Personalization in Recommender Systems through Explainable Machine Learning

Abstract

[Abstract]: Recommender Systems have become ubiquitously utilized tools in multiple fields such as media streaming services, travelling and tourism business, e-commerce, and numerous others. However, in practice they show a tendency to be black-box systems, despite their increasing influence in people’s daily lives. There is a lack of research on providing personalised explanations to the recommendations of a system, that is, integrating the idea of Explainable Artificial Intelligence into the field of Recommender Systems. Therefore, we do not seek to create a Recommender System, but instead devise a way to obtain this explainability or personalisation in such type of tool. In this work, we propose a model able to provide said personalisation by generating explanations based on user-created content, namely text or photographs. In the context of the restaurant review platform TripAdvisor, we will predict, for any (user,restaurant) pair or existing recommendation, the text or image of the restaurant that is most adequate to present said recommendation to the user, that is, the one that best reflects their personal preferences. This model exploits the usage of Matrix Factorisation techniques combined with the feature-rich embeddings of pre-trained image classification and language models (Inception-ResNet-v2 and BERT), to develop a method capable of providing transparency to Recommender Systems.[Resumen]: Los Sistemas de Recomendación se han convertido en herramientas usadas extensivamente en multitud de campos como online streaming, turismo, restauración, viajes y comercio electrónico, así como muchos otros. Sin embargo, en la práctica presentan una tendencia a ser sistemas de caja negra, pese a la cada vez mayor influencia que presentan sobre el día a día de nuestra sociedad. Hay una falta de investigación sobre la idea de aportar explicaciones personalizadas a las recomendaciones de un sistema, es decir, integrar el concepto de Inteligencia Artifical Explicable en el área de los Sistemas de Recomendación. Por lo tanto, no buscamos crear un Sistema de Recomendación per se, sino idear un modo de obtener esta capacidad de explicabilidad o personalización en dicho tipo de sistemas. En este trabajo, proponemos un modelo capaz de proveer de esta personalización mediante la generación de explicaciones basadas en contenido generado por los usuarios, en particular texto e imágenes. En el contexto de la plataforma de reseñas de restaurantes TripAdvisor, buscaremos predecir, para cualquier par o posible recomendación (usuario, restaurante), la imagen o texto sobre dicho restaurante más adecuada para presentar esa recomendación al usuario, es decir, la imagen o texto que mejor refleja las preferencias personales del usuario. Este modelo explota el uso de técnicas de Factorización Matricial combinadas con modelos de lenguaje y clasificación de imágenes (BERT e Inception-ResNet-v2), para desarrollar un método con capacidad de otorgar transparencia a Sistemas de Recomendación.