Rivoluzionare le Raccomandazioni con la Conoscenza Terziaria
Un nuovo framework migliora i sistemi di raccomandazione attraverso una base di conoscenza scalabile.
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Indice
Nell'era digitale, le piattaforme che consigliano prodotti o servizi agli utenti raccolgono un sacco di dati sulle preferenze e i comportamenti degli utenti. Questi dati forniscono intuizioni su cosa piace alla gente e su cosa è interessata. La sfida nasce quando si tratta di usare efficacemente questi vecchi dati mentre nuovi dati continuano ad arrivare. È fondamentale mantenere il prezioso sapere delle interazioni passate senza perderlo quando arrivano nuovi dati.
Tradizionalmente, molti sistemi usano un metodo che si concentra sul mantenere i dati all'interno dei parametri del modello. Tuttavia, questo approccio ha le sue controindicazioni. Può essere difficile scalare, il che significa che man mano che arrivano più dati, diventa più complicato memorizzare e utilizzare tutto il sapere in modo efficiente. Il sapere contenuto nei parametri del modello non è neanche flessibile, rendendo più difficile utilizzarlo efficacemente per diversi metodi di raccomandazione.
Per affrontare questo problema, è stato proposto un nuovo framework che mira a convertire grandi quantità di dati sul comportamento degli utenti in conoscenze facilmente accessibili e utilizzabili. Questo framework si concentra sulla creazione di una base di conoscenza che memorizza informazioni importanti piuttosto che incorporare tutto nel modello. Il nuovo approccio offre un modo più scalabile e flessibile per lavorare con i dati.
L'innovazione chiave qui è il focus sullo stoccaggio di conoscenze ternarie invece di solo conoscenze unarie. La conoscenza unaria consiste solo in un tipo di punto dati, come informazioni sugli utenti o sugli Articoli. La conoscenza ternaria combina tre aspetti: l'Utente, l'articolo e il Contesto in cui avviene l'interazione. Questa conoscenza più ricca consente raccomandazioni più accurate e sfumate.
Per implementare questo framework, il team ha utilizzato un modello basato su Transformer per trasformare i dati passati in una forma strutturata. Questo modello prende i dati storici delle interazioni e li codifica in un formato facilmente interrogabile. Quando arrivano nuovi dati, può fare riferimento a questa base di conoscenza per migliorare le raccomandazioni.
In sostanza, il sistema suggerito riguarda la creazione di una base di conoscenza che funge da biblioteca. Invece di cercare di ricordare tutto all'interno del modello, il modello può fare riferimento a questa base di conoscenza esterna per ulteriori intuizioni, il che aiuta a fare raccomandazioni migliori.
La Sfida della Gestione dei Dati nei Sistemi di Raccomandazione
Ogni giorno, le piattaforme di raccomandazione raccolgono enormi volumi di dati sulle interazioni degli utenti. Tuttavia, cercare di addestrare un modello con tutti questi dati può richiedere molte risorse e risultare impraticabile. Usare solo i dati più recenti può portare a perdere opportunità, poiché preziose conoscenze contenute nei dati passati potrebbero andare perse.
Il problema principale qui è come mantenere le informazioni utili. Molti metodi esistenti si concentrano sull'aggiornamento dei parametri del modello sulla base di nuovi dati, un processo spesso descritto come apprendimento continuo. Tuttavia, questo può portare a una sfida nota come oblio catastrofico, dove il modello non riesce a ricordare informazioni importanti dai dati precedenti quando è addestrato con nuovi dati.
Ci sono due motivi principali per cui si verifica questa perdita di memoria. In primo luogo, la capacità del modello di ricordare è spesso fissa, il che significa che man mano che arrivano più dati, può solo mantenere una quantità limitata di memoria. Quando arrivano nuovi dati, il modello potrebbe dimenticare alcune informazioni vecchie per fare spazio al nuovo.
In secondo luogo, le informazioni memorizzate diventano spesso difficili da accessare in modo efficace. Gli utenti che interagiscono con gli articoli lo fanno in vari contesti, e bilanciare le conoscenze delle vecchie interazioni con quelle nuove può risultare complicato.
Per affrontare questi problemi, è stato proposto un nuovo approccio centrato sui dati, che si concentra sulla creazione di una base di conoscenza che può crescere con l'arrivo dei dati, rendendo facile recuperare e utilizzare queste informazioni.
I Vantaggi di un Approccio Centrato sui Dati
L'approccio centrato sui dati per gestire l'informazione sul comportamento degli utenti presenta diversi vantaggi chiave.
Scalabilità
La base di conoscenza può espandersi man mano che arrivano nuovi dati. Aggiungere nuove voci alla base di conoscenza richiede solo di inserire nuovi pezzi di informazioni piuttosto che modificare i parametri del modello. Questo rende la gestione molto più semplice man mano che il volume dei dati cresce.
Conservazione Esplicita della Conoscenza
La base di conoscenza memorizza conoscenze chiare e dettagliate che possono direttamente migliorare le prestazioni delle previsioni. Questa conoscenza esplicita è più facile da usare rispetto alla conoscenza implicita nascosta nei parametri del modello.
Flessibilità
La base di conoscenza è progettata per lavorare con diversi tipi di modelli di raccomandazione. Poiché non dipende da un modello specifico, consente a vari algoritmi di accedere alla conoscenza memorizzata secondo necessità.
Comprendere la Conoscenza Ternaria
Una parte significativa del nuovo approccio è l'uso della conoscenza ternaria. Invece di semplicemente indicizzare le informazioni, il sistema guarda alla combinazione di tre elementi chiave: l'utente, l'articolo e il contesto che circonda l'interazione.
Ad esempio, se una donna che vive a Los Angeles clicca su un dispositivo elettronico durante una mattina di un giorno feriale, questa interazione viene catturata come conoscenza ternaria. Analizzando queste combinazioni ternarie, il sistema può sbloccare informazioni più dettagliate e rilevanti che contribuiscono a comprendere il comportamento degli utenti.
Questo approccio ternario consente un'analisi più profonda di come vari fattori interagiscono per influenzare le azioni degli utenti. Monitorare questa interazione offre una visione più completa delle ragioni dietro i comportamenti degli utenti.
Costruire la Base di Conoscenza
Il framework descritto coinvolge due parti principali: generazione di conoscenza e utilizzo della conoscenza.
Generazione di Conoscenza
Nel processo di generazione di conoscenza, i dati storici degli utenti vengono trasformati in una base di conoscenza strutturata. Questa trasformazione sfrutta il codificatore di conoscenza, che elabora i dati vecchi in un formato che cattura le relazioni ternarie tra utenti, articoli e contesti.
Il codificatore di conoscenza è basato su un modello Transformer che si adatta a dimensioni di input variabili, rendendolo particolarmente efficace per gestire le lunghezze diverse degli input delle caratteristiche. Sottolinea le interrelazioni tra i tre elementi-utente, articolo e contesto-e genera vettori di conoscenza corrispondenti che serviranno come chiavi nella base di conoscenza.
Una volta stabilita la base di conoscenza utilizzando dati storici, può essere continuamente aggiornata man mano che arrivano nuovi dati, garantendo che rimanga attuale e pertinente.
Utilizzo della Conoscenza
Una volta catturata e organizzata la conoscenza nella base di conoscenza, può essere accessibile quando arrivano nuovi dati degli utenti. Per ogni nuovo campione, il sistema crea un insieme di query che corrispondono alla conoscenza ternaria memorizzata.
Questo significa che quando si verifica un'interazione con l'utente, il sistema può cercare conoscenze rilevanti basate sulla storia dell'utente, sull'articolo specifico in questione e sul contesto dell'interazione. I dati recuperati vengono quindi adattati per adattarsi al modello di raccomandazione attuale, migliorando ulteriormente le sue prestazioni.
Efficacia del Nuovo Approccio
Per valutare quanto bene funzioni questo nuovo framework, sono stati condotti test approfonditi su due grandi set di dati. I risultati di questi test hanno mostrato che il nuovo approccio non solo ha superato i metodi esistenti, ma ha anche mantenuto la compatibilità con una vasta gamma di algoritmi di raccomandazione.
I risultati hanno illustrato un miglioramento significativo in termini di accuratezza delle raccomandazioni e coinvolgimento degli utenti. Spostando l'attenzione dai parametri del modello a una base di conoscenza flessibile, il sistema è stato in grado di adattarsi meglio alle preferenze e ai comportamenti degli utenti in evoluzione.
Risultati Chiave e Intuizioni
Prestazioni Rispetto ai Metodi Tradizionali: Il nuovo framework ha mostrato un miglioramento costante rispetto ai metodi tradizionali. Il focus su una base di conoscenza che integra dati vecchi e nuovi si è rivelato efficace nel fornire migliori raccomandazioni agli utenti.
Importanza della Conoscenza Ternaria: L'approccio ternario è stato evidenziato come un fattore chiave nel migliorare la comprensione da parte del sistema del comportamento degli utenti. Considerando tutti e tre gli aspetti utente-articolo-contesto, il sistema ha fornito raccomandazioni più sfumate.
Adattabilità: La flessibilità della base di conoscenza le ha permesso di funzionare efficacemente con vari algoritmi di raccomandazione, dimostrando la sua robustezza in scenari diversi.
Scalabilità: La struttura della base di conoscenza le consente di crescere insieme ai dati degli utenti, garantendo che le conoscenze utili non vengano perse man mano che nuovi dati vengono aggiunti.
Aggiornamenti della Conoscenza: Il framework ha incorporato metodi efficienti per aggiornare la base di conoscenza. Questo garantisce che la conoscenza rimanga pertinente e utile nel tempo, affrontando il problema delle informazioni obsolete.
Conclusione
Il framework proposto rappresenta un significativo avanzamento nel modo in cui i sistemi di raccomandazione possono gestire e utilizzare i dati sul comportamento degli utenti. Concentrandosi su una base di conoscenza scalabile e flessibile che cattura relazioni ternarie, il sistema migliora l'accuratezza delle raccomandazioni e la soddisfazione degli utenti.
Il passaggio dal dipendere interamente da modelli basati su parametri a un approccio più centrato sui dati riflette una comprensione più profonda del comportamento e delle preferenze degli utenti. Man mano che il panorama digitale continua a crescere e evolversi, framework come questo saranno fondamentali per fornire esperienze rilevanti e personalizzate agli utenti.
Questo metodo innovativo illustra il potenziale di utilizzare i dati storici in modo significativo e azionabile, portando infine a raccomandazioni più efficaci che soddisfano le esigenze individuali degli utenti. Gli sviluppi futuri potrebbero esplorare ulteriori perfezionamenti a questo modello, migliorando ulteriormente la sua capacità di offrire esperienze personalizzate in un ambiente digitale sempre più complesso.
Titolo: D2K: Turning Historical Data into Retrievable Knowledge for Recommender Systems
Estratto: A vast amount of user behavior data is constantly accumulating on today's large recommendation platforms, recording users' various interests and tastes. Preserving knowledge from the old data while new data continually arrives is a vital problem for recommender systems. Existing approaches generally seek to save the knowledge implicitly in the model parameters. However, such a parameter-centric approach lacks scalability and flexibility -- the capacity is hard to scale, and the knowledge is inflexible to utilize. Hence, in this work, we propose a framework that turns massive user behavior data to retrievable knowledge (D2K). It is a data-centric approach that is model-agnostic and easy to scale up. Different from only storing unary knowledge such as the user-side or item-side information, D2K propose to store ternary knowledge for recommendation, which is determined by the complete recommendation factors -- user, item, and context. The knowledge retrieved by target samples can be directly used to enhance the performance of any recommendation algorithms. Specifically, we introduce a Transformer-based knowledge encoder to transform the old data into knowledge with the user-item-context cross features. A personalized knowledge adaptation unit is devised to effectively exploit the information from the knowledge base by adapting the retrieved knowledge to the target samples. Extensive experiments on two public datasets show that D2K significantly outperforms existing baselines and is compatible with a major collection of recommendation algorithms.
Autori: Jiarui Qin, Weiwen Liu, Ruiming Tang, Weinan Zhang, Yong Yu
Ultimo aggiornamento: 2024-01-22 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2401.11478
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2401.11478
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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