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Bilanciare equità e precisione nelle raccomandazioni

BankFair migliora i sistemi di raccomandazione per utenti e fornitori in mezzo a traffico variabile.

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Nel mondo digitale di oggi, i sistemi di raccomandazione giocano un ruolo fondamentale nel connettere gli utenti con contenuti o prodotti che potrebbero piacergli. Questi sistemi sono ampiamente usati su piattaforme come i siti di shopping online e i servizi di streaming video. Tuttavia, creare un sistema di raccomandazione che sia sia accurato che equo per diversi tipi di utenti e fornitori può essere una sfida.

La Necessità di Sistemi di Raccomandazione Bilanciati

Gli utenti spesso vogliono esperienze personalizzate. Si aspettano raccomandazioni che siano rilevanti per i loro interessi. I fornitori, d'altra parte, devono assicurarsi che i loro prodotti o contenuti vengano visti da un numero sufficiente di utenti nel tempo. Questo significa che un sistema di raccomandazione dovrebbe considerare simultaneamente i bisogni di entrambe le parti.

Tuttavia, utenti e fornitori non sempre hanno lo stesso livello di urgenza. Per esempio, mentre i fornitori possono concentrarsi sull'ottenere un'esposizione costante nel tempo, gli utenti tipicamente vogliono risultati rapidi e rilevanti. Questa differenza può portare a delle sfide dove il sistema fatica a soddisfare entrambi, specialmente quando il traffico degli utenti fluttua.

Sfide nel Raggiungere Equità e Accuratezza

Quando il traffico degli utenti è basso, la qualità delle raccomandazioni tende a diminuire. Questo può portare a insoddisfazione degli utenti, poiché potrebbero ricevere suggerimenti meno rilevanti. Al contrario, quando il traffico è alto, gli utenti potrebbero ricevere raccomandazioni più accurate. Il trucco è trovare un modo per mantenere sia l'equità verso i fornitori che l'accuratezza per gli utenti, indipendentemente dalla situazione del traffico.

I metodi attuali per bilanciare questi due aspetti spesso falliscono. Possono funzionare bene in condizioni stabili ma faticano quando il traffico degli utenti cambia. Questo rende importante sviluppare nuove strategie che possano adattarsi a queste fluttuazioni assicurando al contempo che entrambe le parti ottengano ciò di cui hanno bisogno.

Panoramica di BankFair

Per affrontare queste questioni, è stato introdotto un nuovo approccio chiamato BankFair. Questo modello mira a mantenere l'equità per i fornitori mentre assicura che gli utenti ricevano raccomandazioni accurate, specialmente durante il traffico degli utenti variabile. Il concetto dietro BankFair si ispira ai principi economici relativi all'allocazione delle risorse.

BankFair ha due componenti principali:

  1. Allocazione dell'Equità: Questa componente determina come allocare l'esposizione ai fornitori in base al traffico in un dato momento. Lo fa utilizzando una regola derivata dal Talmud, che aiuta a decidere come distribuire l'equità su diversi periodi di traffico.

  2. Raccomandazione Online: Questa parte si concentra sulla generazione di raccomandazioni in tempo reale per gli utenti, rispettando le linee guida di equità stabilite dalla prima componente.

Come Funziona BankFair

Modulo 1: Allocazione dell'Equità

Nel primo modulo, BankFair valuta il traffico attuale degli utenti e prevede l'esposizione necessaria per ciascun fornitore. Questa previsione aiuta a garantire che durante i periodi di alto traffico, i fornitori ottengano abbastanza esposizione per compensare i periodi di traffico più basso. Il ragionamento dietro questo approccio è che se un fornitore ha una buona esposizione quando il traffico è alto, può aiutare a recuperare i momenti in cui diminuisce.

Modulo 2: Raccomandazione Online

Il secondo modulo utilizza l'esposizione prevista per sviluppare una lista di raccomandazioni per gli utenti. Questa lista viene creata in tempo reale, permettendo al sistema di adattarsi alle esigenze immediate degli utenti, considerando anche le obbligazioni di equità verso i fornitori.

Importanza del Traffico Utente

Il traffico degli utenti è un fattore significativo su quanto possano essere equi e accurati i suggerimenti. La ricerca indica che un traffico utente più basso porta a un rischio maggiore di perdita di accuratezza per gli utenti. Questo implica che durante i periodi di basso traffico, aumenta la possibilità che gli utenti ricevano raccomandazioni scadenti. BankFair affronta questo problema regolando l'esposizione dei fornitori in base al livello attuale del traffico degli utenti.

Il Ruolo dei Principi Economici

L'approccio del modello può essere paragonato alla risoluzione di un problema di bancarotta, dove l'obiettivo è allocare risorse limitate (in questo caso, esposizione) tra diversi fornitori. Utilizzando la regola del Talmud, che sottolinea l'equità e l'equilibrio, BankFair mira a distribuire l'esposizione in un modo che avvantaggi tutte le parti coinvolte, assicurando che nessun fornitore venga trascurato nel tempo.

Validazione Sperimentale

Per dimostrare l'efficacia di BankFair, sono stati condotti ampi esperimenti. Questi test hanno utilizzato set di dati del mondo reale per valutare quanto bene BankFair performasse rispetto ai metodi esistenti. I risultati hanno costantemente dimostrato che BankFair supera i sistemi tradizionali nell'offrire sia accuratezza che equità, specialmente quando il traffico degli utenti fluttua.

Dettagli del Dataset

Sono stati utilizzati due set di dati per i test: uno raccolto da un'app di condivisione video e un altro da una piattaforma commerciale di video brevi. Questi set di dati sono stati selezionati per riflettere le interazioni reali degli utenti e i modelli di traffico.

Metriche di Valutazione

L'efficacia di BankFair è stata valutata utilizzando diverse metriche, tra cui:

  • Accuratezza: Quanto bene le raccomandazioni corrispondessero alle preferenze degli utenti.
  • Equità: Quanto bene il sistema ha garantito che i fornitori ricevessero la loro giusta quota di esposizione.
  • Esperienza Utente: La soddisfazione complessiva degli utenti con le raccomandazioni ricevute.

Risultati e Scoperte

Gli esperimenti hanno indicato che BankFair ha mantenuto con successo un equilibrio tra accuratezza e equità in diverse condizioni. Rispetto ai modelli di base, BankFair ha raggiunto livelli di accuratezza più elevati e ha assicurato che tutti i fornitori ricevessero l'esposizione minima di cui avevano bisogno.

L'Impatto delle Fluttuazioni del Traffico

Una delle scoperte chiave è stata che BankFair si è adattato bene alle fluttuazioni del traffico degli utenti. Man mano che le condizioni del traffico cambiavano, il sistema era in grado di regolare le proprie raccomandazioni di conseguenza, assicurando che gli utenti continuassero a ricevere suggerimenti rilevanti mantenendo l'equità verso i fornitori.

Coerenza in Diversi Scenari

BankFair ha performato in modo coerente in vari scenari di traffico. Anche quando il traffico era basso e il rischio di perdita di accuratezza era alto, BankFair è riuscito a mantenere soddisfatti sia gli utenti che i fornitori. Questo suggerisce che il modello è robusto e può gestire efficacemente situazioni diverse.

Conclusione

In conclusione, BankFair presenta un approccio promettente per gestire le complessità dei sistemi di raccomandazione. Concentrandosi sia sull'accuratezza degli utenti che sull'equità dei fornitori, riesce a navigare con successo le sfide poste dal traffico degli utenti fluttuante. La combinazione di allocazione dell'equità e raccomandazioni in tempo reale permette al sistema di soddisfare efficacemente i bisogni di entrambi gli utenti e i fornitori. Man mano che i sistemi di raccomandazione continuano ad evolversi, modelli come BankFair sono essenziali per creare piattaforme digitali eque dove entrambe le parti si sentano valorizzate e soddisfatte.

Fonte originale

Titolo: Guaranteeing Accuracy and Fairness under Fluctuating User Traffic: A Bankruptcy-Inspired Re-ranking Approach

Estratto: Out of sustainable and economical considerations, two-sided recommendation platforms must satisfy the needs of both users and providers. Previous studies often show that the two sides' needs show different urgency: providers need a relatively long-term exposure demand while users want more short-term and accurate service. However, our empirical study reveals that previous methods for trading off fairness-accuracy often fail to guarantee long-term fairness and short-term accuracy simultaneously in real applications of fluctuating user traffic. Especially, when user traffic is low, the user experience often drops a lot. Our theoretical analysis also confirms that user traffic is a key factor in such a trade-off problem. How to guarantee accuracy and fairness under fluctuating user traffic remains a problem. Inspired by the bankruptcy problem in economics, we propose a novel fairness-aware re-ranking approach named BankFair. Intuitively, BankFair employs the Talmud rule to leverage periods of abundant user traffic to offset periods of user traffic scarcity, ensuring consistent user service at every period while upholding long-term fairness. Specifically, BankFair consists of two modules: (1) employing the Talmud rule to determine the required fairness degree under varying periods of user traffic; and (2) conducting an online re-ranking algorithm based on the fairness degree determined by the Talmud rule. Experiments on two real-world recommendation datasets show that BankFair outperforms all baselines regarding accuracy and provider fairness.

Autori: Xiaopeng Ye, Chen Xu, Jun Xu, Xuyang Xie, Gang Wang, Zhenhua Dong

Ultimo aggiornamento: 2024-08-16 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2405.16120

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2405.16120

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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