
协同过滤(Collaborative Filtering, CF)是推荐系统领域的一个经典问题。近年来,研究者提出了多种新颖方法,从传统的矩阵分解到近期基于图卷积网络(Graph Convolutional Networks, GCNs)的模型。在经历了一系列激烈讨论后,学术界逐渐将关注点聚焦于采用层组合结构的线性图卷积网络(Linear GCNs),这类方法在多个数据集上已展现出当前最优的预测精度。在本工作中,我们基于神经微分方程(Neural Ordinary Differential Equations, NODEs)对这些方法进行了拓展,因为线性GCN的结构本质上可被解释为一个微分方程系统,并由此提出了一种名为可学习时间的微分方程驱动协同过滤(Learnable-Time ODE-based Collaborative Filtering, LT-OCF)的新方法。本方法的主要创新之处在于:在将线性GCN重新构建于NODE框架之上后,i)我们不再依赖人工设计的网络结构,而是通过学习获得最优架构;ii)我们学习平滑的ODE解,这类解被认为更适用于协同过滤任务;iii)我们采用多种ODE求解器进行实验,这些求解器内部构建了多样化的神经网络连接模式。此外,我们还设计了一种专为LT-OCF方法量身定制的新型训练策略。在Gowalla、Yelp2018和Amazon-Book三个基准数据集上的实验结果表明,本方法在各项指标上均显著优于现有方法。例如,在Amazon-Book数据集上,LightGCN的召回率(Recall)为0.0411,而LT-OCF达到0.0442;NDCG指标从0.0315提升至0.0341。值得一提的是,实验中一个关键发现是:在所有配置中,性能最佳的结果是由密集连接(dense connections)结构实现的,而非传统的线性连接结构。这一发现为未来协同过滤模型的架构设计提供了新的思路。