Fair Influence Maximization: A Welfare Optimization Approach

Several behavioral, social, and public health interventions, such as suicide/HIV prevention or community preparedness against natural disasters, leverage social network information to maximize outreach. Algorithmic influence maximization techniques have been proposed to aid with the choice of "peer leaders" or "influencers" in such interventions. Yet, traditional algorithms for influence maximization have not been designed with these interventions in mind. As a result, they may disproportionately exclude minority communities from the benefits of the intervention. This has motivated research on fair influence maximization. Existing techniques come with two major drawbacks. First, they require committing to a single fairness measure. Second, these measures are typically imposed as strict constraints leading to undesirable properties such as wastage of resources. To address these shortcomings, we provide a principled characterization of the properties that a fair influence maximization algorithm should satisfy. In particular, we propose a framework based on social welfare theory, wherein the cardinal utilities derived by each community are aggregated using the isoelastic social welfare functions. Under this framework, the trade-off between fairness and efficiency can be controlled by a single inequality aversion design parameter. We then show under what circumstances our proposed principles can be satisfied by a welfare function. The resulting optimization problem is monotone and submodular and can be solved efficiently with optimality guarantees. Our framework encompasses as special cases leximin and proportional fairness. Extensive experiments on synthetic and real world datasets including a case study on landslide risk management demonstrate the efficacy of the proposed framework.Comment: The short version of this paper appears in the proceedings of AAAI-2

Information consumption on social media : efficiency, divisiveness, and trust

Over the last decade, the advent of social media has profoundly changed the way people produce and consume information online. On these platforms, users themselves play a role in selecting the sources from which they consume information, overthrowing traditional journalistic gatekeeping. Moreover, advertisers can target users with news stories using users’ personal data. This new model has many advantages: the propagation of news is faster, the number of news sources is large, and the topics covered are diverse. However, in this new model, users are often overloaded with redundant information, and they can get trapped in filter bubbles by consuming divisive and potentially false information. To tackle these concerns, in my thesis, I address the following important questions: (i) How efficient are users at selecting their information sources? We have defined three intuitive notions of users’ efficiency in social media: link, in-flow, and delay efficiency. We use these three measures to assess how good users are at selecting who to follow within the social media system in order to most efficiently acquire information. (ii) How can we break the filter bubbles that users get trapped in? Users on social media sites such as Twitter often get trapped in filter bubbles by being exposed to radical, highly partisan, or divisive information. To prevent users from getting trapped in filter bubbles, we propose an approach to inject diversity in users’ information consumption by identifying non-divisive, yet informative information. (iii) How can we design an efficient framework for fact-checking? Proliferation of false information is a major problem in social media. To counter it, social media platforms typically rely on expert fact-checkers to detect false news. However, human fact-checkers can realistically only cover a tiny fraction of all stories. So, it is important to automatically prioritizing and selecting a small number of stories for human to fact check. However, the goals for prioritizing stories for fact-checking are unclear. We identify three desired objectives to prioritize news for fact-checking. These objectives are based on the users’ perception of truthfulness of stories. Our key finding is that these three objectives are incompatible in practice.In den letzten zehn Jahren haben soziale Medien die Art und Weise, wie Menschen online Informationen generieren und konsumieren, grundlegend verändert. Auf Social Media Plattformen wählen Nutzer selbst aus, von welchen Quellen sie Informationen beziehen hebeln damit das traditionelle Modell journalistischen Gatekeepings aus. Zusätzlich können Werbetreibende Nutzerdaten dazu verwenden, um Nachrichtenartikel gezielt an Nutzer zu verbreiten. Dieses neue Modell bietet einige Vorteile: Nachrichten verbreiten sich schneller, die Zahl der Nachrichtenquellen ist größer, und es steht ein breites Spektrum an Themen zur Verfügung. Das hat allerdings zur Folge, dass Benutzer häufig mit überflüssigen Informationen überladen werden und in Filterblasen geraten können, wenn sie zu einseitige oder falsche Informationen konsumieren. Um diesen Problemen Rechnung zu tragen, gehe ich in meiner Dissertation auf die drei folgenden wichtigen Fragestellungen ein: • (i) Wie effizient sind Nutzer bei der Auswahl ihrer Informationsquellen? Dazu definieren wir drei verschiedene, intuitive Arten von Nutzereffizienz in sozialen Medien: Link-, In-Flowund Delay-Effizienz. Mithilfe dieser drei Metriken untersuchen wir, wie gut Nutzer darin sind auszuwählen, wem sie auf Social Media Plattformen folgen sollen um effizient an Informationen zu gelangen. • (ii) Wie können wir verhindern, dass Benutzer in Filterblasen geraten? Nutzer von Social Media Webseiten werden häufig Teil von Filterblasen, wenn sie radikalen, stark parteiischen oder spalterischen Informationen ausgesetzt sind. Um das zu verhindern, entwerfen wir einen Ansatz mit dem Ziel, den Informationskonsum von Nutzern zu diversifizieren, indem wir Informationen identifizieren, die nicht polarisierend und gleichzeitig informativ sind. • (iii) Wie können wir Nachrichten effizient auf faktische Korrektheit hin überprüfen? Die Verbreitung von Falschinformationen ist eines der großen Probleme sozialer Medien. Um dem entgegenzuwirken, sind Social Media Plattformen in der Regel auf fachkundige Faktenprüfer zur Identifizierung falscher Nachrichten angewiesen. Die manuelle Überprüfung von Fakten kann jedoch realistischerweise nur einen sehr kleinen Teil aller Artikel und Posts abdecken. Daher ist es wichtig, automatisch eine überschaubare Zahl von Artikeln für die manuellen Faktenkontrolle zu priorisieren. Nach welchen Zielen eine solche Priorisierung erfolgen soll, ist jedoch unklar. Aus diesem Grund identifizieren wir drei wünschenswerte Priorisierungskriterien für die Faktenkontrolle. Diese Kriterien beruhen auf der Wahrnehmung des Wahrheitsgehalts von Artikeln durch Nutzer. Unsere Schlüsselbeobachtung ist, dass diese drei Kriterien in der Praxis nicht miteinander vereinbar sind

Fair vaccination strategies with influence maximization : a case study on COVID-19

Pendant la pandémie de Covid-19, les minorités raciales et les groupes économiquement défavorisés ont connu des taux accrus d’infection, d’hospitalisation et de décès dans les zones urbaines. Cette disparité témoigne de l’oppression systématique à laquelle sont confrontées les minorités raciales et la classe ouvrière, qui s’étend évidemment aux services de santé. Les inégalités flagrantes en matière de santé étaient évidentes avant que les vaccins ne soient disponibles, nous ne pouvons donc pas simplement les attribuer à des attitudes culturelles d’hésitation à la vaccination. Dans ce travail, nous présentons des solutions pour optimiser la distribution équitable des vaccins pour différents groupes démographiques, afin de promouvoir un accès équitable aux vaccins lors du premier cycle d’attribution. Nous nous appuyons sur des travaux antérieurs pour construire des réseaux de mobilité de trois zones métropolitaines américaines en utilisant des données de visites réelles dans des lieux publics au cours des premières semaines de la pandémie. Nous proposons une nouvelle méthode utilisant la maximisation de l’influence pour détecter les quartiers les plus influents de la zone urbaine en termes d’efficacité dans la propagation de la maladie. Nous modélisons ensuite la propagation ultérieure de la maladie avec ces quartiers sélectionnés vaccinés. De plus, nous introduisons des considérations d’équité afin de mettre en œuvre un accès équitable aux vaccins pour les groupes raciaux et les groupes de revenus du réseau. Pour fusionner nos solutions avec les stratégies actuelles, nous combinons nos stratégies équitables avec une méthode de priorisation pour les groupes plus âgés du réseau.During the Covid-19 pandemic, racial minorities and economically-disadvantaged groups experienced heightened rates of infection, hospitalization and death in urban areas. This disparity speaks to the systematic oppression faced by racial minorities and the working classes, which evidently extends to healthcare provisions. The stark inequalities in health outcomes were clear before vaccines became available, so we cannot simply attribute this to cultural attitudes of vaccine hesitancy. In this work, we present solutions to optimize the fair distribution of vaccines for different demographic groups, in order to promote equitable vaccine access in the first round of allocation. We build on previous work to construct mobility networks of three US metropolitan areas using data of real visits to public places during the first weeks of the pandemic. We propose a novel method using influence maximization (IM) to detect the most influential neighborhoods in the urban area in terms of efficacy in spreading the disease. We then model the subsequent disease spread with these selected neighborhoods vaccinated. Additionally, we introduce fairness considerations, to implement equitable vaccine access for racial groups and income groups in the network. To merge our solutions with current strategies, we combine our fair strategies with a prioritization method for older-age groups in the network