AI 方法論知識地圖 · 治理與倫理

可解釋 AI (XAI)

SHAP, LIME, 反事實解釋

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觀念教學

XAI (Explainable AI) 旨在讓 AI 的決策過程透明可懂,三大主流解釋方法:

SHAP(全局 + 局部)

基於賽局理論的 Shapley Value,計算每個特徵對預測結果的貢獻度。
可看全局(哪些特徵整體最重要)也可看局部(這筆資料為什麼被判成這樣)。
比喻:像分帳,每個人(特徵)對這頓飯(預測)貢獻多少,公平算清楚。

LIME(局部解釋)

在單一預測點附近產生擾動樣本,用簡單模型(如線性迴歸)近似黑箱行為。
只解釋「這一筆」為什麼被這樣判,不管全局。
比喻:像拿放大鏡看一個點,周圍畫一條簡單的線來解釋這裡發生什麼事。

反事實解釋(Counterfactual Explanation)

告訴你「如果改變哪些條件,結果就會不同」。
例如:「如果你的年收入多 10 萬,貸款就會核准」。
重點是建議必須現實可行(不能叫你改年齡)、符合因果邏輯、遵守法規(公平放貸)。(Q31)
比喻:像 GPS 重新導航,告訴你「走錯路了,往這邊轉就能到目的地」。

簡單記法:SHAP 算貢獻 → LIME 照局部 → 反事實給建議

影像 XAI:Saliency Map 家族

表格資料用 SHAP/LIME,影像模型用 Saliency Map 系列,讓你「看到」模型在看哪裡:

Saliency Map(顯著圖)
計算輸出對每個像素的梯度,梯度越大代表該像素對預測影響越大。
結果是一張跟原圖同大小的熱力圖,亮的地方就是模型關注的區域。

Grad-CAM(梯度加權類別激活圖)
比 Saliency Map 更實用,看的是 CNN 最後一層卷積層的激活,產生粗略但直覺的熱力圖。
常見用法:疊在原圖上,紅色區域 = 模型判斷依據。

Grad-CAM++、Score-CAM
改良版,處理多物體或細粒度定位更準確。

比喻:Saliency Map 像用螢光筆在照片上畫重點,讓你知道 AI 到底在「看」哪裡做判斷。

應用場景

SHAP - 特徵貢獻度LIME - 局部解釋反事實解釋 - 改什麼能翻盤Saliency Map - 影像關注區域Grad-CAM - CNN 熱力圖模型偵錯法規遵循 (GDPR)醫療決策解釋

評估指標

SHAP 值LIME 權重特徵重要性

iPAS 歷屆考題詳解(21 題)

先自行作答,再展開詳解。題目出處均為 iPAS AI 應用規劃師正式考題,著作權屬原主辦單位。

第四梯次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第29題

在「可解釋人工智慧(Explainable AI, XAI)」領域中,LIME(Local Interpretable Model-agnostic Explanations)方法最核心的應用目的是什麼?

  1. A解釋單一樣本(局部預測)的黑箱模型決策過程
  2. B全面提升黑箱模型整體的預測準確度
  3. C將黑箱模型轉換成完全可解釋的模型作為替代
  4. D用於生成大量擬真數據來替代訓練集
看正解與逐選項詳解

正解:A

正確答案:(A) 【正解解析】 LIME(Local Interpretable Model-agnostic Explanations)的核心目的,是解釋黑箱模型對「單一樣本」的預測:在目標樣本附近產生擾動資料,觀察黑箱模型的輸出,再以線性模型等簡單可解釋模型近似該局部區域的決策行為,說明這筆資料為何被預測為此結果。其特性有二:局部(Local),只解釋單一預測而非整個模型;模型無關(Model-agnostic),不限模型種類皆可套用。常見應用如解釋單一客戶被拒貸的原因。 【為何其他選項錯了?】 - (B):LIME 是事後解釋工具,不改變模型參數,也不影響預測準確度;模型效能屬訓練與調校的範疇。 - (C):LIME 建立的簡單模型只在單一樣本附近近似黑箱行為,無法作為全域替代模型;將黑箱整體轉換為可解釋模型屬另一類作法(如全域代理模型或改用白箱模型)。 - (D):生成擬真資料以擴充或替代訓練集屬生成模型(如 GAN、VAE)的應用;LIME 的擾動取樣僅用於探測黑箱的局部行為,並非產生訓練資料。 提示:LIME 三個關鍵字:局部、模型無關、事後解釋;「提升準確度」「取代模型」「生成資料」的敘述皆非其用途。
第四梯次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第30題

在醫療診斷決策支援系統等高風險領域中,「可解釋人工智慧(Explainable AI, XAI)」的核心價值最主要呈現在哪個面向?

  1. A透過提供可理解的決策依據,促進患者與醫療專業人員對系統診斷結果的信任與接受度
  2. B以可解釋性方法優化臨床資料蒐集與管理流程,從而降低整體醫療作業成本
  3. C利用解釋機制增強模型預測的統計顯著性與準確度,使其在研究及實務應用中更具科學性
  4. D透過提供透明化的運作過程,進而減輕臨床人員負擔,並提升醫療服務的整體效率
看正解與逐選項詳解

正解:A

正確答案:(A) 【正解解析】 在醫療診斷等高風險領域,AI 的判斷直接影響病患安全,醫師必須能檢視並驗證系統的決策依據,才能負責任地採納建議。XAI 的核心價值即在提供可理解的決策依據:讓醫療專業人員得以審核模型判斷是否合理,也讓患者理解診斷結果的由來,進而建立對系統的信任與接受度。缺乏可解釋性,再準確的模型也難以在臨床情境中被採用。 【為何其他選項錯了?】 - (B):XAI 解釋的是模型的決策過程,並非優化資料蒐集與管理流程的工具,降低作業成本亦非其目的。 - (C):可解釋性與預測準確度是彼此獨立的性質,解釋機制不會提升模型的統計顯著性或準確度,兩者甚至常存在取捨關係。 - (D):透明化或許附帶提升作業效率,但在高風險領域,XAI 的核心是支撐專業審核與信任,而非減輕人力負擔;效率是次要效益,不是核心價值。 提示:高風險領域的 XAI 考點固定指向「信任與接受度」;成本、準確度、效率類敘述皆為誘答。
第四梯次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第31題

在金融科技公司的信貸決策系統中,導入反事實解釋(Counterfactual Explanation)時,實際部署往往伴隨技術與監管挑戰。下列哪一項最符合該情境下的核心挑戰?

  1. A需要建立完整的客戶行為預測模型來估算建議改變的實施成本,並整合到現有的風險管理系統架構中
  2. B必須使用聯邦學習技術保護客戶隱私,同時在分散式環境中計算跨機構的反事實解釋結果
  3. C需要建構時間序列因果圖來處理客戶信用狀況的動態變化,並預測未來可能的信用評分軌跡
  4. D生成的反事實樣本必須滿足特徵間的因果約束和業務邏輯約束,同時確保建議的改變在現實中具有可操作性且符合公平放貸法規
看正解與逐選項詳解

正解:D

正確答案:(D) 【正解解析】 反事實解釋(Counterfactual Explanation)告訴申請人:輸入特徵如何改變,決策結果就會翻轉,例如年收入增加多少即可核貸。在信貸系統實際部署時,核心挑戰在於生成的反事實樣本必須同時滿足多重約束:特徵間的因果與業務邏輯約束(不可建議改變年齡、性別等不可變特徵,特徵組合須合理)、現實可操作性(建議的改變是申請人實際做得到的),以及公平放貸等監管要求(建議不得涉及受保護屬性或構成歧視)。這正是題幹所稱技術與監管並存的挑戰。 【為何其他選項錯了?】 - (A):反事實解釋的重點是生成可行的特徵改變建議;估算客戶實施建議的成本並整合風險管理架構,並非其部署的核心挑戰。 - (B):反事實解釋是針對自家模型與單一申請案例的本地計算,不需要跨機構的分散式運算;聯邦學習處理的是跨機構協作訓練的隱私問題,與題幹情境無關。 - (C):反事實解釋回答的是「目前的特徵如何改變會翻轉當下決策」,不涉及建構時間序列因果圖或預測未來信用評分軌跡。 提示:反事實解釋部署三關鍵:因果與業務約束、現實可操作、符合公平法規;成本估算、聯邦學習、未來軌跡預測皆屬離題。
115年第一次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第26題

在可解釋 AI(Explainable AI, XAI)的分類架構中,LIME(Local Interpretable Model-agnostic Explanations)屬於哪一類解釋技術?

  1. A內建可解釋模型(Intrinsic Interpretability):模型本身具有透明的決策結構
  2. B對話式解釋系統(Conversational AI Explainer):透過互動對話提供模型解釋
  3. C後處理模型解釋(post-hoc):對已訓練模型提供外部解釋
  4. D代理模型技術(Surrogate Model):訓練另一個簡單模型來完全取代原黑盒模型 進行推論
看正解與逐選項詳解

正解:C

正確答案:(C) 【正解解析】 XAI 技術依解釋產生的時點可分為兩大類:內建可解釋模型(Intrinsic Interpretability),模型本身結構透明,如決策樹、線性迴歸,可直接解讀決策邏輯;後處理解釋(Post-hoc),在模型訓練完成後,以外部方法解釋黑箱模型的行為。LIME 屬於後者:針對特定預測結果,在該樣本的局部範圍內以簡單可解釋模型近似黑箱模型的行為,說明模型為何對這筆資料做出該判斷。因為解釋是在模型訓練之後才產生,故歸類為後處理解釋技術。 【名詞白話語典】 - Post-hoc:拉丁語,意為「事後」;在 XAI 中指模型訓練完成後才進行的解釋。 - LIME:一種解釋黑箱模型的技術,核心概念是「局部可解釋」,以簡單模型近似複雜模型在單一資料點附近的行為。 【為何其他選項錯了?】 - (A):LIME 是用來解釋黑箱模型的外部工具,本身並非結構透明的內建可解釋模型。 - (B):LIME 產出的是特徵貢獻等分析結果,並非透過互動對話提供解釋的系統。 - (D):LIME 的簡單模型僅用於「解釋」局部行為,不取代原模型進行推論;以簡單模型全面模仿並取代複雜模型,才是該選項所述代理模型技術的目標。 提示:LIME=訓練後才解釋,屬 Post-hoc;「內建可解釋」指模型本身透明,「取代原模型推論」是代理模型的定義。
115年第一次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第27題

SHAP (SHapley Additive exPlanations)值常用於分析機器學習模型的輸出行為。 下列何者最符合 SHAP 值所提供的資訊?

  1. A模型在訓練過程中,各特徵對損失函數收斂速度的影響程度
  2. B依據特徵對模型整體準確率的影響,自動篩除低重要性變數
  3. C在單一預測結果中,各輸入特徵對最終輸出所產生的貢獻分配
  4. D透過調整特徵權重,使模型在推論階段降低計算複雜度
看正解與逐選項詳解

正解:C

正確答案:(C) 【正解解析】 SHAP(SHapley Additive exPlanations)源自賽局理論的 Shapley Value,核心功能是回答:在單一預測中,各輸入特徵分別貢獻了多少。它將模型對該筆資料的預測值與全體資料平均預測值之間的差異,公平地分配給各輸入特徵,得到每個特徵的貢獻值。例如預測某屋房價 500 萬元、平均預測 300 萬元,SHAP 可拆解出坪數貢獻 +150 萬、地點貢獻 +80 萬、屋齡貢獻 -30 萬等,對應選項 (C) 所述「單一預測結果中各特徵對輸出的貢獻分配」。 【為何其他選項錯了?】 - (A):SHAP 解釋的是推論階段的預測結果,不分析訓練過程中特徵對損失函數收斂速度的影響。 - (B):彙總 SHAP 值雖可評估特徵的全域重要性,但其核心功能是解釋單一預測的貢獻,並非自動篩除變數的特徵選取工具。 - (D):SHAP 是解釋方法,不調整特徵權重,也不改變模型的推論計算複雜度。 提示:SHAP 的關鍵字是「單一預測+貢獻分配」;涉及訓練過程、變數篩選、降低計算量的敘述皆非其功能。
115年第一次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第28題

在金融業導入AI 模型與可解釋性技術時,反事實解釋(Counterfactual Explanation)最符合下列哪一種應用?

  1. A分析整體客戶群的信用風險分布,以預測未來違約率趨勢
  2. B回溯歷史呆帳案例,辨識造成違約的主要影響因素
  3. C分析在模型不變的前提下,客戶申請資料變動對授信決策結果的影響
  4. D依據客戶輪廓與行為資料,推薦最適合的金融商品以提升交叉銷售
看正解與逐選項詳解

正解:C

正確答案:(C) 【正解解析】 反事實解釋(Counterfactual Explanation)回答「如果輸入改變,結果會如何」:在模型不變的前提下,找出翻轉預測結果所需的最小輸入變動。以授信為例,對被拒貸的客戶,反事實解釋可指出「年收入增加 10 萬元,或信用卡負債減少 5 萬元,審核結果即由拒絕轉為核准」。這正對應選項 (C):分析在模型不變的前提下,客戶申請資料變動對授信決策結果的影響。 【名詞白話語典】 - 反事實解釋(Counterfactual Explanation):一種提供行動建議的解釋方法,指出使用者需改變哪些輸入,才能得到期望的輸出結果。 【為何其他選項錯了?】 - (A):分析整體客戶群的風險分布與違約率趨勢屬總體層級的描述性分析與預測,並非針對單一決策的輸入變動分析。 - (B):回溯歷史呆帳辨識主要影響因素屬歸因分析,解釋的是既有結果的成因,而非模擬輸入改變後的決策變化。 - (D):依客戶輪廓推薦金融商品屬推薦系統應用,與解釋模型決策無關。 提示:「模型不變、輸入變動、觀察決策翻轉」即反事實解釋;群體分析、歷史歸因、商品推薦皆非其定義。
115年第一次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第29題

在深度學習模型的分析與驗證過程中,研究人員有時會利用「顯著性圖(Saliency Map)」來輔助理解模型行為。下列何者最符合此技術的主要用途?

  1. A量化各輸入特徵對模型整體預測準確度的平均影響程度
  2. B標示輸入資料中對單一預測結果影響較大的區域或部分
  3. C評估在不同模型參數設定下,預測結果的穩定性變化
  4. D比較不同模型架構在測試資料上的泛化能力差異
看正解與逐選項詳解

正解:B

正確答案:(B) 【正解解析】 顯著性圖(Saliency Map)是針對「單一預測」的局部解釋技術,常用於影像任務:以類似熱力圖的方式,標示輸入資料中哪些區域或像素對模型本次預測結果的影響較大。例如模型將影像判定為貓時,顯著性圖可能顯示眼睛、耳朵與鬍鬚等區域的貢獻最高,協助研究人員理解模型做出判斷時關注的輸入部位,進而驗證模型行為是否合理。 【為何其他選項錯了?】 - (A):量化各特徵對整體預測準確度的平均影響屬全域特徵重要性分析;顯著性圖解釋的是單一預測的局部依據。 - (C):不同參數設定下預測結果的穩定性屬敏感度分析或超參數評估,與標示輸入重要區域無關。 - (D):比較不同模型架構的泛化能力屬模型評估與比較,並非解釋單一模型行為的技術。 提示:顯著性圖的關鍵字是「單一預測+標示輸入中影響大的區域」;涉及整體平均、參數穩定性、跨模型比較的敘述皆不符。
115年第一次初級AI應用規劃師第二科生成式AI應用與規劃 第41題

企業在評估 AI 決策模型是否存在資料分布偏差時,下列何者最屬於偏見檢測(Bias Detection)而非偏見緩解(Bias Mitigation)措施?

  1. A比較不同資料分布的模型預測結果分布與錯誤率
  2. B重新加權訓練樣本以平衡資料分布代表性
  3. C在推論階段加入輸出過濾規則
  4. D調整模型決策閾值(Decision Threshold)以降低預測差異
看正解與逐選項詳解

正解:A

正確答案:(A) 【正解解析】 本題區分「發現問題」與「處理問題」。偏見檢測(Bias Detection)是診斷與量測:以指標檢視模型對不同群體的表現是否存在系統性差異。選項 (A) 比較不同資料分布下的模型預測結果分布與錯誤率,正是量測偏差是否存在及其程度的檢測行為。偏見緩解(Bias Mitigation)則是檢測之後為降低或消除偏差所採取的修正措施,依介入時點可分為前處理、訓練中處理與後處理三類。 【為何其他選項錯了?】 - (B):重新加權訓練樣本以平衡資料代表性,是在訓練前調整資料的前處理緩解技術,屬修正措施而非檢測。 - (C):在推論階段加入輸出過濾規則,是在模型輸出後校正結果的後處理緩解技術。 - (D):調整決策閾值以縮小群體間預測差異,同屬後處理緩解技術,目的在改變結果而非量測偏差。 提示:「比較、量測、評估差異」是檢測;「加權、過濾、調整閾值」等改變資料或輸出的動作都是緩解。
115年第一次初級AI應用規劃師第二科生成式AI應用與規劃 第48題

某企業將機器學習模型部署於線上推薦系統。模型在測試階段表現良好,但上線數月後,點擊率與預測準確度逐漸下降。經分析發現,近期使用者行為模式與模型訓練期間的資料特徵出現顯著變化。此現象最可能屬於下列何者?

  1. A模型過度擬合訓練資料,無法泛化至未知樣本
  2. B特徵工程設計不佳,導致輸入資訊不足
  3. C資料統計特徵隨時間改變,影響模型推論效果
  4. D系統資料結構調整,造成特徵欄位錯置
看正解與逐選項詳解

正解:C

正確答案:(C) 【正解解析】 題幹特徵:模型測試階段表現良好,上線數月後點擊率與準確度「逐漸」下降,且使用者行為模式與訓練期間的資料特徵出現顯著變化。這是模型衰退(Model Decay)的典型場景,成因是資料統計特徵隨時間改變(資料漂移, Data Drift):線上輸入資料的分布逐漸偏離模型訓練時所學的分布,模型對新型態的使用者行為推論效果自然下降,對應選項 (C)。 【為何其他選項錯了?】 - (A):過度擬合的模型在測試階段即會暴露泛化不佳的問題;題幹明述測試階段表現良好,是上線後才逐漸劣化,不符。 - (B):特徵工程設計不佳屬先天缺陷,模型從一開始就會表現不好,無法解釋「先好後壞」的時間歷程。 - (D):資料結構調整造成特徵欄位錯置,通常導致系統錯誤或效能立即崩壞,而非數月間逐漸下降。 提示:「上線初期正常、隨時間逐漸劣化、行為模式改變」即指向資料漂移;一開始就差是過擬合或特徵問題,突然損壞是工程事故。
115年第二次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第30題

某法律科技公司開發一套合約風險審查系統,可自動分析合約內容並標示潛在的高風險條款。律師在使用過程中,希望了解模型做出風險判斷的依據,因此系統導入顯著性圖(Saliency Map)作為可解釋 AI 的方法。請問在此自然語言處理(Natural Language Processing, NLP)應用情境中,顯著性圖主要用來標示什麼?

  1. A合約中各段落之間的語意相似程度,協助辨識重複或可能矛盾的條款;
  2. B模型在進行預測時,輸入文字中對結果影響程度較高的文字片段;
  3. C不同版本合約之間的文字差異,用以標示新增或修改的條款位置;
  4. D模型在訓練資料中學習到的高頻詞彙,反映常見的風險相關用語
看正解與逐選項詳解

正解:B

正確答案:(B) 【正解解析】 顯著性圖(Saliency Map)標示輸入資料中對「本次預測結果」影響較大的部分。在 NLP 情境中,即是在輸入文字上標示哪些詞彙、片語或片段對模型的風險判斷貢獻最大,例如合約中特定的違約條款用語。律師據此可檢視模型判定高風險的依據是否合理,達成可解釋 AI 支援專業審核的目的。 【為何其他選項錯了?】 - (A):段落間語意相似程度屬語意相似度分析,用於比對重複或矛盾條款,並非解釋模型預測依據的技術。 - (C):標示不同版本合約的文字差異屬文件比對功能,與模型預測解釋無關。 - (D):高頻詞彙反映訓練語料的整體分布統計,無法說明模型對特定一份合約做出判斷時所依據的輸入片段。 提示:顯著性圖看的是「這一次預測中哪些輸入最有影響」;相似度分析、版本比對、詞頻統計都不是預測解釋。
115年第二次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第31題

某製造業AI 品質預測模型採用部分依賴圖(Partial Dependence Plots, PDP)分析特徵影響效果。資料科學家希望了解「溫度特徵」對良品率的整體影響趨勢,但主管進一步詢問,是否能用PDP 判斷某一筆瑕疵產品批次資料中,溫度是否為主要原因。下列何者最能說明PDP 在此情境中的限制?

  1. APDP 無法顯示模型的預測準確率;
  2. BPDP 僅能反映模型輸出結果,無法提供任何特徵影響的資訊;
  3. CPDP 僅能用於單一特徵分析,無法同時考慮多個特徵的影響;
  4. DPDP 僅呈現整體趨勢,無法判斷單一批次的原因
看正解與逐選項詳解

正解:D

正確答案:(D) 【正解解析】 部分依賴圖(Partial Dependence Plots, PDP)呈現的是特徵對模型預測的「平均影響趨勢」:將其他特徵的影響邊際化後,描繪目標特徵(如溫度)在不同取值下對預測結果的整體效果,屬全體資料層級的全域解釋。因此 PDP 適合回答「溫度整體上如何影響良品率」,但無法針對某一筆瑕疵批次進行個案歸因,不能判斷該批次的瑕疵是否主要由溫度造成;個案層級的解釋應改用 SHAP、LIME 等局部解釋方法。 【為何其他選項錯了?】 - (A):PDP 本來就不是準確率指標,此敘述雖屬事實,卻不是題幹情境(個案歸因需求)所暴露的限制。 - (B):PDP 確實能提供特徵影響資訊(平均趨勢),「無法提供任何特徵影響資訊」的敘述錯誤。 - (C):PDP 可繪製單特徵或雙特徵互動的依賴圖,「僅能單一特徵」的敘述不正確,且非本題重點。 提示:PDP 呈現全域平均趨勢,不做單筆個案歸因;個案解釋找 SHAP、LIME 等局部方法。
115年第二次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第32題

某銀行使用LIME(Local Interpretable Model-agnostic Explanations)來解釋其信貸審核模型的決策結果。分析師在閱讀解釋報告時,看到系統建立了一個簡化模型來近似原模型在該筆資料附近的行為。下列何者最能說明LIME 中代理模型(Surrogate model)的意義?

  1. A一個全局解釋所有預測的線性代理模型;
  2. B用於產生擾動資料的資料生成機制;
  3. C一種獨立訓練的生成式模型,用於輔助預測;
  4. D用於擬合原黑箱模型在目標實例附近的預測行為
看正解與逐選項詳解

正解:D

正確答案:(D) 【正解解析】 LIME 的運作流程:在目標資料點附近產生擾動樣本,將其輸入黑箱模型取得預測輸出,再以這些樣本與輸出訓練一個簡單的代理模型(Surrogate Model,常為線性模型),使其擬合原黑箱模型在該筆資料附近的預測行為。代理模型結構簡單、可直接解讀,其係數即可說明各特徵對這筆預測的影響,達成局部解釋的目的,對應選項 (D)。 【為何其他選項錯了?】 - (A):LIME 的代理模型僅在目標實例附近有效,是局部近似,並非解釋所有預測的全局代理模型。 - (B):產生擾動資料是 LIME 流程中的取樣步驟;代理模型是後續以擾動樣本訓練出的解釋模型,兩者不可混淆。 - (C):代理模型不是獨立訓練來輔助預測的生成式模型;它不參與實際推論,僅用於解釋黑箱模型的局部行為。 提示:LIME 的代理模型=在單一資料點附近模仿黑箱行為的簡單模型;「全局」「生成式」「輔助預測」皆為誘答關鍵字。
115年第二次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第37題

某醫療AI 系統使用深度學習模型分析胸腔X 光影像,判斷患者是否罹患肺炎。 醫院評估委員會要求系統必須能夠標示「影像中哪些區域對本次診斷判斷影響最大」,以供放射科醫師進行審核確認。 下列哪一種可解釋AI 技術最能直接滿足「標示影像中對預測結果影響最大的區域」此一需求?

  1. ALIME(Local Interpretable Model-agnostic Explanations);
  2. BSHAP(SHapley Additive exPlanations);
  3. C部分依賴圖(Partial Dependence Plot, PDP);
  4. D顯著性圖(Saliency Map)
看正解與逐選項詳解

正解:D

正確答案:(D) 【正解解析】 題幹需求非常具體:在影像上標示「哪些區域對本次診斷判斷影響最大」,供放射科醫師審核。顯著性圖(Saliency Map)正是為此設計的影像解釋技術:計算各像素或區域對模型預測結果的影響程度,以熱力圖形式疊加於原始影像,直接呈現模型判讀時關注的部位,最直接滿足「標示影像中對預測結果影響最大的區域」的需求。 【為何其他選項錯了?】 - (A):LIME 可對影像做局部解釋(如以超像素區塊近似),但需經擾動取樣與代理模型的間接流程;就「直接在影像上標示重要區域」而言,顯著性圖更直接。 - (B):SHAP 擅長量化各特徵的貢獻值,應用於高解析度影像時計算成本高;題幹要求的區域視覺化,顯著性圖仍是最直接的作法。 - (C):PDP 呈現特徵對預測的整體平均影響,屬全域解釋,無法標示單張 X 光影像中的重要區域。 提示:影像+「標示影響最大的區域」即對應顯著性圖;PDP 屬全域趨勢,LIME 與 SHAP 雖可解釋單筆預測,但非最直接的影像區域視覺化。
115年第二次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第42題

下列哪一項是可解釋人工智慧(XAI)領域,LIME(Local Interpretable Model- agnostic Explanations)最可能被用於的情境?

  1. A分析即時通訊系統中訊息傳輸效率的瓶頸;
  2. B建立機制以強化系統中的資料安全與隱私保護;
  3. C當某筆貸款申請被模型拒絕時,分析該筆資料中各項因素與結果之間的關聯;
  4. D監控並優化推薦系統的回應速度與系統效能,以提升整體使用體驗
看正解與逐選項詳解

正解:C

正確答案:(C) 【正解解析】 LIME(Local Interpretable Model-agnostic Explanations)是模型無關的局部解釋方法:針對「單一筆」預測結果,在該樣本附近產生擾動樣本,訓練一個簡單的可解釋代理模型,說明哪些特徵把這筆預測推向目前的結果。題幹情境「某筆貸款申請被模型拒絕,分析該筆資料中各項因素與結果之間的關聯」正是單筆決策的事後解釋需求,與 LIME 的設計目的完全對應,故 (C) 正確。 【為何其他選項錯了?】 - (A):訊息傳輸效率的瓶頸分析屬於系統效能與網路工程議題,不涉及解釋模型預測,與 XAI 無關。 - (B):資料安全與隱私保護屬於資安與治理機制,例如加密與存取控管;LIME 的功能是解釋預測結果,不提供安全防護。 - (D):推薦系統回應速度與系統效能的監控屬於維運與效能優化議題,不是解釋某筆預測結果的成因。 提示:題幹出現「解釋單筆預測的原因」即對應 LIME 這類局部解釋方法;效能與資安議題都不屬於 XAI 的範疇。
115年第二次初級AI應用規劃師第一科人工智慧基礎概論 第43題

某信用評分公司導入SHAP(SHapley Additive exPlanations)框架分析機器學習模型的輸出行為。分析師希望了解:「對於某位特定申請人被評為高風險的信用評分,各項輸入特徵分別對這個評分結果貢獻了多少」。下列哪一項最能正確說明SHAP Shapley 值在此情境中所提供的資訊?

  1. A各特徵在模型訓練過程中對結果穩定性的影響程度;
  2. B此申請人的各項特徵,分別讓風險評分上升或下降的影響程度;
  3. C各特徵在所有客戶資料中對整體預測準確度的影響程度;
  4. D各特徵在模型中被使用的頻率
看正解與逐選項詳解

正解:B

正確答案:(B) 【正解解析】 SHAP 的 Shapley 值以博弈論方法,把「某一筆預測輸出與基準值(base value)之間的差距」分配給各個輸入特徵:每項特徵的 SHAP 值代表它把這筆風險評分往上推或往下拉的幅度,所有特徵貢獻加總即等於該筆預測與基準值的差。題幹要了解「特定申請人」被評為高風險時各特徵分別貢獻多少,正是這種單筆層級的局部歸因,故 (B) 正確。 【為何其他選項錯了?】 - (A):特徵在訓練過程中對結果穩定性的影響屬於模型穩健性分析,不是 Shapley 值在預測解釋中的意義。 - (C):特徵對「所有客戶資料」整體預測準確度的影響是全域特徵重要性的概念,與特定申請人的局部貢獻屬於不同層級。 - (D):特徵在模型中被使用的頻率是模型結構的統計量(如樹模型的分裂次數),不等於它對某一筆預測的實際貢獻方向與大小。 提示:題幹鎖定「某位特定申請人」即是局部解釋;SHAP 值回答的是各特徵讓這筆評分上升或下降多少。
115年第二次初級AI應用規劃師第二科生成式AI應用與規劃 第50題

某醫院導入AI 輔助診斷系統。發生誤判導致醫療爭議時,院方與系統供應商皆無法說明模型的判斷依據。請問此案例最主要反映AI 黑箱特性在高風險應用中的哪項法律與倫理挑戰?

  1. AAI 系統無法即時更新醫療知識,導致診斷結果逐漸偏離臨床實務;
  2. BAI 系統對影像品質較敏感,設備條件不足時容易影響判斷準確性;
  3. CAI 系統儲存患者資料,若管理不當可能產生個資外洩風險;
  4. DAI 系統判斷過程不透明,發生錯誤時難以釐清相關責任歸屬
看正解與逐選項詳解

正解:D

正確答案:(D) 【正解解析】 題幹的關鍵條件是:發生誤判引起醫療爭議時,院方與供應商「皆無法說明模型的判斷依據」。這正是 AI 黑箱特性在高風險應用中的核心法律與倫理挑戰:判斷過程不透明,事後無法重建決策理由,導致醫院、醫師、系統供應商與開發者之間的責任歸屬難以釐清,也影響病患的救濟途徑與社會信任,故 (D) 正確。 【為何其他選項錯了?】 - (A):醫療知識未即時更新屬於模型維護與資料時效問題,造成的是效能逐漸退化;題幹的爭點是無法說明判斷依據,而非知識過時。 - (B):對影像品質敏感屬於模型穩健性與輸入品質問題,影響的是判斷準確性,無法解釋爭議發生後為何說不清判斷理由。 - (C):患者資料外洩是隱私與資安風險,與判斷過程不透明導致責任難以釐清是不同面向的議題。 提示:題幹強調「無法說明判斷依據」與「責任歸屬」,對應黑箱特性帶來的可解釋性與課責(Accountability)挑戰。
114年第二梯次中級AI應用規劃師第三科機器學習技術與應用 第14題

下列哪一種AI 應用情境中,模型的可解釋性(Explainability)最為關鍵?

  1. A電商平台利用深度學習模型預測用戶的下一次購買時間,以優化推播行銷策略
  2. B新創公司使用機器學習演算法自動調整廣告出價策略,以提升點擊轉換率
  3. C醫院導入AI 模型分析病患影像並給出腫瘤惡性可能性,作為臨床醫師診斷依據
  4. D銀行導入AI 模型預測客戶流失率,並自動推薦留客優惠方案
看正解與逐選項詳解

正解:C

正確答案:(C) 【正解解析】 醫療診斷屬於高風險決策場景:AI 給出的腫瘤惡性可能性會直接影響醫師的臨床判斷與病患的治療方案,一旦出錯,代價是健康與生命。醫師必須理解模型依據哪些影像特徵做出判斷,才能負責任地採納或推翻建議;醫療法規與倫理審查也對 AI 輔助診斷的透明度有嚴格要求。因此可解釋性在此情境最為關鍵,故 (C) 正確。 【為何其他選項錯了?】 - (A):預測購買時間以優化推播屬於行銷應用,預測錯誤的代價僅是行銷成效下降,評估重點在成效指標而非解釋決策依據。 - (B):廣告出價策略以點擊轉換率為主要評估標準,錯誤代價低且可快速迭代修正,對模型解釋性的需求相對次要。 - (D):客戶流失預測出錯損失的是行銷預算與部分客戶關係;金融業雖也重視解釋性,但錯誤後果的嚴重程度仍遠低於醫療診斷。 提示:錯誤代價越高的場景(醫療、司法、信貸核決),可解釋性越是必要條件而非加分項目。
115年第一次中級AI應用規劃師第一科人工智慧技術應用與規劃 第26題

某銀行導入一套 AI 授信審核系統,針對貸款申請人進行自動化決策。監理單位要求系統必須符合負責任 AI(Responsible AI)原則,特別是對被拒絕的申請人提供每筆決策的具體理由說明。從技術與合規的角度,此要求的核心能力需求為何?

  1. A系統必須在收到申請後 10 秒內自動刪除申請人個資
  2. B系統應隨機調整部分決策以確保多元性
  3. C系統必須保證所有決策準確率達到 100%
  4. D系統必須具備可解釋性(Explainability)能力,能提供特徵貢獻說明
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正解:D

正確答案:(D) 【正解解析】 「對每筆被拒絕的申請提供具體理由」在技術上即要求模型具備可解釋性(Explainability):能輸出單筆決策的特徵貢獻說明,例如以 SHAP 或 LIME 指出「負債比率過高、近期逾期紀錄」是拒貸主因。這既是負責任 AI 的透明性原則,也是金融監理上「不利決策應說明理由」的合規要求,精神上類似 GDPR 的解釋權與美國 ECOA 的不利行動通知。授信屬於高風險應用,無法說明理由的黑箱模型難以通過監理審查,故 (D) 正確。 【為何其他選項錯了?】 - (A):限時刪除個資與「說明決策理由」無關;且授信紀錄依金融法規通常負有保存義務,貿然刪除反而可能違規。 - (B):隨機調整部分決策會使審核失去一致性與可重現性,對申請人並不公平,也與「每筆決策須說明理由」的要求背道而馳。 - (C):100% 準確率在統計上不可能達成;監理要求的核心不是零錯誤,而是決策可解釋、可申訴、可課責。 提示:凡是要求對個別決策「提供理由」的情境,對應的技術能力就是可解釋性與特徵貢獻說明。
115年第一次中級AI應用規劃師第一科人工智慧技術應用與規劃 第28題

一位資料科學家使用 XGBoost 建立信用風險評分模型,並使用 SHAP 解釋模型對某申請人的預測結果。SHAP summary plot 顯示該樣本中「月收入」的 SHAP 值為-2.3,「負債比率」為+1.8,其中 SHAP 值代表各特徵對模型輸出值的影響程度與方向。關於對 SHAP 值的解讀,下列敘述何者正確?

  1. A「月收入」的SHAP值-2.3代表該特徵使此申請人的違約預測機率降低了2.3%
  2. B「月收入」的 SHAP 值-2.3 代表相對於基準值(base value),此特徵將模型輸出值往負方向推移了 2.3個單位,表示月收入對該申請人有降低違約風險的貢獻
  3. CSHAP 值為負代表該特徵對模型整體來說是不重要的特徵,應考慮從模型中移除
  4. D負債比率」SHAP 值+1.8代表負債比率是整個訓練集中對違約影響最大的特徵
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正解:B

正確答案:(B) 【正解解析】 SHAP 值的正確讀法:以基準值(base value,通常是訓練集預測輸出的平均)為起點,每個特徵的 SHAP 值代表「該特徵把這一筆樣本的模型輸出往正或負方向推移了多少單位」,所有特徵貢獻加總後恰等於該筆樣本的實際輸出(可加性)。因此「月收入 SHAP=-2.3」表示:相對於基準值,月收入這項特徵把該申請人的模型輸出往負方向(降低違約分數)推移了 2.3 個單位。注意單位是模型輸出空間(XGBoost 二元分類常為 log-odds),不是百分比,故 (B) 正確。 【為何其他選項錯了?】 - (A):把 -2.3 解讀為「違約機率降低 2.3%」是單位錯誤;SHAP 值位於模型輸出空間(如 log-odds),需經轉換才能對應機率變化,不能直接視為百分比。 - (C):SHAP 值的正負代表影響「方向」,不代表重要性低;|SHAP| 越大代表影響力越高,-2.3 的月收入是這筆預測的高影響特徵,不應以此為由移除。 - (D):+1.8 只是「這一筆樣本」的局部貢獻;要評估整個訓練集的全域重要性,須看所有樣本 |SHAP| 的平均,不能以單筆數值推論。 提示:SHAP 值有方向、有大小、屬單筆層級,單位跟隨模型輸出空間;局部貢獻與全域重要性不可混用。
115年第一次中級AI應用規劃師第一科人工智慧技術應用與規劃 第29題

某工程師為一套卷積神經網路(CNN)的醫療影像輔助診斷系統設計模型可解釋性機制。該系統需滿足下列需求:1.能向醫師說明影像被判定為異常的原因2.支援近即時推論,每次解釋須於 200 毫秒內完成,且不可進行大量重複採樣計算3.解釋結果須以影像中具代表性的視覺化像素區域呈現在此情境下,下列何種方法最為適合?

  1. A使用 LIME,透過超像素擾動取樣分析影像區塊對預測的影響
  2. B使用 SHAP KernelExplainer,計算各像素的 Shapley 值並疊加於原始影像
  3. C使用 Grad-CAM(Class Activation Map),透過梯度反向傳播生成類別關注區域
  4. D使用 SHAP TreeExplainer,計算特徵貢獻並以熱力圖呈現
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正解:C

正確答案:(C) 【正解解析】 逐條對照需求:(1) 要解釋影像被判定異常的原因、(3) 要以視覺化像素區域呈現,Grad-CAM 以目標類別對最後卷積層特徵圖的梯度加權,生成類別關注熱區圖,可直接疊加於原始影像供醫師判讀;(2) 須於 200 毫秒內完成且不可大量重複採樣,Grad-CAM 只需一次前向傳播加一次反向傳播,計算成本接近單次推論,適合近即時場景。三項需求全部符合,且 Grad-CAM 本來就是針對 CNN 設計的解釋方法,故 (C) 正確。 【為何其他選項錯了?】 - (A):LIME 需對影像做大量超像素擾動,執行數百至上千次模型推論再訓練局部代理模型,單次解釋常需數秒以上,無法滿足 200 毫秒與不可大量採樣的限制。 - (B):SHAP KernelExplainer 是模型無關的採樣方法,計算量比 LIME 更大,逐像素計算 Shapley 值在近即時場景並不可行。 - (D):SHAP TreeExplainer 雖然快速,但僅適用於樹模型(如 XGBoost、隨機森林),無法套用於 CNN。 提示:CNN、視覺化熱區、低延遲三個條件同時出現時對應 Grad-CAM;採樣型解釋法(LIME、KernelSHAP)與即時需求互斥。
115年第一次中級AI應用規劃師第三科機器學習技術與應用 第37題

某銀行導入 AI 貸款審核系統,監管要求每筆被拒絕的申請須提供可理解的拒絕原因。技術主管評估以下方案,哪一種最能實現個別預測的局部可解釋性(Local Explainability)?

  1. ASHAP(SHapley Additive exPlanations)值:計算每個特徵對單筆預測的貢獻
  2. B全域特徵重要性(Global Feature Importance):說明整體特徵影響,無法解釋單一個案
  3. CGrad-CAM(Gradient-weighted Class Activation Mapping):以熱力圖解釋影像模型
  4. D混淆矩陣(Confusion Matrix):呈現整體分類表現
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正解:A

正確答案:(A) 【正解解析】 SHAP 基於博弈論的 Shapley 值,為「單筆預測」計算每個特徵的貢獻:例如這位申請人的負債比率拉低多少分、收入穩定度增加多少分,各特徵貢獻加總即可重建該筆預測與基準值的差距。這正是「每筆被拒申請都要提供可理解原因」所需的局部可解釋性(Local Explainability),輸出可直接轉換為逐案的拒絕理由說明,符合監管要求,故 (A) 正確。 【為何其他選項錯了?】 - (B):全域特徵重要性描述模型整體行為,選項本身即說明「無法解釋單一個案」,不符合逐案說明的需求。 - (C):Grad-CAM 是針對 CNN 影像模型產生類別關注熱力圖的方法;信貸審核處理的是表格資料,方法與資料型態不匹配。 - (D):混淆矩陣呈現整體分類表現(TP、FP、TN、FN 統計),屬於模型評估工具,無法說明個別申請被拒絕的原因。 提示:單筆解釋(局部)對應 SHAP、LIME;整體趨勢(全域)對應特徵重要性;影像模型對應 Grad-CAM。

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