Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Jurandir Junior de Deus da
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFG
Texto Completo: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13113
Resumo: Interpretability is defined as the ability of a human to understand why an AI model makes certain decisions. Interpretability can be achieved through the use of interpretable models, such as linear regression and decision trees, and through model-agnostic interpretation methods, which treat any predictive model as a "black box". Another concept related to interpretability is that of Counterfactual Explanations, which show the minimal changes in inputs that would lead to different results, providing a deeper understanding of the model’s decisions. The approach proposed in this work exploits the explanatory power of Decision Trees to create a method that offers more concise explanations and counterfactual explanations. The results of the study indicate that Decision Trees not only explain the “why” of model decisions, but also show how different attribute values could result in alternative outputs.
id UFG-2_e692bdeb2772bbe4f4ad5f6fed8df70b
oai_identifier_str oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/13113
network_acronym_str UFG-2
network_name_str Repositório Institucional da UFG
repository_id_str
spelling Salvini, Rogerio Lopeshttp://lattes.cnpq.br/5009392667450875Salvini, Rogerio LopesSilva, Nadia Félix Felipe daAlonso, Eduardo José Aguilarhttp://lattes.cnpq.br/6746712218063025Silva, Jurandir Junior de Deus da2023-11-01T12:22:20Z2023-11-01T12:22:20Z2023-09-22SILVA, J. J. D. Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão. 2023. 83 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Computação) - Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2023.http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13113Interpretability is defined as the ability of a human to understand why an AI model makes certain decisions. Interpretability can be achieved through the use of interpretable models, such as linear regression and decision trees, and through model-agnostic interpretation methods, which treat any predictive model as a "black box". Another concept related to interpretability is that of Counterfactual Explanations, which show the minimal changes in inputs that would lead to different results, providing a deeper understanding of the model’s decisions. The approach proposed in this work exploits the explanatory power of Decision Trees to create a method that offers more concise explanations and counterfactual explanations. The results of the study indicate that Decision Trees not only explain the “why” of model decisions, but also show how different attribute values could result in alternative outputs.A interpretabilidade é definida como a capacidade de um ser humano entender por que um modelo de IA toma determinadas decisões. A interpretabilidade pode ser alcançada por meio do uso de modelos interpretáveis, como regressão linear e árvores de decisão, e por métodos de interpretação agnósticos de modelo,que tratam qualquer modelo preditor como uma "caixa-preta". Outro conceito relacionado à interpretabilidade é o de Explicações Contrafactuais, que mostram as mudanças mínimas nas entradas que levariam a resultados diferentes, fornecendo uma compreensão mais profunda das decisões do modelo. A abordagem proposta neste trabalho explora o poder explicativo das Árvores de Decisão para criar um método que oferece explicações mais concisas e explicações contrafactuais. Os resultados do estudo indicam que as Árvores de Decisão não apenas explicam o “porquê” das decisões do modelo, mas também mostram como diferentes valores de atributos poderiam resultar em saídas alternativas.Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2023-10-31T17:46:53Z workflow start=Step: editstep - action:claimaction No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jurandir Junior de Deus da Silva - 2023.pdf: 6874845 bytes, checksum: 3c3675817088513116b8d6261e925c69 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5)Step: editstep - action:editaction Approved for entry into archive by Luciana Ferreira(lucgeral@gmail.com) on 2023-11-01T12:22:20Z (GMT)Made available in DSpace on 2023-11-01T12:22:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jurandir Junior de Deus da Silva - 2023.pdf: 6874845 bytes, checksum: 3c3675817088513116b8d6261e925c69 (MD5) license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5) Previous issue date: 2023-09-22porUniversidade Federal de GoiásPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)UFGBrasilInstituto de Informática - INF (RMG)Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAprendizado de máquinaInterpretabilidadeÁrvores de decisãoExplicação contrafactualMachine learningInterpretabilityDecision treesCounterfactual explanationCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOInterpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisãoInterpretability of machine learning models: an approach based on decision treesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFGinstname:Universidade Federal de Goiás (UFG)instacron:UFGORIGINALDissertação - Jurandir Junior de Deus da Silva - 2023.pdfDissertação - Jurandir Junior de Deus da Silva - 2023.pdfapplication/pdf6874845http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/889f01c9-dd8a-4bf9-a714-46286849896b/download3c3675817088513116b8d6261e925c69MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/03d086c2-137e-4a6e-8fc1-785269545058/download4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/67b4981c-6753-4590-b196-a4c84ec913ac/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54tede/131132023-11-01 09:22:21.122http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalopen.accessoai:repositorio.bc.ufg.br:tede/13113http://repositorio.bc.ufg.br/tedeRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.bc.ufg.br/oai/requesttasesdissertacoes.bc@ufg.bropendoar:2023-11-01T12:22:21Repositório Institucional da UFG - Universidade Federal de Goiás (UFG)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
dc.title.none.fl_str_mv Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Interpretability of machine learning models: an approach based on decision trees
title Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão
spellingShingle Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão
Silva, Jurandir Junior de Deus da
Aprendizado de máquina
Interpretabilidade
Árvores de decisão
Explicação contrafactual
Machine learning
Interpretability
Decision trees
Counterfactual explanation
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
title_short Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão
title_full Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão
title_fullStr Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão
title_full_unstemmed Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão
title_sort Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão
author Silva, Jurandir Junior de Deus da
author_facet Silva, Jurandir Junior de Deus da
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Salvini, Rogerio Lopes
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5009392667450875
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Salvini, Rogerio Lopes
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Silva, Nadia Félix Felipe da
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Alonso, Eduardo José Aguilar
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6746712218063025
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Jurandir Junior de Deus da
contributor_str_mv Salvini, Rogerio Lopes
Salvini, Rogerio Lopes
Silva, Nadia Félix Felipe da
Alonso, Eduardo José Aguilar
dc.subject.por.fl_str_mv Aprendizado de máquina
Interpretabilidade
Árvores de decisão
Explicação contrafactual
topic Aprendizado de máquina
Interpretabilidade
Árvores de decisão
Explicação contrafactual
Machine learning
Interpretability
Decision trees
Counterfactual explanation
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.subject.eng.fl_str_mv Machine learning
Interpretability
Decision trees
Counterfactual explanation
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
description Interpretability is defined as the ability of a human to understand why an AI model makes certain decisions. Interpretability can be achieved through the use of interpretable models, such as linear regression and decision trees, and through model-agnostic interpretation methods, which treat any predictive model as a "black box". Another concept related to interpretability is that of Counterfactual Explanations, which show the minimal changes in inputs that would lead to different results, providing a deeper understanding of the model’s decisions. The approach proposed in this work exploits the explanatory power of Decision Trees to create a method that offers more concise explanations and counterfactual explanations. The results of the study indicate that Decision Trees not only explain the “why” of model decisions, but also show how different attribute values could result in alternative outputs.
publishDate 2023
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2023-11-01T12:22:20Z
dc.date.available.fl_str_mv 2023-11-01T12:22:20Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2023-09-22
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, J. J. D. Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão. 2023. 83 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Computação) - Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2023.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13113
identifier_str_mv SILVA, J. J. D. Interpretabilidade de modelos de aprendizado de máquina: uma abordagem baseada em árvores de decisão. 2023. 83 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Computação) - Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2023.
url http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13113
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Goiás
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFG
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Instituto de Informática - INF (RMG)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Goiás
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFG
instname:Universidade Federal de Goiás (UFG)
instacron:UFG
instname_str Universidade Federal de Goiás (UFG)
instacron_str UFG
institution UFG
reponame_str Repositório Institucional da UFG
collection Repositório Institucional da UFG
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/889f01c9-dd8a-4bf9-a714-46286849896b/download
http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/03d086c2-137e-4a6e-8fc1-785269545058/download
http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/67b4981c-6753-4590-b196-a4c84ec913ac/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 3c3675817088513116b8d6261e925c69
4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFG - Universidade Federal de Goiás (UFG)
repository.mail.fl_str_mv tasesdissertacoes.bc@ufg.br
_version_ 1798044384828063744