什么是推荐引擎?

2024 年 6 月 19 日

作者

Cole Stryker

Editorial Lead, AI Models

什么是推荐引擎?

推荐引擎(也称为推荐器)是一种向用户推荐商品的人工智能 (AI) 系统。推荐系统依靠大数据分析机器学习 (ML) 算法来查找用户行为数据中的模式,并根据这些模式推荐相关商品。

推荐引擎可帮助用户发现他们自己可能找不到的内容、产品或服务。许多网络公司(包括电子商务网站、流媒体平台、搜索引擎和社交媒体网络)在创造销售额和培养用户粘性方面都离不开这些系统。

推荐系统可以推荐下一部要观看的电影或视频、一首相似歌曲或相关搜索结果,还可以推荐凑单产品。

推荐系统提出的建议在个性化用户体验方面也发挥着重要作用。根据管理咨询公司麦肯锡的研究,个性化可以将收入提高 5% 至 15%。此外,76% 的客户在没有体验到个性化互动时会感到沮丧。

推荐系统的市场正在不断扩大。2024 年,推荐引擎市场规模预计将达到 68.8 亿美元,预计 5 年内市场规模将增长两倍。

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推荐引擎的工作原理

为了向目标用户提供合适的建议,推荐引擎融合了 数据科学 和机器学习。

推荐器通常分 5 个阶段运行,以预测最准确的推荐:

1. 数据收集

数据是推荐系统的基础,因此收集数据是至关重要的第一步。要收集的两类关键数据包括显式数据和隐式数据。

显性数据包括用户的行动和活动,如评论、点赞、评分和评论。隐性数据包括用户行为,如浏览历史记录、购物车事件、点击、过去的购买和搜索历史记录。

推荐系统还会使用人口统计数据(年龄或性别)、心理统计数据(兴趣或生活方式))等其他客户数据来查找相似用户,并使用特征数据(例如价格范围或商品类型)来确定相关产品或服务。

2. 存储

收集完数据后,下一步是存储数据。存储系统的类型取决于收集的数据类型。

数据仓库可以聚合不同来源的数据,用以支持数据分析和机器学习,而数据湖可以存储结构化数据和非结构化数据。

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3. 分析

分析阶段采用机器学习算法来处理和检查数据集。这些算法可以检测模式、识别相关性并权衡这些模式和相关性的强度。机器学习模型可以在大型数据集上进行训练,以提出合适的建议。

4. 筛选

最后一步是筛选数据,显示上一个分析阶段中最相关的商品。数据筛选包括对数据应用某些数学规则和公式,具体取决于所使用的推荐引擎类型。

5. 精炼

可以添加可选的优化步骤来定期评估推荐系统的输出,进一步优化模型,不断提高其准确性和质量。

推荐引擎的类型

推荐系统根据其使用的过滤方法而有所不同。推荐引擎一般有 3 种类型:

1. 协同过滤

协同过滤系统根据特定用户与其他用户的相似度来过滤推荐。协同推荐系统依赖于显式数据和隐式数据,假设具有相似偏好的用户可能会对同款商品感兴趣,并且未来可能会以类似的方式与这些商品交互。

例如,亚马逊在其产品推荐中使用了协同筛选技术,就像 Spotify 在其音频内容中使用的一样。

协同过滤推荐系统可以提供有效建议,并且通常不需要详细商品描述。然而,协同过滤也容易出现冷启动问题,当系统可供参考的历史数据有限时,尤其是对于新用户而言,就会发生这种情况。

协同筛选系统主要有两种:基于记忆的和基于模型的。

基于内存

基于内存的系统以矩阵形式表示用户和商品。它们是 K 最近邻算法 (KNN) 的扩展,因为它们的目标是找到“最近邻居”,这些邻居可以是相似的用户,也可以是相似的商品。基于内存的系统又可细分为两种类型:

  • 基于用户的筛选,计算矩阵中特定用户与所有其他用户之间的相似性。基于用户的相似性函数是在用户-商品矩阵的各行之间计算得出的。
  • 基于商品的筛选通过用户行为(用户如何与商品互动,而非商品特征)计算商品相似性。基于商品的相似性函数是在用户商品矩阵中的列之间计算的。

基于模型

另一方面,基于模型的系统会创建数据的机器学习预测模型。将用户-商品矩阵作为模型的训练数据集,然后对缺失值(即用户尚未找到因此会被推荐的商品)进行预测。

矩阵因式分解是最常用的基于模型的协同筛选算法之一。这种降维方法通常会将庞大的用户-商品矩阵分解成两个较小的矩阵,一个是用户矩阵,另一个是商品矩阵。然后将这两个矩阵相乘,以预测较大矩阵中的缺失值(或建议值)。

更高级的矩阵因式分解实现方法是利用深度学习神经网络。其他基于模型的系统则采用机器学习算法,例如,贝叶斯分类器、聚类分析和决策树

2. 基于内容的过滤

基于内容的过滤系统根据商品特征来过滤推荐商品。如果用户喜欢某个特定商品,基于内容的推荐系统会假设他们也会喜欢另一款相似商品。基于内容的过滤会考虑商品描述,例如颜色、类别、价格和由关键字和标签分配的其他元数据,以及显式和隐式数据。

基于内容的过滤系统将商品和用户表示为向量空间中的向量。采用接近度来判断商品之间的相似度如何。两个向量在空间中越接近,相似度就越高。根据所提供的特征,系统会向用户推荐与之前的商品相似的向量。

基于内容的推荐系统采用的是基于用户的分类器或回归模型。将用户感兴趣的商品描述和特征用作模型的训练数据集,然后生成推荐商品预测。

通过使用自然语言处理标签,基于内容的推荐系统可以得到进一步改进。但是,对于海量数据来说,这种标记过程可能比较繁琐。

与协同过滤不同,冷启动问题不是什么大问题,因为基于内容的过滤依据是元数据特征,而不是过去的用户交互。但是,基于内容的过滤在搜索新商品时可能存在局限,因为其推荐的商品通常与用户之前喜欢的类似。

3. 混合推荐系统 

顾名思义,混合推荐系统融合了协同筛选和基于内容的筛选。

因此,混合方法可以大大提高推荐引擎的性能,但需要先进的架构和强大的计算能力。

例如,Netflix 使用混合推荐系统来推荐电影和电视节目。

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使用推荐引擎的优势 

推荐引擎可以为企业和用户带来价值。组织通过投资推荐系统可以获得的以下优势:

改善用户体验

推荐合适的产品或服务可以为用户节省时间,避免无休止地浏览大量目录。例如,Netflix 上观众观看的内容有 80% 来自推荐算法所推荐的内容。此外,推荐相关内容可以带来个性化体验。

提高客户保留率

根据麦肯锡的研究,增强客户体验可提高客户满意度,确切地说,可提高 20%。满意的客户会变得更加积极,对品牌更加忠诚,从而助力企业建立信任并留住更多客户。

提高客户转化率

提供个性化推荐可鼓励用户浏览和点击更多商品,最终可能将浏览者转化为购买者。麦肯锡发现,更积极、更个性化的客户体验可将销售转化率提高 10% 至 15%。

增加收入

客户转化率推动销售,销售推动收入。麦肯锡指出,购物者在亚马逊上购买的商品中有 35% 来自产品推荐。与此同时,Netflix 预计其推荐系统可节省超过 10 亿美元。

推荐引擎面临的挑战

推荐系统有其局限性,并给组织带来挑战。以下是最常见的几种情况:

成本和复杂性

推荐引擎需要分析和筛选海量数据。这需要复杂的架构和大量的计算资源投资。

规模和速度

推荐系统必须足够快,以便实时确定和显示正确的推荐。如果要向成百上千的用户同时提供实时建议,这就变得更加困难,更不用说数以百万计的用户了。

不相关的建议

围绕错误的指标优化机器学习算法可能会导致不相关的推荐。经常获得较高评价的商品可能会比新的、生僻的或评论较少的商品被更频繁地推荐。但是,最受欢迎或购买最多的商品可能并不是客户感兴趣的商品。

偏见

机器学习算法可能会学习数据中存在的社会偏见——无论是收集的数据、标记的数据、训练数据还是外部数据源——或者从调整模型的人类评估者那里。这可能导致建议不准确。

隐私与合规

出于隐私考虑,一些用户可能会选择不参与企业的推荐系统数据收集计划。企业在收集和存储数据时可能还需要考虑监管要求和合规标准。

推荐引擎用例

以下是企业使用推荐系统的一些方法。随着推荐技术的发展,还可能出现其他用例和应用程序。

电子商务和零售

零售商和在线卖家可以使用推荐引擎来提高销量。推荐系统可以向顾客推荐其他人购买过的商品,或者可以很好地搭配已购商品的产品。

推荐系统可用于基于位置或季节的推荐,也可用于推广新产品或打折商品。这些系统还可用于扩大很少购买的商品的覆盖范围,将其作为捆绑商品或经常购买的商品与更受欢迎的商品一起推荐。

亚马逊是电商公司使用推荐引擎的典型例子。

媒体和娱乐

根据历史数据和用户偏好,推荐系统可以向用户推荐他们可能参与和喜欢的相关内容。

无论是要看的下一部电视剧、要读的电子书、要听的歌手、要玩的游戏还是要参加的音乐会,这些系统都能提供个性化推荐,以此提升用户体验。

Netflix、Spotify 和 YouTube 等媒体和娱乐公司都在使用推荐器。

旅游和接待

在旅游和酒店领域,推荐引擎可以根据个人的预算和旅游经历,推荐酒店和住宿选择、餐厅、活动和体验。

这些个性化的旅行推荐可满足旅行者的需求,从而提高客户满意度。

市场营销

企业可以利用推荐引擎来扩大合格线索。推荐人可以推荐博客文章、成功案例、网络研讨会或白皮书等内容,以介绍新服务并吸引潜在客户。

然后,营销团队就可以通过通讯、社交媒体广告和有针对性的电子邮件传达这些建议。

AIOps

AIOps(即面向 IT 运营的人工智能)应用 AI 来自动执行并简化 IT 服务管理和运营工作流。

在 AIOps 中可使用推荐引擎来提出解决方案,助力 IT 运营团队迅速采取行动并适当应对技术问题。

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