Traditional learning approaches for classification implicitly assume that each mistake has the same cost. In many real-world problems though, the utility of a decision depends on the underlying context $x$ and decision $y$. However, directly incorporating these utilities into the learning objective is often infeasible since these can be quite complex and difficult for humans to specify. We formally study this as agnostic learning with unknown utilities: given a dataset $S = \{x_1, \ldots, x_n\}$ where each data point $x_i \sim \mathcal{D}$, the objective of the learner is to output a function $f$ in some class of decision functions $\mathcal{F}$ with small excess risk. This risk measures the performance of the output predictor $f$ with respect to the best predictor in the class $\mathcal{F}$ on the unknown underlying utility $u^*$. This utility $u^*$ is not assumed to have any specific structure. This raises an interesting question whether learning is even possible in our setup, given that obtaining a generalizable estimate of utility $u^*$ might not be possible from finitely many samples. Surprisingly, we show that estimating the utilities of only the sampled points~$S$ suffices to learn a decision function which generalizes well. We study mechanisms for eliciting information which allow a learner to estimate the utilities $u^*$ on the set $S$. We introduce a family of elicitation mechanisms by generalizing comparisons, called the $k$-comparison oracle, which enables the learner to ask for comparisons across $k$ different inputs $x$ at once. We show that the excess risk in our agnostic learning framework decreases at a rate of $O\left(\frac{1}{k} \right)$. This result brings out an interesting accuracy-elicitation trade-off -- as the order $k$ of the oracle increases, the comparative queries become harder to elicit from humans but allow for more accurate learning.


翻译:传统的分类学习方法暗含地假定,每个错误都有相同的成本。虽然在许多现实世界问题中,决定的效用取决于基本背景 $x$和美元决定。然而,将这些公用设施直接纳入学习目标往往不可行,因为这些公用设施对于人类来说可能相当复杂和困难。我们将此作为未知公用设施的一种不可知性学习:如果有一个数据集 $S = @x_1,\ldots, x_n $,每个数据点为 $x_i\sim\ mathal{D}美元,那么,一个决定的效用取决于基底背景 $x美元 。当每个数据点为 美元比值的比值比值超过多少时,学习者的目标是输出一个函数 $ 美元 。

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