5. Kết cấu đề tài
2.3.2.Lực hút và đẩy trong mô hình
1) Độ tương tự giữa hai tác tử
Trong phương pháp lọc cộng tác dựa trên sản phẩm (item-based), các sản phẩm được so sánh dựa trên mức độ tương tự của chúng. Do đó, mô hình này cũng sử dụng độ tương tự của phương pháp lọc cộng tác dựa trên sản phẩm làm căn cứ để tạo ra lực hút và đẩy cho các tác tử.
Một số cách đo độ tương tự đã được giới thiệu ở chương I, như: Độ tương tự Pearson, Hệ số tương quan Spearman, Hệ số tương quan của Kendall, Sai phân bình phương trung bình, Entropy, Độ tương tự cosin, Độ tương tự cosin điều chỉnh. Về bản
chất, những độ đo tương tự này là biến đổi của độ tương quan Pearson, nhưng các nghiên cứu thực nghiệm đã cho thấy rằng hệ số tương quan Pearson cho kết quả tốt hơn. Do đó, tác giả quyết định chọn Hệ số Pearson để tính độ tương tự giữa hai tác tử:
𝑤𝑎,𝑢 = ∑ (𝑟𝑖∈𝐼 𝑎,𝑖 − 𝑟̅ )(𝑟𝑎 𝑢,𝑖 − 𝑟̅ )𝑢 √∑ (𝑟𝑖∈𝐼 𝑎,𝑖 − 𝑟̅ )𝑎 2∑ (𝑟𝑖∈𝐼 𝑢,𝑖 − 𝑟̅ )𝑢 2
Trong đó, trọng số 𝑤𝑎,𝑢 là độ tương tự giữa người dùng u và người cần tư vấn a, I là tập các sản phẩm được bình chọn bởi cả hai người dùng, 𝑟𝑢,𝑖 là bình chọn được gán cho sản phẩm i bởi người dùng u, và 𝑟̅𝑢 là giá trị bình chọn trung bình của người dùng u.
2) Quy tắc xác định lực
Một tác tử luôn luôn tạo ra một lực để áp dụng vào tác tử khác. Lực đó được đặc trưng bởi hướng và độ mạnh.
Hướng được xác định bởi bản chất của lực là hút hoặc đẩy. Lực này thể hiện mong muốn của một tác tử hướng về hoặc tránh xa một tác tử khác. Muốn xác định hành vi của các tác tử ở mức độ địa phương phải biết được độ tương tự hoặc không tương tự
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Đức 39 của chúng trong giới hạn láng giềng. Các tác tử tương tự nhau sẽ có vị trí gần nhau và ngược lại. Dựa trên ý tưởng này, tác giả đặt ra hai quy tắc cơ bản để xác định hành vi của các tác tử ở mức độ địa phương:
Hai tác tử tương tự nhau sẽ hút nhau, mục đích là làm cho chúng gần nhau hơn. Hai tác tử không tương tự nhau sẽ đẩy nhau, mục đích là làm cho chúng tách xa nhau ra.
Còn về độ mạnh của lực, nó phụ thuộc vào hai điều: Đầu tiên là độ tương tự giữa các tác tử, thứ hai là khoảng cách giữa các tác tử. Sau khi hợp nhất hai tiêu chí độ tương tự và khoảng cách đó, quy tắc thiết lập lực giữa hai tác tử được thể hiện qua hình 2.8.
Hình 2.8. Tính chất lực và độ mạnh lực dựa trên độ tương tự và khoảng cách (cách tiếp cận rời rạc)
Trong thực tế, sẽ không thể giới hạn chính xác giá trị rời rạc khi đánh giá khoảng cách và sự tương đồng giữa các tác tử. Cho nên Khóa luận đề xuất các quy tắc phù hợp với các giá trị liên tục như hình 2.9.
Hình 2.9. Tính chất lực và độ mạnh lực dựa trên độ tương tự và khoảng cách (cách tiếp cận liên tục)
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Đức 40 Dựa vào hình 2.9, ta thấy luôn tồn tại một ngưỡng trung lập của lực. Ngưỡng này làm căn cứ để xác định lực đó là hút hay đẩy. Do đó:
Nếu kết quả đưa ra lớn hơn ngưỡng trung lập, lực đó là lực đẩy. Lực này được tính theo công thức:
𝑓 = 𝑤 − 𝑤𝑚𝑖𝑛
(𝑤𝑚𝑎𝑥− 𝑤̅) × 𝑑
Nếu kết quả đưa ra nhỏ hơn ngưỡng trung lập, lức đó là lực hút. Lực này được tính theo công thức:
𝑓 = 𝑤 − 𝑤̅
(𝑤𝑚𝑎𝑥 − 𝑤̅) × 𝑑
Trong đó, 𝑤 là độ tương tự giữa hai tác tử; 𝑤̅, 𝑤𝑚𝑎𝑥, 𝑤𝑚𝑖𝑛 lần lượt là giá trị độ tương tự trung bình, lớn nhất, nhỏ nhất của của các láng giềng với tác tử đang xét; 𝑑 là khoảng cách giữa hai tác tử theo công thức Manhattan.
3) Tổng hợp lực
Chúng ta đã biết các quy tắc để tạo ra lực ở phần trên, cụ thể là dựa vào độ tương tự và khoảng cách không gian giữa hai tác tử. Khi tính toán độ tương tự cho một cặp tác tử chỉ tạo ra một lực độc lập. Sự tương tác giữa hai tác tử đó không thể tạo ra một lực hút/đẩy duy nhất mà phải phụ thuộc vào nhiều lực khác trong không gian. Các lực này sau đó được hợp nhất để tạo ra một lực kết hợp.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Đức 41 Hình 2.10 đã cho thấy nguyên tắc của việc tổng hợp lực, tại mỗi tác tử sẽ được mô phỏng phản ứng với một tác tử trong láng giềng. Lực phát sinh từ các phản ứng này được kết hợp để làm phát sinh một lực kết hợp tổng thể.
4) Xác định giá trị dự đoán
Sau khi mô hình hoạt động khoảng 300 bước lặp, tác giả nhận thấy lực tác động giữa các tác tử giảm dần về không (0), dẫn đến các tác tử không còn di chuyển nữa, khoảng cách giữa các tác tử trong không gian sẽ không còn thay đổi. Khi đó, mô hình đã đạt đến trạng thái ổn định. Mô hình đề xuất là mô hình tự tổ chức giữa các tác tử trong không gian, cho nên giá trị của độ tương tự đã được thể hiện chính xác trong mô hình. Vì vậy, tác giả sẽ không sử dụng công thức xác định giá trị dự đoán đã nêu ở chương 1 mà sẽ sử dụng cách tính: Lấy giá trị bình chọn của bộ phim gần nhất trong không gian so với bộ phim muốn dự đoán làm kết quả. Kết quả này cũng là căn cứ để đánh giá hệ tư vấn được sử dụng ở bước đánh giá trong Chương 3.