Thèse soutenue

Des données aux connaissances : vers des recommandations plus pertinentes, diversifiées et transparentes.
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Auteur / Autrice : Yu Du
Direction : Sylvie RanwezVincent Ranwez
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 03/12/2021
Etablissement(s) : IMT Mines Alès
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Information, Structures, Systèmes
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : EuroMov Digital Health in Motion - EuroMov - Digital Health in Motion / Euromov DHM
Jury : Président / Présidente : Sandra Bringay
Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Ranwez, Vincent Ranwez, Sandra Bringay, Catherine Faron, Marie-Hélène Abel, Sylvie Calabretto, Raphaël Troncy, Nicolas Sutton-Charani
Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Faron, Marie-Hélène Abel

Résumé

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Dans le contexte actuel de surcharge causée par l'important volume de données numériques accessibles, les systèmes de recommandation permettent de guider l'utilisateur dans ses activités d'apprentissages, d'achats, de loisir, d'écoute musicale, de lectures..., en lui suggérant des items personnalisés. Pour cela, ils prédisent ses préférences relativement aux items qu'il n'a pas encore évalués. Des approches classiques de recommandation, comme le filtrage collaboratif par exemple, reposent sur les données collectées par le biais de retours d'utilisateurs, généralement sous la forme d'une matrice de notes, et tentent d'y découvrir les informations pertinentes pour caractériser et prédire les goûts des utilisateurs. En complément de ces données, les connaissances liées aux items eux-mêmes représentent également un atout majeur pour l'amélioration des performances des systèmes de recommandation. L'ingénierie des connaissances, plus spécifiquement le Web sémantique et les graphes de connaissances, peuvent y jouer un rôle central. Tel est le cadre de notre travail de recherche qui propose différentes voies d'amélioration des systèmes de recommandation, adoptant une vision transversale « des données aux connaissances », et ce sur trois aspects différents : la pertinence (accuracy), la diversification et l'explicabilité des recommandations.Notre première contribution est principalement axée sur les données. Elle concerne l'accuracy des recommandations en termes de prédiction des goûts des utilisateurs. Nous proposons EBCR (Empirical Bayes Concordance Ratio), une méthode simple et générique inspirée de l'inférence bayésienne, qui permet d'ajuster les calculs de similarité entre utilisateurs (ou entre items) mis en œuvre dans le filtrage collaboratif. Cet ajustement est réalisé en fonction du nombre d'items co-notés (ou du nombre d'utilisateurs ayant noté un même item). Les expériences menées sur des jeux de données de référence ont confirmé que cette méthode améliore systématiquement l'accuracy du filtrage collaboratif pour toutes les mesures de similarité considérées.Notre deuxième contribution concerne la diversification des recommandations. Nous avons mené une étude approfondie visant à comparer et analyser la performance de sept modèles de recommandation incluant des modèles classiques comme le filtrage collaboratif et le facteur latent ainsi que ceux, plus récents, se basant sur les réseaux de neurones profonds ou les plongements (embeddings) de graphe de connaissances. Nous avons évalué leur capacité à fournir des items diversifiés et proposé une approche qui permet d'ajuster la diversité aux besoins spécifiques des utilisateurs. Afin d'estimer la diversité des recommandations, nous avons considéré des mesures de similarité sémantique en tirant parti des connaissances liées aux items à l'aide du Web sémantique.Enfin, notre troisième contribution concerne l'explicabilité des recommandations. Ici, nous exploitons plus en profondeur les connaissances du domaine, en proposant une approche de l'explication post-hoc des recommandations qui considère efficacement la hiérarchie des concepts au sein du graphe de connaissances de DBpedia. Les résultats de l'évaluation de notre approche basée sur une étude comprenant 155 participants suggèrent des améliorations significatives en termes d'engagement, de confiance et de persuasion.