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6. Knowledge Graph Based Recommendation

6.0 Knowledge Graph(KG) intro

Social network : user representation 잘 뽑기 위해 users relationships 반영
KG : item representation 잘 뽑기 위해 items(attribute-속성) relationships 표현
KG를 추천에 활용 시 장점
1.
아이템 사이의 풍부한 의미론적 관계를 탐색, 활용 가능
2.
유저의 과거 사용 상품(상품과의 상호 작용), 추천 항목 정보를 이용해 추천 결과의 해석가능성을 높임
하지만 KG의 복잡한 그래프 구조 때문에 활용 쉽지 않음
이전 연구 : knowlege grapph embedding (KGE) method로 KG 전처리 → link prediction에 효과적이지만 추천에는 부적합
KG 외에도 user-item interaction 정보까지 주어졌을 때 보다 효과적
유저 선호도 예측에 필요한 item 사이의 관계성 explicitly capture 가능
Reference : RippleNet
KGR의 주요 이슈
1.
Graph Construction
a.
user-item 상호작용에 내포된 collaborative signal과 와 KG의 의미적인 정보를 어떻게 효과적으로 통합?
b.
유저 노드를 명시적으로 KG에 통합할 것이지, 혹은 관계의 중요성을 구별하기 위해 유저 노드를 implicit하게 사용?
2.
Relation-aware Aggregation
a.
KG의 한 특징은 entities 사이에 관계가 여러 type으로 이루어짐
b.
이러한 연결된 entity들 사이의 정보를 통합하기 위해 relation-aware aggregation function을 어떻게 디자인?

6.1 Graph Construction

How to effectively integrate the collaborative signals and knowledge information?
1.
user node를 KG에 통합 (unified graph)
Reference : Hierarchical Attentive Knowledge Graph Embedding for Personalized Recommendation
unified graph를 구성하는 다양한 연구 - KGAT, MKGAT, CKAN, AKGE …
2.
user node를 implicit 하게 사용 - 서로 다른 관계들의 중요도 구별 / ex) KGCN, KGNN-LS
Reference : KGNN-LS
user-item subgraph 방식은 관련있는 entity와 관계에 대해 집중할 수 있다는 장점이 있지만, computation time 더 많이 필요하고 subgraph 구성에 따라 성능이 depend 되어 아직 더 많은 연구 필요

6.2 Relation-aware Aggregation

KG의 의미적인 정보를 제대로 사용하기 위해서는 linked entities, relations 모두 propagation process에 고려되어야 함
ex) KGAT : relation에 weight 할당
WrW_r : transformation matrix for the relation, which maps the entity into relation space
the closer entities would pass more information to the central node
user node를 포함하는 subgraph에 적용하는게 더 적절

6.3 Summary