Aplicação do Algoritmo LIME para explicar como classificadores black-box usam atributos na tomada de decisão
| dc.contributor.advisor1 | Ribeiro, Marcela Xavier | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0300141044144026 | |
| dc.contributor.author | Arruda, Vinicius Gonçalves | |
| dc.date.accessioned | 2025-04-04T12:41:32Z | |
| dc.date.issued | 2025-02-24 | |
| dc.description.abstract | With the recent popularization of generative artificial intelligence, there has been an increase in concern about making understandable the determining criteria used by models to answer questions proposed by users. In this work, we sought to use Explainable AI (XAI) techniques to clarify the functioning of black-box models, those in which the path taken by the algorithm to find the answer offered is not clear. The concern about the explainability of an AI model is mainly to ensure reliability and monitor possible ethical and rights failures, such as: prejudice, discrimination, invasion of privacy, among other problems that training can cause. The black-box model chosen was the Multilayer Perceptron (MLP) and we sought to increase its explainability by applying the LIME Algorithm. The application aimed to understand the weight assigned to the attributes in the MLP decision. To this end, a weighted kNN algorithm was adjusted with the assignment of the weights found by the importance ranking of the attributes generated by LIME when applied to the MLP. Finally, performance measures such as execution time, precision, accuracy, recall, F1 Score and Jaccard were analyzed to compare the MLP with a white-box classifier, kNN. The results obtained suggest that there is an increase in the explainability of the MLP using XAI techniques and that the average performance of LIME improves the expressiveness of the global influence of the attributes in the classification model. | eng |
| dc.description.resumo | Com a recente popularização de inteligências artificiais generativas, houve um aumento na preocupação com tornar compreensíveis quais os critérios determinantes utilizados pelos modelos para responder às questões propostas pelos usuários. Neste trabalho, procurou-se utilizar técnicas de IA Explicável (XAI) para esclarecer o funcionamento de modelos black-box, aqueles em que não está claro o caminho trilhado pelo algoritmo para encontrar a resposta oferecida. A preocupação acerca da explicabilidade de um modelo de IA se dá principalmente para garantir confiabilidade e monitorar possíveis falhas éticas e de direitos, como: preconceito, discriminação, invasão de privacidade, entre outros problemas que treinamentos podem causar. O modelo black-box escolhido foi o Multilayer Perceptron (MLP) e buscou-se aumentar sua explicabilidade aplicando o Algoritmo LIME. A aplicação visou compreender o peso designado aos atributos na decisão do MLP. Para isso, ajustou-se um algoritmo kNN ponderado com a atribuição dos pesos encontrados pelo ranking de importância dos atributos gerados pelo LIME ao ser aplicado no MLP. Por fim, foram analisadas medidas de desempenho como tempo de execução, precisão, acurácia, Recall, F1 Score e Jaccard para comparar o MLP com um classificador white-box, o kNN. Os resultados obtidos sugerem que há aumento de explicabilidade do MLP utilizando técnicas de XAI e que a média do desempenho do LIME melhora a expressividade da influência global dos atributos no modelo de classificação. | |
| dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | |
| dc.identifier.citation | ARRUDA, Vinicius Gonçalves. Aplicação do Algoritmo LIME para explicar como classificadores black-box usam atributos na tomada de decisão. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21785. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/21785 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.course | Engenharia de Computação - EC | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/br/ | |
| dc.subject | Explicabilidade | |
| dc.subject | Mineração de dados | |
| dc.subject | Algoritmos | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO | |
| dc.title | Aplicação do Algoritmo LIME para explicar como classificadores black-box usam atributos na tomada de decisão | |
| dc.title.alternative | Applying the LIME Algorithm to explain how black-box classifiers use attributes in decision making | eng |
| dc.type | TCC |
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