Universality of path algebra for recommendation problems
Authors: Κυριακίδη Μαρία-Ελένη 
Published: October 2021

Οι άνθρωποι αλληλεπιδρούν με διαδικτυακά συστήματα σε καθημερινή βάση για πολλα­πλών ειδών δραστηριότητες. Τα συστήματα αυτά προσφέρουν μια πρωτόγνωρη πληθώρα προϊόντων και υπηρεσιών. Για να βοηθήσουν τους χρήστες να κάνουν την καλύτερη δυνατή επιλογή, τα συστήματα συστάσεων έρχονται να δώσουν λύση στην κατάσταση. Τα πρώιμα συστήματα συστάσεων υποθέτουν ένα απλό μοντέλο που περιλαμβάνει δύο ειδών οντότητες: χρήστες (που δέχονται τις συστάσεις) και αντικείμενα (που αποτελούν την σύσταση). Η εξέλιξη των σημερινών εφαρμογών ώστε να καλύπτουν όλο και καλύτερα νέες ανάγκες χρήσης, αύξησε την πολυπλοκότητά τους και άνοιξε την πρόσβαση σε πιο πλούσιους, πολυδιάσταστους τύπους δεδομένων που εμπλέκουν διαφορετικών τύπων οντότητες. Η υπάρχουσα δουλειά στην περιοχή αυτή τη στιγμή παρέχει μια πληθώρα προσεγγίσεων που διαφέρουν στη φιλοσοφία τους, στους αλγορίθμους που χρησιμοποι­ούν και στο σύνολο των χαρακτηριστικών τους, που προσπαθούν να αντιμετωπίσουν διάφορες περιπτώσεις χρήσης που σχετίζονται με παροχή συστάσεων. Αναπόφευκτα, αυτό έχει οδηγήσει σε ένα μεγάλο αριθμό από λύσεις που ενώ φαινομενικά αντιμετωπίζουν διαφορετικά προβλήματα, περιλαμβάνουν κοινά τμήματα στον τρόπο επίλυσης και οι δι­αφορές μεταξύ τους δεν είναι ξεκάθαρες. Στην παρούσα διατριβή εξετάζουμε εάν είναι δυνατόν να κατασκευάσει κάποιος ένα μικρό σύνολο διαστάσεων (δλδ. τελεστών), οι οποίες να περιγράφουν με ακρίβεια το χώρο των προβλημάτων συστάσεων, περιλαμβά­νοντας κάθε περίπτωση σύστασης. Επιχειρηματολογούμε ότι ένα πρόβλημα σύστασης μπορεί να γενικευθεί ως πρόβλημα εξερεύνησης γράφου, και περιγράφουμε ένα γραφο­-θεωρητικό πλαίσιο με δύο βασικά τμήματα: (α) ένα γράφο συστάσεων που μοντελοποιεί όλα τα στοιχεία μιας εφαρμογής εξετάζοντας τα από την οπτική γωνία της παροχής συστά­σεων και που περιλαμβάνει, τα υποκείμενα της σύστασης (που είναι οι αποδέκτες συστά­σεων), τα αντικείμενα της σύστασης (που προτείνονται στα υποκείμενα) και τις μεταξύ τους σχέσεις; (β) ένα σύνολο από τελεστές μονοπατιών που παράγει νέες ακμές, δλδ, έμμεσες ή άγνωστες συσχετίσεις, διασχίζοντας και συνδυάζοντας μονοπάτια πάνω στο γράφο. Αυτοί οι τελεστές μας επιτρέπουν να εκφράσουμε μια μεγάλη ποικιλία από διαφορετικά προβλήματα συστάσεων ως προβλήματα εξερεύνησης γράφου. Αυτή η προσέγγιση δι­αφέρει από προήγουμενες δουλειές στα συστήματα συστάσεων, όπου η προοπτική του γράφου είτε σε μεγάλο βαθμό λείπει, και στα συστήματα επεξεργασίας δεδομένων γράφου, που προορίζονται για πιο γενικές χρήσεις και δε στοχεύουν μόνο στην παραγωγή συ­στάσεων. Παρέχει μια γενίκευση της διαδικασίας που αποκαλύπτει μια κοινή βάση στις περσσότερες διαδικασίες παραγωγής συστάσεων, και που ανοίγει την πόρτα για πιο απο­δοτική βελτιστοποίηση πάνω από μια μηχανή γράφου. Η συνεισφορά της διδακτορικής διατριβής συνοψίζεται στα εξής σημεία:1. Παρουσίαση ενός κομψού μοντέλου δεδομένων και ενός μοντέλου υπολογισμού για την περιγραφή των προβλημάτων συστάσεων ως προβλήματα μονοπατιών και την ανάπτυξη γενικευμένων προσαρμόσιμων συστημάτων συστάσεων. 2. Παρουσίαση μια γλώσσας ερωτημάτων Datalog­τύπου που ταιριάζει στο συγκεκριμένο πλαίσιο. 3. Ανάπτυξη διαφορετικών στρατηγικών παραγωγής συστάσεων που αντιμετωπίζονται ομοιόμορφα με το μοντέλο μας και τη χρήση των προτεινόμενων τελεστών. 4. Ανάπτυξη παραδειγμάτων εφαρμογής του μοντέλου σε νέες, καινοφανείς εφαρμογές. 5. Παρουσίαση ευκαιριών βελτιστοποίησης στον τρόπο παραγωγής και εκτέλεσης συ­στάσεων, εξετάζοντας ισχύουσες ιδιότητες των τελεστών του μοντέλου υπολογισμού.6. Υλοποίηση ενός γενικευμένου πρωτότυπου συστήματος συστάσεων πάνω από το σύστημα επεξεργασίας γράφων Neo4j, και την εκτέλεση πειραμάτων διαφορετικώνπαραδειγμάτων σύστασης όπου όλα τα παραπάνω πλεονεκτήματα προκύπτουν.