Week 12 — Ethics, Adversarial ML & the Semester Retrospective第12週 — 倫理・敵対的ML・学期の総括

Friday, July 17, 2026 · the last session2026年7月17日(金)· 最終回

Prof. Joseph Austerweilオウステウェイル ジョセフ教授

Housekeeping事務連絡

  • Final paper due next Friday, Jul 24, 8 PM (~6 pages).
  • Today, in order: a short ethics lecture → the paper presentation → your final-project presentations → the semester retrospective.
  • Presenters: submit your slides via the course site before or right after class.
  • 最終レポート締切:来週金曜 7月24日 20:00(約6ページ)。
  • 本日の流れ: 短い倫理講義 → 論文発表 → 最終プロジェクト発表 → 学期の総括。
  • 発表者:スライドを提出(授業前後にコースサイトから)。

Today本日の予定

  • Ethics & adversarial ML — the machinery has a shadow倫理と敵対的ML — 仕組みには影がある 0:05
  • Paper presentation論文発表 0:20
  • Final-project presentations ×3最終プロジェクト発表 ×3 0:40
  • Semester retrospective — the map of everything学期の総括 — 全体の地図 1:16

Ethics & adversarial ML倫理と敵対的ML

The machinery has a shadow仕組みには影がある

Everything we built learns from data — and inherits what the data carries. Three shadows, each a direct callback to a tool you already own:

  • Bias — the embedding geometry from Week 11 encodes society’s stereotypes.
  • Fairness — “fair” turns out to be several conditional probabilities that conflict.
  • Brittleness — a tiny perturbation flips a confident classifier.

私たちが作ったものはすべてデータから学び — データが運ぶものを受け継ぐ。三つの影、それぞれすでに手にした道具への直接の呼び戻し:

  • バイアス — 第11週の埋め込み幾何は社会のステレオタイプを符号化する。
  • 公平性 — 「公平」は互いに衝突する複数の条件付き確率だと分かる。
  • 脆さ — 微小な摂動が自信満々の分類器を反転させる。

Embeddings carry society’s biases埋め込みは社会のバイアスを運ぶ

Week 11’s word vectors put occupation words on a gender axis nobody designed (Caliskan et al., 2017) — bias inherited from the corpus, in the geometry doing the useful work.

第11週の単語ベクトルが、誰も設計していない性別軸に職業語を並べる(Caliskan et al., 2017) — バイアスはコーパスから受け継がれ、有用な働きをする幾何に潜む。

Fairness is a conditional-probability statement公平性は条件付き確率の主張

Write \(\hat{Y}\) = decision, \(Y\) = truth, \(G\) = group, \(\hat{S}\) = score.\(\hat{Y}\) = 判定、\(Y\) = 真実、\(G\) = 集団、\(\hat{S}\) = スコア。

  • Demographic parity: \(P(\hat{Y}{=}1 \mid G)\) equal across groups
  • Equalized odds: \(P(\hat{Y}{=}1 \mid Y, G)\) equal — matched error rates
  • Calibration: \(P(Y{=}1 \mid \hat{S}, G)\) equal — a score means the same thing
  • 人口統計的平等: \(P(\hat{Y}{=}1 \mid G)\) が集団間で等しい
  • 均等化オッズ: \(P(\hat{Y}{=}1 \mid Y, G)\) が等しい — 誤り率が一致
  • 較正: \(P(Y{=}1 \mid \hat{S}, G)\) が等しい — スコアの意味が同一
  • Each is a conditional-probability equality — the objects from Part I.
  • Fairness isn’t vague: you must choose which.

Next: they can’t all hold.

  • それぞれが条件付き確率の等式 — Part Iの対象。
  • 公平性は曖昧ではない:どれかを選ぶ。

次:全部は満たせない。

You can’t have them all全部は満たせない

When base rates differ, no classifier satisfies all three (Kleinberg et al. 2016; Chouldechova 2017).基準率が異なるとき、三つすべてを満たす分類器は存在しない(Kleinberg et al. 2016; Chouldechova 2017)。

  • The COMPAS debate: ProPublica and the vendor were both right — they invoked different criteria.
  • Fairness is a modeling choice, stated in this course’s language: the math gives you the menu and the tradeoffs, not the answer.
  • COMPAS論争: ProPublicaとベンダーはどちらも正しかった — 持ち出した基準が異なっていた。
  • 公平性はモデリングの選択であり、この講義の言葉で述べられる:数学は選択肢とトレードオフを与えるが、答えは与えない。

Poll — is equal accuracy fair?小テスト — 精度が同じなら公平?

A hiring model is equally accurate for every group. Is it fair?

ある採用モデルはどの集団に対しても同じ精度だ。これは公平?

  • A. Yes — that’s what fairness means
  • B. Not necessarily — it can hide unequal errors
  • C. Only if base rates are equal across groups
  • A. はい — それこそ公平の意味
  • B. 必ずしも — 不均等な誤りを隠しうる
  • C. 集団の基準率が等しい場合のみ

Reveal答え

B — equal accuracy can hide very unequal errors.B — 等しい精度は非常に不均等な誤りを隠しうる。

  • One shared accuracy number can hide who gets the false denials and who gets the false approvals.
  • Accuracy is not a fairness criterion — name the conditional probability you care about.
  • 一つの精度の数値は、誤った却下と誤った承認が誰に向かうかを隠しうる。
  • 精度は公平性の基準ではない — 気にかける条件付き確率を名指しする。

Why not C? Base rates are the wrong suspectなぜCではない?— 基準率は真犯人ではない

Equal base rates: still unfair

  • Both groups: base rate 50%, accuracy 80%.
  • A: 90% / 70% right on positives / negatives — B the reverse.
  • A’s innocents flagged 3× as often.

基準率が等しくても不公平

  • 両集団とも:基準率50%、精度80%。
  • A:陽性/陰性で90% / 70%正解 — Bは逆。
  • Aの無実の人は3倍誤検知。

Unequal base rates: still fair

  • Both groups: 80% / 80% right on positives / negatives.
  • So accuracy = 80% at any base rate.
  • Base rates 30% vs 60%: equalized odds ✓.

基準率が違っても公平

  • 両集団とも:陽性/陰性で80% / 80%正解。
  • ゆえに精度はどの基準率でも80%
  • 基準率30%対60%でも:均等化オッズ ✓

Unfairness hides in the error mix — not in the base rates.不公平は誤りの配合に隠れる — 基準率にではない。

Adversarial examples: brittle geometry敵対的事例:脆い幾何

  • An invisible nudge flips the kiosk: tonkatsu → hamburger.
  • The attack: the loss gradient w.r.t. the inputjax.grad at \(\mathbf{x}\).
  • 見えないほどの摂動でキオスクが反転:トンカツ → ハンバーグ。
  • 攻撃は入力に関する損失の勾配jax.grad\(\mathbf{x}\) に。

Alignment: teaching values is inferenceアラインメント:価値を教えるのは推論

  • Pretraining predicts text; helpful and safe is a second step — an inference problem you already know.
  • RLHF (Week 9): fit a reward from human preferences (Bradley–Terry, \(P(A \succ B) = \sigma(r_A - r_B)\)), then optimize the policy.
  • The reward is learned and imperfect, so the optimizer hacks it — Week 8’s reward-shaping trap.
  • That’s Goodhart’s law: when a measure becomes a target, it stops being a good measure.
  • 事前学習はテキスト予測;有用で安全は第2段階 — すでに知っている推論問題。
  • RLHF(第9週):人間の選好から報酬を当てはめ(Bradley–Terry, \(P(A \succ B) = \sigma(r_A - r_B)\))、方策を最適化。
  • 報酬は学習された不完全なものなので、最適化器はそれをハックする — 第8週の報酬整形の罠。
  • それがグッドハートの法則指標が目標になると、良い指標でなくなる。

Value inference is inverse planning (Part VI) with the stakes maxed out.価値の推論は、賭け金を最大にした逆計画(Part VI)。

The full treatment is in Part IX詳細はPart IXに

The trailer ends here — Part IX carries the full treatment:

  • Adversarial examples — build the fast gradient sign method (FGSM)
  • Fairness, formally — the impossibility result as runnable code
  • Bias in data — the Word-Embedding Association Test (WEAT); the prior as power and liability
  • Alignment & safety — fit a reward, watch it get hacked

予告編はここまで — Part IXが本格的に扱う:

  • 敵対的事例 — 高速勾配符号法(FGSM)を自分で作る
  • 公平性の形式化 — 不可能性定理を実行可能なコードで
  • データのバイアス — 単語埋め込み連想テスト(WEAT);力であり負債でもある事前分布
  • アラインメントと安全性 — 報酬を当てはめ、ハックされるのを見る

Paper presentation論文発表

Final-project presentations最終プロジェクト発表

Three presentations · ~10 minutes each + brief Q&A · Background · Question · Method · Preliminary results

3件の発表 · 各約10分 + 短い質疑 · 背景 · 問い · 手法 · 予備的結果

Project 1プロジェクト 1

Project 2プロジェクト 2

Project 3プロジェクト 3

Semester retrospective学期の総括

Pulse — before we map itパルス — 地図にする前に

A quick go-around — one answer each, not a discussion:

  • Which paper this semester surprised you most?
  • Which one will you re-read in a year?

手短に一巡 — 各自ひとつ、議論ではなく:

  • 今学期、最も驚いた論文は?
  • 一年後に読み返すのはどれ?

The map of the semester学期の地図

Every paper you saw, on two axes: Marr’s level (what · how · neural) and the kind of computation (categories · structure · time · substrate). One science, many corners.

見てきたすべての論文を二軸で:Marrのレベル(何を・どのように・神経)と計算の種類(カテゴリ · 構造 · 時間 · 基盤)。一つの科学、多くの隅。

Classical cog-sci → today’s AI古典的認知科学 → 今日のAI

This course taught… …which is the seed of
Hierarchical Bayes in-context learning in LLMs
Inverse RL RLHF — learning reward from preferences
Monte Carlo / variational inference diffusion models, VI in large models
Bayes nets & causality alignment & reward modeling
Bayesian nonparametrics open-ended concept learning
この講義が教えたこと… …の種になっているもの
階層ベイズ LLMの文脈内学習
逆強化学習 RLHF — 選好から報酬を学ぶ
モンテカルロ/変分推論 拡散モデル・大規模モデルのVI
ベイズネットと因果 アラインメント・報酬モデリング
ベイズ・ノンパラメトリクス オープンエンドな概念学習

The left column isn’t history — still cog-sci’s working tools today.左の列は歴史ではない — 今も認知科学の現役の道具。

The opportunityこの機会

AI has mostly stopped looking at Bayesian models of minds — an opening:

AIは心のベイズモデルをほぼ見なくなった — それは好機:

Cognition → AI

  • AI lacks priors, structure, rational analysis.
  • Use them to understand and improve today’s systems.

認知 → AI

  • AIには事前分布・構造・合理分析が足りない。
  • それで今日のシステムを理解し、改善する。

AI → cognition

  • Classic Bayesian models need small, idealized data.
  • With AI inside, they finally meet real-world data.

AI → 認知

  • 古典的ベイズモデルは小さく理想化されたデータを要する。
  • AIを組み込めば、ついに実世界データに届く

Few people can speak both languages. As of this semester, you can.両方の言語を話せる人は少ない。今学期を終えたあなたは話せる。

What you leave with持ち帰るもの

Not a fixed set of answers — a toolkit. A generative model, a prior, an inference, the inversion of planning. You can now open a 2026 paper and see what problem it is trying to solve.

Chibany just wanted to know what was for lunch. That question — what’s hidden, given what I see? — turned out to be the whole science.

決まった答えの集合ではなく、道具箱。生成モデル、事前分布、推論、計画の反転。これで2026年の論文を開き、それがどんな問題を解こうとしているかが見える。

Chibanyはただ昼食が何かを知りたかっただけ。その問い — 見えるものから、隠れたものは何か? — が、科学そのものだった。

Thank you. — J.A.ありがとうございました。— J.A.