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Deepening of Recommender Systems with Explanations and their Quality Evaluation

Research Project

Project/Area Number 23K21724
Project/Area Number (Other) 21H03553 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 62020:Web informatics and service informatics-related
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

岡本 一志  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (10615032)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高間 康史  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (20313364)
吉田 真一  高知工科大学, 情報学群, 教授 (30334519)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Keywords情報推薦 / 推薦理由の説明 / 説明の効果 / 協調フィルタリング / 品質評価
Outline of Research at the Start

推薦理由の説明は,推薦結果の受容やシステムへの信頼,利用満足度などに寄与することが知られており,その機能強化に資するものである.これまでの推薦理由の説明研究は,行列で表現可能なユーザのアイテムへの評価データ(静的・単一項目)を扱ったものが主流である.本研究は,動的・複数項目の評価データ・ユーザIDの有無が混在といった,より高次の情報や複雑な状況を対象に,推薦理由を説明する情報推薦システムを開発し,理由の説明機能の品質評価法を確立する.

Outline of Annual Research Achievements

本研究は,動的・複数項目の評価データ・ユーザIDの有無が混在といった,より高次の情報や複雑な状況を対象に,推薦理由を説明する情報推薦システムを開発し,理由の説明機能の品質評価法を確立する.本年度の主な実績は次のとおり.
(1)前年度に開発した価値観に基づき推薦処理と説明を行うシステムについて,生成した推薦説明が推薦アイテムの受容に繋がるかを調査するオンライン評価実験を実施した.実験結果より,線形回帰モデルで推定した価値観より,ルールベースモデルにより推定した価値観がユーザに受容されやすい示唆を得ている.現在,推薦説明が果たす役割(透明性,信頼性,有効性など)が,ユーザのアイテムへの興味に影響を与えるかの観点で実験結果の解析に取り組んでいる.
(2)推薦システムにおける埋め込みは,ユーザやアイテムを連続なベクトル空間上に表現し,インタラクションの学習と推論に使用される.従来の埋め込み法では,ユーザ・アイテム間の関係を捉えられる一方で,ユーザ間あるいはアイテム間の依存関係を無視する可能性がある.本年度では,協調フィルタリングを対象に,葉ノードがユーザとアイテム,その他のノードがクラスタとなる階層関係を明示的に捉えられる階層型埋め込み法を開発した.評価値予測・ランキング予測実験より従来法と同程度以上の推薦精度を確認し,クラスタ分析より提案法の解釈可能性を明らかにしている.
(3)大規模言語モデル(LLM)は推薦説明に活用可能な技術のひとつである.本年度では,推薦システムが出力したアイテムが意外性(セレンディピティ)のあるものかをLLMで判断することにも取り組んだ.評価実験より,LLMによる判断は人間の意外性判断には劣るものの,ベースラインとなるセレンディピティ推薦手法と比べ同等以上の精度を示すことを確認した.得られた知見は,推薦説明エージェントへのLLM応用に活用できると期待される.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年度の当初計画では,引き続き説明機能付きの推薦システムの開発を予定しており,開発を進めることができた.加えて,推薦理由の説明効果の評価法に関する調査や,実際にオンライン実験を実施することができた.以上の理由から,おおむね順調に進展していると判断している.

Strategy for Future Research Activity

2023年度に引き続き,セッションデータや複数項目の評価データを対象とした説明機能付きの推薦システムの開発を行う.併せて,推薦理由の説明効果の評価法について関連研究の調査を進め,2023年度のオンライン実験で得られたデータの解析も実施する.

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (46 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (15 results) (of which Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 9 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A Personalised Session-Based Recommender System with Sequential Updating Based on Aggregation of Item Embeddings2024

    • Author(s)
      Yuma Nagi, Kazushi Okamoto
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E107.D Issue: 5 Pages: 638-649

    • DOI

      10.1587/transinf.2023DAP0006

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • Year and Date
      2024-05-01
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    • Author(s)
      市原 大也, 岡本 一志, 柴田 淳司
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J107-D Issue: 5 Pages: 311-322

    • DOI

      10.14923/transinfj.2023DEP0005

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2024-05-01
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    • Author(s)
      山本 亮太, 岡本 一志
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌D 情報・システム

      Volume: J107-D Issue: 3 Pages: 87-97

    • DOI

      10.14923/transinfj.2023JDP7006

    • ISSN
      1880-4535, 1881-0225
    • Year and Date
      2024-03-01
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    • Author(s)
      Nihira Kaichi、Shibata Hiroki、Takama Yasufumi
    • Journal Title

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      Volume: 28 Issue: 1 Pages: 111-121

    • DOI

      10.20965/jaciii.2024.p0111

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • Year and Date
      2024-01-20
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      Kai Sugahara, Kazushi Okamoto
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      Pattern Recognition Letters

      Volume: 180 Pages: 99-106

    • DOI

      10.1016/j.patrec.2024.03.003

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      Kaichi Nihira, Hiroki Shibata, Yasufumi Takama
    • Journal Title

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      Volume: 28 Pages: 111-121

    • DOI

      10.1109/smc53992.2023.10394368

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      Zhang Hongtao、Yoshida Shinichi、Li Zhen
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      PLOS ONE

      Volume: 19 Issue: 2 Pages: e0299083-e0299083

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0299083

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      Kai Sugahara, Kazushi Okamoto
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      Proceedings of 8th International Workshop on Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      Volume: - Pages: 153-166

    • DOI

      10.1007/978-981-99-7590-7_13

    • ISBN
      9789819975891, 9789819975907
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      Kai Sugahara, Kazushi Okamoto
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      Pattern Recognition

      Volume: 142 Pages: 109657-109657

    • DOI

      10.1016/j.patcog.2023.109657

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      Satoshi Yamada, Kazushi Okamoto, Atsushi Shibata
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      Proceedings of Joint 12th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 23rd International Symposium on Advanced Intelligent Systems

      Volume: - Pages: 1-6

    • DOI

      10.1109/scisisis55246.2022.10002111

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    • Inventor(s)
      簀河原 皆, 岡本 一志
    • Industrial Property Rights Holder
      電気通信大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-209229
    • Filing Date
      2021
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URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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