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Desafios na Avaliação de Sistemas de Recomendação

Variáveis confundidoras não observadas podem distorcer os dados, levando a conclusões erradas sobre as recomendações.

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Quando as empresas dão recomendações pros usuários, elas querem entender quão eficazes essas recomendações são. Elas geralmente se baseiam em dados passados, onde registraram o que os usuários fizeram depois de ver certas recomendações. Esse processo funciona bem quando elas podem confiar que não há fatores escondidos afetando tanto as recomendações dadas quanto as ações tomadas pelos usuários. No entanto, às vezes existem influências ocultas, conhecidas como "Confundidores não observados", que podem levar a conclusões erradas sobre quão bem um sistema de recomendação está funcionando.

O que são Confundidores Não Observados?

Confundidores não observados são variáveis que afetam tanto as recomendações feitas quanto as respostas dos usuários, mas não estão registradas nos dados. Por exemplo, se um usuário curte um determinado tipo de música, mas essa preferência não é capturada nos registros, pode parecer que uma recomendação levou a uma ação de escuta quando, na verdade, o usuário teria se envolvido com essa música de qualquer forma. Essa variável escondida pode criar estimativas tendenciosas de quão eficaz uma recomendação é.

A Importância da Estimativa Off-policy

A estimativa off-policy permite que pesquisadores avaliem quão bem uma política de recomendação diferente poderia performar usando dados coletados de uma política existente. Isso é crucial, já que realizar novos experimentos, onde uma nova política de recomendação é testada, pode ser caro. O objetivo é aprender com as ações passadas para informar melhor as recomendações futuras. No entanto, se houver confundidores não observados, a confiabilidade da estimativa off-policy é comprometida.

Por que Isso Importa para Sistemas de Recomendação

Em sistemas de recomendação, se os registros de dados são influenciados por fatores não contabilizados, as estimativas derivadas desses dados podem ser enganosas. Esse cenário é especialmente comum porque muitas técnicas usadas para analisar dados registrados se baseiam na suposição de que todos os fatores influentes são conhecidos. Se fatores significativos estão faltando, essas análises podem sugerir que uma abordagem de recomendação é melhor do que outra quando, na verdade, a diferença se deve àquelas influências não observadas.

Exemplo do Mundo Real

Considere uma situação em que uma plataforma de música recomenda músicas para usuários com base em seus hábitos de escuta passados. Se um usuário se envolve frequentemente com música pop, o sistema pode recomendar os últimos sucessos pop. No entanto, se a preferência do usuário pela música pop foi influenciada por uma tendência recente, e essa tendência não é registrada no sistema, a plataforma pode acreditar erroneamente que suas recomendações são a razão para o alto nível de engajamento. Essa situação pode levar a avaliações falsas sobre quais estratégias de recomendação são realmente eficazes.

O Papel dos Propensity Scores

Os propensity scores são usados em métodos estatísticos para estimar o efeito de um tratamento (neste caso, uma recomendação) equilibrando os confundidores observados. A ideia é controlar variáveis que você pode ver nos seus dados para fazer uma avaliação justa do efeito do tratamento. No entanto, quando variáveis de confusão são não observadas, as estimativas produzidas a partir dos propensity scores podem se tornar tendenciosas, tornando-as pouco confiáveis.

Problemas com Métodos Atuais

Os métodos existentes que avaliam a eficácia da recomendação muitas vezes não conseguem considerar confundidores não observados. Por exemplo, uma técnica comum chamada Inverse Propensity Score (IPS) depende de estimativas precisas de quão provável é que um usuário receba uma recomendação específica. Se essas estimativas ignorarem influências ocultas, a análise resultante ainda estará errada. Infelizmente, muitos pesquisadores podem não perceber que seus diagnósticos não estão equipados para detectar esse problema, levando a um ciclo contínuo de conclusões equivocadas.

Evidência Empírica

Para colocar esses conceitos em perspectiva, considere um estudo hipotético onde pesquisadores analisam o desempenho de diferentes políticas de recomendação. Se eles coletarem dados em condições onde confundidores não observados desempenham um papel, seus resultados podem mostrar que a Política A supera a Política B. No entanto, se as influências ocultas distorcerem os dados, pode acabar que, em um contexto diferente-um sem confusão- a Política B é na verdade a melhor escolha. Essa discrepância enfatiza a importância de reconhecer confundidores não observados nos processos de avaliação.

Conscientização e Direções Futuras

Ao chamar a atenção para os problemas apresentados pelos confundidores não observados, podemos ajudar pesquisadores e práticos a serem mais cautelosos em suas abordagens. Entender essas variáveis escondidas é vital para garantir que as conclusões tiradas sobre sistemas de recomendação sejam válidas.

Pesquisas futuras devem se concentrar em desenvolver melhores técnicas para identificar e lidar com confusões não observadas. Isso pode incluir novos métodos estatísticos ou maneiras aprimoradas de coletar dados que possam capturar influências adicionais. Ao fazer isso, o objetivo deve ser criar uma imagem mais clara e precisa de como diferentes estratégias de recomendação realmente se saem.

Conclusão

Em resumo, os confundidores não observados representam um desafio significativo na avaliação de sistemas de recomendação. Quando essas influências ocultas estão presentes, elas podem levar a avaliações imprecisas sobre quão bem diferentes políticas funcionam. Ao lançar luz sobre essa questão, esperamos fomentar uma consciência mais profunda dos desafios impostos pela confusão não observada. É essencial que os pesquisadores aperfeiçoem seus métodos e estejam atentos ao potencial de viés em seu trabalho, garantindo que as avaliações de sistemas de recomendação realmente reflitam sua eficácia.

Fonte original

Título: Offline Recommender System Evaluation under Unobserved Confounding

Resumo: Off-Policy Estimation (OPE) methods allow us to learn and evaluate decision-making policies from logged data. This makes them an attractive choice for the offline evaluation of recommender systems, and several recent works have reported successful adoption of OPE methods to this end. An important assumption that makes this work is the absence of unobserved confounders: random variables that influence both actions and rewards at data collection time. Because the data collection policy is typically under the practitioner's control, the unconfoundedness assumption is often left implicit, and its violations are rarely dealt with in the existing literature. This work aims to highlight the problems that arise when performing off-policy estimation in the presence of unobserved confounders, specifically focusing on a recommendation use-case. We focus on policy-based estimators, where the logging propensities are learned from logged data. We characterise the statistical bias that arises due to confounding, and show how existing diagnostics are unable to uncover such cases. Because the bias depends directly on the true and unobserved logging propensities, it is non-identifiable. As the unconfoundedness assumption is famously untestable, this becomes especially problematic. This paper emphasises this common, yet often overlooked issue. Through synthetic data, we empirically show how na\"ive propensity estimation under confounding can lead to severely biased metric estimates that are allowed to fly under the radar. We aim to cultivate an awareness among researchers and practitioners of this important problem, and touch upon potential research directions towards mitigating its effects.

Autores: Olivier Jeunen, Ben London

Última atualização: 2023-09-08 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2309.04222

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.04222

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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