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title: "Tarea 9: Modelos locales y auditoría de equidad -- Respuestas"
subtitle: "IA para Científicos Sociales - UCU"
author: "Danilo Freire"
date: "2026-04-16"
format:
  html:
    toc: true
    toc-depth: 2
    number-sections: true
    code-fold: false
lang: es
engine: knitr
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## Instrucciones

Esta es la clave de respuestas de la Tarea 9. A diferencia de las tareas del Día 4, acá [todos los bloques corren de verdad al renderizar]{.alert}: el modelo es local y no gasta peticiones de ninguna API. Hace falta Ollama corriendo con `granite4.1:3b` descargado, y los paquetes `quallmer`, `fairmodels` y `DALEX`. Los bloques con el LLM usan caché de knitr para que los renders siguientes sean rápidos. Las codificaciones a mano son ejemplos: cada estudiante puede tener juicios distintos.

### Configuración

```{r setup, message=FALSE, warning=FALSE}
library(ellmer)
library(quallmer)
library(tidyverse)

set.seed(2026)

knitr::opts_chunk$set(cache = TRUE, message = FALSE, warning = FALSE)
options(cli.progress_show_after = Inf)

consultas <- read_csv("datos/consultas_salud_mental.csv", show_col_types = FALSE)

MODELO_LOCAL <- "ollama/granite4.1:3b"
```

## Codificación con un modelo local

### Pregunta 1: Diseñar un codebook nominal

```{r p1}
codebook_motivos <- qlm_codebook(
  name = "motivos_no_consulta",
  instructions = "Leé la respuesta de una encuesta sobre salud mental. La persona explica
  por qué no consultó (o abandonó la consulta) con un profesional. Clasificá el MOTIVO
  PRINCIPAL en una de estas categorías:
  - costo: no puede pagar las sesiones, la cobertura no alcanza o el dinero es el obstáculo central
  - estigma: teme el juicio de otros (familia, trabajo, vecinos) o siente vergüenza de estar en tratamiento
  - desconfianza: no cree que la terapia o los profesionales sirvan, por experiencia propia o ajena
  - falta_tiempo: el horario o la carga de trabajo y cuidados le impiden asistir
  - autosuficiencia: considera que puede manejar o que ya manejó el problema por su cuenta
  Reglas de decisión:
  1. Si menciona dinero Y tiempo, elegí el que la persona presenta como el obstáculo decisivo.
  2. Si dice que resolvió o que maneja el problema por su cuenta, es 'autosuficiencia',
     aunque también mencione el costo o la desconfianza.
  Elegí UNA sola categoría.",
  schema = type_object(
    motivo = type_enum(
      c("costo", "estigma", "desconfianza", "falta_tiempo", "autosuficiencia"),
      "El motivo principal por el que no consultó"
    ),
    justificacion = type_string("Una oración que justifique la categoría elegida")
  ),
  role = "Sos un investigador experto en salud pública y encuestas de salud mental.",
  levels = list(motivo = "nominal", justificacion = "nominal")
)
```

**Respuesta:** las definiciones tienen que ser operacionales (qué cuenta y qué no cuenta como cada categoría), y las reglas de decisión resuelven por anticipado los casos límite, igual que en un codebook para asistentes humanos. La regla 2, por ejemplo, decide qué hacer con relatos como el S18, que menciona el costo pero termina contando que manejó el problema solo. Marcar `motivo` como `"nominal"` le dice a `quallmer` que valide con accuracy y kappa, no con correlaciones.

### Pregunta 2: Humano contra humano

```{r p2}
filas <- c(2, 4, 7, 12, 15, 18)

# Codificación propia, hecha leyendo los textos SIN mirar motivo_humano
# (estos códigos son un ejemplo; los suyos pueden diferir)
mis_codigos <- c("estigma", "desconfianza", "costo", "costo", "falta_tiempo", "costo")

comparacion_humana <- tibble(
  id = consultas$id[filas],
  mio = mis_codigos,
  equipo = consultas$motivo_humano[filas]
)
comparacion_humana

mean(comparacion_humana$mio == comparacion_humana$equipo)
```

**Respuesta:** en nuestro ejemplo coincidimos en cinco de seis: el desacuerdo es el S18, que nosotros codificamos `costo` y el equipo `autosuficiencia`. No es un error de nadie: el relato menciona los dos motivos y la frontera es genuinamente ambigua. Ese es el punto de la pregunta: si dos humanos entrenados no logran acuerdo perfecto, no tiene sentido exigírselo a un LLM. El acuerdo entre humanos marca el techo realista contra el que se evalúa al modelo, y es la razón por la que los proyectos serios reportan confiabilidad entre codificadores antes de automatizar nada.

### Pregunta 3: Codificar con el modelo local y validar

```{r p3}
codificado <- qlm_code(
  consultas$texto,
  codebook_motivos,
  model = MODELO_LOCAL,
  max_active = 1,
  params = params(temperature = 0),
  name = "granite_local"
)

gold <- qlm_humancoded(
  tibble(.id = seq_len(nrow(consultas)), motivo = consultas$motivo_humano),
  name = "humano",
  codebook = codebook_motivos
)

validacion <- qlm_validate(codificado, gold = gold, by = "motivo", level = "nominal")
as_tibble(validacion) |> select(measure, value)
```

**Respuesta:** los datos nunca salieron de la máquina: cada texto viajó al servidor local de Ollama y volvió con su categoría. Con cinco categorías, adivinar al azar daría un 20% de aciertos, así que el kappa (acuerdo corregido por azar) es la métrica honesta. En esta corrida, accuracy = 0,83 y kappa = 0,79, por encima del umbral de 0,7 del curso: el modelo local es un codificador utilizable. Aun así conviene mirar la pregunta 4 antes de declararlo confiable, porque la accuracy global puede esconder errores concentrados en una frontera.

### Pregunta 4: La tabla de confusión

```{r p4}
tabla_confusion <- as_tibble(codificado) |>
  mutate(gold = consultas$motivo_humano) |>
  count(motivo, gold)

tabla_confusion |> arrange(desc(n))

# Solo los desacuerdos
tabla_confusion |> filter(motivo != gold)
```

```{r p4b}
codebook_motivos_v2 <- qlm_codebook(
  name = "motivos_no_consulta_v2",
  instructions = "Leé la respuesta de una encuesta sobre salud mental. La persona explica
  por qué no consultó (o abandonó la consulta) con un profesional. Clasificá el MOTIVO
  PRINCIPAL en una de estas categorías:
  - costo: no puede pagar las sesiones, la cobertura no alcanza o el dinero es el obstáculo central
  - estigma: teme el juicio de otros (familia, trabajo, vecinos) o siente vergüenza de estar en tratamiento
  - desconfianza: no cree que la terapia o los profesionales sirvan, por experiencia propia o ajena
  - falta_tiempo: el horario o la carga de trabajo y cuidados le impiden asistir
  - autosuficiencia: considera que puede manejar o que ya manejó el problema por su cuenta
  Reglas de decisión:
  1. Si menciona dinero Y tiempo, elegí el que la persona presenta como el obstáculo decisivo.
  2. Si dice que resolvió o que maneja el problema por su cuenta, es 'autosuficiencia',
     aunque también mencione el costo o la desconfianza.
  3. 'desconfianza' requiere un juicio sobre la utilidad de la terapia o de los profesionales;
     si el problema es el juicio de OTRAS personas (familia, trabajo, vecinos), es 'estigma'.
  Elegí UNA sola categoría.",
  schema = type_object(
    motivo = type_enum(
      c("costo", "estigma", "desconfianza", "falta_tiempo", "autosuficiencia"),
      "El motivo principal por el que no consultó"
    ),
    justificacion = type_string("Una oración que justifique la categoría elegida")
  ),
  role = "Sos un investigador experto en salud pública y encuestas de salud mental.",
  levels = list(motivo = "nominal", justificacion = "nominal")
)

codificado_v2 <- qlm_code(
  consultas$texto,
  codebook_motivos_v2,
  model = MODELO_LOCAL,
  max_active = 1,
  params = params(temperature = 0),
  name = "granite_local_v2"
)

validacion_v2 <- qlm_validate(codificado_v2, gold = gold, by = "motivo", level = "nominal")
as_tibble(validacion_v2) |> select(measure, value)
```

**Respuesta:** la tabla de confusión convierte una lista de errores en un diagnóstico: si el modelo confunde de forma repetida un mismo par de categorías, el problema casi siempre está en el codebook, no en el modelo. Con solo 18 textos hay apenas tres desacuerdos, cada uno distinto (`costo`/`autosuficiencia`, `desconfianza`/`estigma`, `falta_tiempo`/`desconfianza`), así que no hay un único par que domine; elegimos como ejemplo la frontera entre `desconfianza` y `estigma`, porque ambas hablan de razones para no ir, pero una mira a los profesionales y la otra al entorno social. La regla nueva mejoró el resultado (accuracy 0,83 → 0,89; kappa 0,79 → 0,86), pero la advertencia de la pista es seria: con 18 textos cada caso vale 5,6 puntos de accuracy, así que una mejora de un solo acierto puede ser ruido. La forma correcta de evaluar una regla es con más datos o con varias corridas, mirando también si las justificaciones citan la regla.

### Pregunta 5: ¿El modelo local es determinista?

```{r p5}
corrida_b <- qlm_replicate(codificado, name = "corrida_b")

confiabilidad <- qlm_compare(codificado, corrida_b, by = "motivo", level = "nominal")
as_tibble(confiabilidad) |> select(measure, value)
```

**Respuesta:** con `temperature = 0` el modelo elige siempre el token más probable; en esta corrida el acuerdo entre las dos pasadas fue perfecto (kappa = 1), mucho más alto que con los modelos de la nube del Día 4 (donde además el proveedor puede cambiar el modelo sin avisar). Pero no es una garantía matemática: la aritmética de punto flotante en la GPU puede producir empates que se resuelven distinto, y actualizar Ollama o el archivo del modelo puede cambiar los resultados. Por eso la sesión 5.1 insiste en congelar y reportar la versión exacta del modelo (el digest de `ollama list`): la reproducibilidad viene del paquete completo (modelo fijo + temperatura 0 + codebook documentado), no de un solo parámetro.

## Auditoría de equidad

### Pregunta 6: Regresión logística y fairness_check()

```{r p6, cache=FALSE}
library(fairmodels)
library(DALEX)

data("german", package = "fairmodels")
german <- german |> mutate(Risk_binary = ifelse(Risk == "good", 1, 0))

# Regresión logística sin Sex como predictor.
# Quitamos Risk y Sex de los datos antes de ajustar: así la fórmula no las
# menciona y predict() funciona también sobre datos que no incluyen esas columnas.
german_glm <- german |> select(-Risk, -Sex)
glm_model <- glm(Risk_binary ~ ., data = german_glm, family = binomial)

explainer_glm <- DALEX::explain(
  glm_model,
  data = german_glm |> select(-Risk_binary),
  y = german_glm$Risk_binary,
  label = "Regresión logística",
  verbose = FALSE
)

fobject <- fairness_check(
  explainer_glm,
  protected = german$Sex,
  privileged = "male",
  cutoff = 0.5,
  verbose = FALSE
)

fobject

plot(fobject)
```

**Respuesta:** igual que en el laboratorio, la regresión logística no usa `Sex`, pero eso no garantiza equidad: otras variables (monto, historial, vivienda) pueden funcionar como proxies. En esta corrida el modelo pasa las 5/5 métricas de la regla del 80% (los ratios mujer/hombre van de 0,93 a 1,01), así que a nivel de sexo solo no se detecta una violación clara. Eso no significa que el modelo sea equitativo: la Pregunta 7 muestra que mirar solo el sexo puede esconder un problema que aparece al cruzarlo con la edad.

### Pregunta 7: Auditoría interseccional

```{r p7, cache=FALSE}
german <- german |>
  mutate(grupo = paste(
    ifelse(Sex == "male", "hombre", "mujer"),
    ifelse(Age < 35, "joven", "mayor"),
    sep = "_"
  ))

german |> count(grupo)

fobject_int <- fairness_check(
  explainer_glm,
  protected = german$grupo,
  privileged = "hombre_mayor",
  cutoff = 0.5,
  verbose = FALSE
)

fobject_int

plot(fobject_int)
```

**Respuesta:** ahora cada métrica se calcula para tres grupos contra el de referencia (`hombre_mayor`), y el modelo pasa 4/5 métricas: falla la razón de igualdad predictiva (FP/(FP+TN)), con `hombre_joven` (0,77) y `mujer_mayor` (0,78) por debajo de 0,8, mientras que `mujer_joven` (0,88) sí queda dentro del rango. Es exactamente lo que la auditoría por sexo solo no podía mostrar (la Pregunta 6 pasaba las 5/5 métricas): el sesgo no sigue una única línea divisoria sino su combinación, y el grupo más perjudicado no es necesariamente el que uno esperaría mirando cada atributo por separado. La lección metodológica es general: auditar por un atributo a la vez puede dar un falso aprobado, porque los promedios de cada grupo esconden a los subgrupos. El costo de la interseccionalidad es estadístico: cuantos más grupos, menos casos por celda y más ruidosas las métricas, así que conviene elegir las intersecciones con teoría y no probar todas las combinaciones posibles.

## Reflexión

### Pregunta 8: El párrafo para el comité de ética

**Respuesta (ejemplo):** Las respuestas que analizamos describen estados de salud mental y decisiones de tratamiento, por lo que constituyen datos sensibles en el sentido del artículo 4 de la Ley 18.331, sujetos a un régimen de protección reforzado. Por esa razón proponemos procesarlas exclusivamente en equipos del proyecto, con un modelo de lenguaje ejecutado de forma local mediante Ollama. A diferencia de una API en la nube, este diseño evita el riesgo concreto de transferir los relatos a un tercero fuera de nuestro control, donde podrían almacenarse, usarse para entrenar otros modelos o quedar expuestos en un incidente de seguridad, todo ello fuera del alcance del consentimiento que firmaron las personas participantes. Como controles adicionales, los archivos se guardarán cifrados en un equipo sin sincronización automática con servicios en la nube, los fragmentos serán seudonimizados antes de la codificación (reemplazando nombres, barrios y lugares de trabajo), y el acceso quedará limitado al equipo de investigación autorizado en este protocolo. El modelo y su versión exacta quedarán documentados para garantizar la reproducibilidad del análisis sin necesidad de volver a circular los datos. (≈170 palabras.)

### Pregunta 9: Recomendación al regulador

**Respuesta (ejemplo):** Recomendamos exigir igualdad de oportunidades: que la tasa de verdaderos positivos sea comparable entre grupos, de modo que un buen pagador tenga la misma probabilidad de obtener crédito sea cual sea su grupo. Es la métrica que mejor captura el daño regulatorio relevante (negarle crédito a quien sí iba a pagar) y la que da incentivos correctos: el banco puede cumplirla mejorando su modelo, no repartiendo cupos. El teorema de imposibilidad obliga a ser honestos sobre lo que se pierde. Si las tasas base de buen pago difieren entre grupos, un modelo con igualdad de oportunidades no tendrá paridad demográfica (aprobará proporciones distintas por grupo) y su calibración perfecta será inalcanzable al mismo tiempo. Eso significa aceptar que las proporciones globales de aprobación puedan diferir, lo que puede perpetuar brechas históricas de acceso al crédito; un regulador que priorice cerrar esas brechas preferiría paridad demográfica, al costo de aprobar más créditos que no se pagarán en algunos grupos. La elección entre esas dos pérdidas es política y debería hacerse explícita en la norma, junto con la obligación de publicar las métricas por grupo. (≈180 palabras.)