Though algorithms promise many benefits including efficiency, objectivity and accuracy, they may also introduce or amplify biases. Here we study two well-known algorithms, namely PageRank and Who-to-Follow (WTF), and show to what extent their ranks produce inequality and inequity when applied to directed social networks. To this end, we propose a directed network model with preferential attachment and homophily (DPAH) and demonstrate the influence of network structure on the rank distributions of these algorithms. Our main findings suggest that (i) inequality is positively correlated with inequity, (ii) inequality is driven by the interplay between preferential attachment, homophily, node activity and edge density, and (iii) inequity is driven by the interplay between homophily and minority size. In particular, these two algorithms reduce, replicate and amplify the representation of minorities in top ranks when majorities are homophilic, neutral and heterophilic, respectively. Moreover, when this representation is reduced, minorities may improve their visibility in the rank by connecting strategically in the network. For instance, by increasing their out-degree or homophily when majorities are also homophilic. These findings shed light on the social and algorithmic mechanisms that hinder equality and equity in network-based ranking and recommendation algorithms.


翻译:虽然算法有望带来许多好处,包括效率、客观性和准确性,但它们也可能引入或扩大偏差。 在这里,我们研究两个众所周知的算法,即PageRank和Who-to-fo(WTF),并显示它们的排名在多大程度上造成不平等和不平等,如果适用于定向社会网络的话。为此目的,我们提出一个具有优先属性和同质(DPAH)的定向网络模式,并显示网络结构对这些算法的等级分布的影响。我们的主要调查结果表明:(一)不平等与不平等有正比关系;(二)不平等是由优惠属性、同质性、节点活动和边际密度之间的相互作用所驱动的;(三)不平等是由同质和少数群体规模之间的相互作用所驱动的。特别是,在多数群体具有同性、中立性和异性的情况下,这两种算法会减少、复制和增加少数群体在顶级中的代表性。此外,如果这种代表性减少,少数群体可以通过网络中的战略联系来提高其在排名中的知名度。例如,在多数群体同时也是基于同质性算法和平等性网络中,通过增加其外度或同质性变法性的方法和等级机制来提高他们的知名度。

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