risultati o sacrificare la complessità del modello. In questo contesto, il progetto NoKnow, finanziato dal CER, sposta l’attenzione dalle rappresentazioni stesse ai compiti da esse risolti. Avvalendosi di strumenti della geometria differenziale e dell’inferenza bayesiana, il progetto NoKnow garantirà risultati identificabili nella molteplicità rappresentativa.

Obiettivo

Machine learning and artificial intelligence techniques are progressing at a tremendous pace and impressive results appear across scientific fields. However, as machine learning models grow in capacity, they become increasingly ‘black box’, and it becomes harder for humans to reason about the patterns discovered by the machine. A root cause of this difficulty is that most machine learning models can express the same pattern in infinitely many, equally good, ways within their internal representations of the world. This is known as an identifiability problem.

Today we lack a general solution to identifiability problems, and either give up on understanding the patterns discovered by the machine or reduce model complexity to lessen the problem. The latter also reduces the fidelity and applicability of the model. NoKnow rephrase the question of identifiability to be concerned with tasks solved by the representation rather than the representation itself. Using tools from differential geometry and Bayesian inference, we develop the theoretical tools to ensure that tasks solved in the representation have an identifiable outcome even if the representations themselves are not identifiable.

To turn theory into practice, we develop state-of-the-art algorithms for assessing the uncertainty of learned representations in order to indirectly estimate the topology of the representation manifold. We further develop novel, high-fidelity predictive models that have identifiable outcomes when trained on learned representations.

NoKnow provides the fundamental tools needed to engage with learned representations to guarantee identifiable outcomes. This, in turn, increase trust in findings as they are not dependent on arbitrariness in learned representations. As society increasingly automates decisions, this trust in machine learning becomes ever more important.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET
Contributo netto dell'UE
€ 1 999 114,00
Indirizzo
ANKER ENGELUNDS VEJ 101
2800 Kongens Lyngby
Danimarca
Regione
Danmark Hovedstaden Københavns omegn
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 999 114,00

Beneficiari (1)