Recommandation séquentielle et explications

Sequential recommendation and explanations

• Auteur / Autrice : Corentin Lonjarret
• Direction : Céline Robardet, Marc Plantevit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 12/01/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale InfoMaths (Lyon ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'InfoRmatique en Images et Systèmes d'information (Ecully, Rhône ; 2003-....) - Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information / LIRIS
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : DM2L Data Mining and Machine Learning
• Jury : Président / Présidente : Elise Fromont
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Céline Robardet, Marc Plantevit, Elise Fromont, Josiane Mothe, Arnaud Soulet, Amer-Yahia Sihem
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Josiane Mothe, Arnaud Soulet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes de recommandation (informatique)

Mots clés libres

Informatique

Système de recommandation

Recommandation séquentielle

Préférences de l'utilisateur

Prédiction du comportement

Chaine de Markov

Découverte de Sous-Groupes

Information Technology

Recommender systems

Sequential recommendation

User preferences

Behavior prediction

Markov chain

Subgroup Discovery

Résumé

Ces dernière années, les systèmes de recommandation ont reçu beaucoup d'attention avec l'élaboration de nombreuses propositions qui tirent parti des nouvelles avancées dans les domaines du Machine Learning et du Deep Learning. Grâce à l'automatisation de la collecte des données des actions des utilisateurs tels que l'achat d'un objet, le visionnage d'un film ou le clic sur un article de presse, les systèmes de recommandation ont accès à de plus en plus d'information. Ces données sont des retours implicites des utilisateurs (appelé «~implicit feedback~» en anglais) et permettent de conserver l'ordre séquentiel des actions de l’utilisateur. C'est dans ce contexte qu'ont émergé les systèmes de recommandations qui prennent en compte l’aspect séquentiel des données. Le but de ces approches est de combiner les préférences des utilisateurs (le goût général de l’utilisateur) et la dynamique séquentielle (les tendances à court terme des actions de l'utilisateur) afin de prévoir la ou les prochaines actions d'un utilisateur. Dans cette thèse, nous étudions la recommandation séquentielle qui vise à prédire le prochain article/action de l'utilisateur à partir des retours implicites des utilisateurs. Notre principale contribution, REBUS, est un nouveau modèle dans lequel seuls les items sont projetés dans un espace euclidien d'une manière qui intègre et unifie les préférences de l'utilisateur et la dynamique séquentielle. Pour saisir la dynamique séquentielle, REBUS utilise des séquences fréquentes afin de capturer des chaînes de Markov d'ordre personnalisé. Nous avons mené une étude empirique approfondie et démontré que notre modèle surpasse les performances des différents modèles de l’état de l’art, en particulier sur des jeux de données éparses. Nous avons également intégré REBUS dans myCADservices, une plateforme collaborative de la société française Visiativ. Nous présentons notre retour d'expérience sur cette mise en production du fruit de nos travaux de recherche. Enfin, nous avons proposé une nouvelle approche pour expliquer les recommandations fournies aux utilisateurs. Le fait de pouvoir expliquer une recommandation permet de contribuer à accroître la confiance qu'un utilisateur peut avoir dans un système de recommandation. Notre approche est basée sur la découverte de sous-groupes pour fournir des explications interprétables d'une recommandation pour tous types de modèles qui utilisent comme données d’entrée les retours implicites des utilisateurs.

Recommender systems have received a lot of attention over the past decades with the proposal of many models that take advantage of the most advanced models of Deep Learning and Machine Learning. With the automation of the collect of user actions such as purchasing of items, watching movies, clicking on hyperlinks, the data available for recommender systems is becoming more and more abundant. These data, called implicit feedback, keeps the sequential order of actions. It is in this context that sequence-aware recommender systems have emerged. Their goal is to combine user preference (long-term users' profiles) and sequential dynamics (short-term tendencies) in order to recommend next actions to a user. In this thesis, we investigate sequential recommendation that aims to predict the user's next item/action from implicit feedback. Our main contribution is REBUS, a new metric embedding model, where only items are projected to integrate and unify user preferences and sequential dynamics. To capture sequential dynamics, REBUS uses frequent sequences in order to provide personalized order Markov chains. We have carried out extensive experiments and demonstrate that our method outperforms state-of-the-art models, especially on sparse datasets. Moreover we share our experience on the implementation and the integration of REBUS in myCADservices, a collaborative platform of the French company Visiativ. We also propose methods to explain the recommendations provided by recommender systems in the research line of explainable AI that has received a lot of attention recently. Despite the ubiquity of recommender systems only few researchers have attempted to explain the recommendations according to user input. However, being able to explain a recommendation would help increase the confidence that a user can have in a recommendation system. Hence, we propose a method based on subgroup discovery that provides interpretable explanations of a recommendation for models that use implicit feedback.