Domains where supervised models are deployed often come with task-specific constraints, such as prior expert knowledge on the ground-truth function, or desiderata like safety and fairness. We introduce a novel probabilistic framework for reasoning with such constraints and formulate a prior that enables us to effectively incorporate them into Bayesian neural networks (BNNs), including a variant that can be amortized over tasks. The resulting Output-Constrained BNN (OC-BNN) is fully consistent with the Bayesian framework for uncertainty quantification and is amenable to black-box inference. Unlike typical BNN inference in uninterpretable parameter space, OC-BNNs widen the range of functional knowledge that can be incorporated, especially for model users without expertise in machine learning. We demonstrate the efficacy of OC-BNNs on real-world datasets, spanning multiple domains such as healthcare, criminal justice, and credit scoring.


翻译:在采用受监督模型的域中,往往存在特定任务的限制,例如以前对地面真实功能的专家知识,或像安全和公平一样的偏差。我们采用新的概率框架来推理这些限制因素,并制定一个事先框架,使我们能够有效地将其纳入巴伊西亚神经网络(BNNs),包括一个可以对任务进行摊销的变体。由此产生的产出控制培训的BNN(OC-BNN)完全符合巴伊西亚不确定性量化框架,并且可以接受黑盒推断。与在无法解释的参数空间中典型的 BNN 推断不同,OC-BNNs扩大了可以纳入的功能知识范围,特别是对于没有机器学习专门知识的模型用户。我们展示了实际世界数据集中的OC-BNS的功效,涵盖多个领域,如保健、刑事司法和信用得分。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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