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Interpretierbares Empfehlungssystem mit heterogenen Informationen: Ein geometrisches tiefes Lernperspektive

Alex Pentland Xiaowen Dong Rodrigo Ruiz Yan Leng

Zusammenfassung

Empfehlungssysteme (RS) sind im digitalen Raum allgegenwärtig. In diesem Artikel wird ein auf tiefen Lernverfahren basierender Ansatz vorgestellt, um drei praktische Herausforderungen in RS zu bewältigen: komplexe Strukturen hochdimensionaler Daten, Rauschen in relationalen Informationen sowie die undurchsichtige Natur von maschinellen Lernalgorithmen. Unser Verfahren – Multi-Graph Graph Attention Network (MG-GAT) – lernt latente Benutzer- und Geschäftsdarstellungen, indem es eine Vielzahl von Informationen aus den Nachbarn jedes Benutzers (jedes Geschäfts) auf einem Nachbarn-Wichtigkeits-Graphen aggregiert. MG-GAT übertrifft state-of-the-art Deep-Learning-Modelle bei der Empfehlungsaufgabe, wie anhand zweier großskaliger Datensätze aus Yelp sowie vier weiterer Standard-Datensätze im Bereich RS gezeigt wird. Die verbesserte Leistung unterstreicht den Vorteil von MG-GAT, mehrmodale Merkmale in einer konsistenten Weise zu integrieren. Die Analyse der Merkmalswichtigkeit, des Nachbarn-Wichtigkeits-Graphen sowie der latenten Darstellungen liefert wertvolle Einblicke in prädiktive Merkmale sowie erklärbare Eigenschaften von Unternehmen und Benutzern. Darüber hinaus kann der gelernte Nachbarn-Wichtigkeits-Graph in verschiedenen Managementanwendungen eingesetzt werden, beispielsweise zur gezielten Kundenansprache, zur Förderung neuer Unternehmen oder zur Gestaltung von Informationsbeschaffungsstrategien. Unser Beitrag stellt eine exemplarische Anwendung großer Datenmengen mittels Deep-Learning-Modelle im Management dar und bietet gleichzeitig die notwendige Interpretierbarkeit für Entscheidungsprozesse in der Praxis.


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