Automating Software Customization via Crowdsourcing using Association Rule Mining and Markov Decision Processes

As systems grow in size and complexity so do their configuration possibilities. Users of modern systems are easy to be confused and overwhelmed by the amount of choices they need to make in order to fit their systems to their exact needs. In this thesis, we propose a technique to select what information to elicit from the user so that the system can recommend the maximum number of personalized configuration items. Our method is based on constructing configuration elicitation dialogs through utilizing crowd wisdom. A set of configuration preferences in form of association rules is first mined from a crowd configuration data set. Possible configuration elicitation dialogs are then modeled through a Markov Decision Processes (MDPs). Within the model, association rules are used to automatically infer configuration decisions based on knowledge already elicited earlier in the dialog. This way, an MDP solver can search for elicitation strategies which maximize the expected amount of automated decisions, reducing thereby elicitation effort and increasing user confidence of the result. We conclude by reporting results of a case study in which this method is applied to the privacy configuration of Facebook

A hybrid approach for item collection recommendations : an application to automatic playlist continuation

Current recommender systems aim mainly to generate accurate item recommendations, without properly evaluating the multiple dimensions of the recommendation problem. However, in many domains, like in music, where items are rarely consumed in isolation, users would rather need a set of items, designed to work well together, while having some cognitive properties as a whole, related to their perception of quality and satisfaction. In this thesis, a hybrid case-based recommendation approach for item collections is proposed. In particular, an application to automatic playlist continuation, addressing similar cognitive concepts, rather than similar users, is presented. Playlists, that are sets of music items designed to be consumed as a sequence, with a specific purpose and within a specific context, are treated as cases. The proposed recommender system is based on a meta-level hybridization. First, Latent Dirichlet Allocation is applied to the set of past playlists, described as distributions over music styles, to identify their underlying concepts. Then, for a started playlist, its semantic characteristics, like its latent concept and the styles of the included items, are inferred, and Case-Based Reasoning is applied to the set of past playlists addressing the same concept, to construct and recommend a relevant playlist continuation. A graph-based item model is used to overcome the semantic gap between songs’ signal-based descriptions and users’ high-level preferences, efficiently capture the playlists’ structures and the similarity of the music items in those. As the proposed method bases its reasoning on previous playlists, it does not require the construction of complex user profiles to generate accurate recommendations. Furthermore, apart from relevance, support to parameters beyond accuracy, like increased coherence or support to diverse items is provided to deliver a more complete user experience. Experiments on real music datasets have revealed improved results, compared to other state of the art techniques, while achieving a “good trade-off” between recommendations’ relevance, diversity and coherence. Finally, although actually focusing on playlist continuations, the designed approach could be easily adapted to serve other recommendation domains with similar characteristics.Los sistemas de recomendación actuales tienen como objetivo principal generar recomendaciones precisas de artículos, sin evaluar propiamente las múltiples dimensiones del problema de recomendación. Sin embargo, en dominios como la música, donde los artículos rara vez se consumen en forma aislada, los usuarios más bien necesitarían recibir recomendaciones de conjuntos de elementos, diseñados para que se complementaran bien juntos, mientras se cubran algunas propiedades cognitivas, relacionadas con su percepción de calidad y satisfacción. En esta tesis, se propone un sistema híbrido de recomendación meta-nivel, que genera recomendaciones de colecciones de artículos. En particular, el sistema se centra en la generación automática de continuaciones de listas de música, tratando conceptos cognitivos similares, en lugar de usuarios similares. Las listas de reproducción son conjuntos de elementos musicales diseñados para ser consumidos en secuencia, con un propósito específico y dentro de un contexto específico. El sistema propuesto primero aplica el método de Latent Dirichlet Allocation a las listas de reproducción, que se describen como distribuciones sobre estilos musicales, para identificar sus conceptos. Cuando se ha iniciado una nueva lista, se deducen sus características semánticas, como su concepto y los estilos de los elementos incluidos en ella. A continuación, el sistema aplica razonamiento basado en casos, utilizando las listas del mismo concepto, para construir y recomendar una continuación relevante. Se utiliza un grafo que modeliza las relaciones de los elementos, para superar el ?salto semántico? existente entre las descripciones de las canciones, normalmente basadas en características sonoras, y las preferencias de los usuarios, expresadas en características de alto nivel. También se utiliza para calcular la similitud de los elementos musicales y para capturar la estructura de las listas de dichos elementos. Como el método propuesto basa su razonamiento en las listas de reproducción y no en usuarios que las construyeron, no se requiere la construcción de perfiles de usuarios complejos para poder generar recomendaciones precisas. Aparte de la relevancia de las recomendaciones, el sistema tiene en cuenta parámetros más allá de la precisión, como mayor coherencia o soporte a la diversidad de los elementos para enriquecer la experiencia del usuario. Los experimentos realizados en bases de datos reales, han revelado mejores resultados, en comparación con las técnicas utilizadas normalmente. Al mismo tiempo, el algoritmo propuesto logra un "buen equilibrio" entre la relevancia, la diversidad y la coherencia de las recomendaciones generadas. Finalmente, aunque la metodología presentada se centra en la recomendación de continuaciones de listas de reproducción musical, el sistema se puede adaptar fácilmente a otros dominios con características similares.Postprint (published version

A scalable recommender system : using latent topics and alternating least squares techniques

Dissertation presented as the partial requirement for obtaining a Master's degree in Data Science and Advanced AnalyticsA recommender system is one of the major techniques that handles information overload problem of Information Retrieval. Improves access and proactively recommends relevant information to each user, based on preferences and objectives. During the implementation and planning phases, designers have to cope with several issues and challenges that need proper attention. This thesis aims to show the issues and challenges in developing high-quality recommender systems. A paper solves a current research problem in the field of job recommendations using a distributed algorithmic framework built on top of Spark for parallel computation which allows the algorithm to scale linearly with the growing number of users. The final solution consists of two different recommenders which could be utilised for different purposes. The first method is mainly driven by latent topics among users, meanwhile the second technique utilises a latent factor algorithm that directly addresses the preference-confidence paradigm

A survey of recommender systems for energy efficiency in buildings: Principles, challenges and prospects

Recommender systems have significantly developed in recent years in parallel with the witnessed advancements in both internet of things (IoT) and artificial intelligence (AI) technologies. Accordingly, as a consequence of IoT and AI, multiple forms of data are incorporated in these systems, e.g. social, implicit, local and personal information, which can help in improving recommender systems' performance and widen their applicability to traverse different disciplines. On the other side, energy efficiency in the building sector is becoming a hot research topic, in which recommender systems play a major role by promoting energy saving behavior and reducing carbon emissions. However, the deployment of the recommendation frameworks in buildings still needs more investigations to identify the current challenges and issues, where their solutions are the keys to enable the pervasiveness of research findings, and therefore, ensure a large-scale adoption of this technology. Accordingly, this paper presents, to the best of the authors' knowledge, the first timely and comprehensive reference for energy-efficiency recommendation systems through (i) surveying existing recommender systems for energy saving in buildings; (ii) discussing their evolution; (iii) providing an original taxonomy of these systems based on specified criteria, including the nature of the recommender engine, its objective, computing platforms, evaluation metrics and incentive measures; and (iv) conducting an in-depth, critical analysis to identify their limitations and unsolved issues. The derived challenges and areas of future implementation could effectively guide the energy research community to improve the energy-efficiency in buildings and reduce the cost of developed recommender systems-based solutions.Comment: 35 pages, 11 figures, 1 tabl

A Survey on Personalized Recommendation Techniques

No Abstrac

Development of Context-Aware Recommenders of Sequences of Touristic Activities

En els últims anys, els sistemes de recomanació s'han fet omnipresents a la xarxa. Molts serveis web, inclosa la transmissió de pel·lícules, la cerca web i el comerç electrònic, utilitzen sistemes de recomanació per facilitar la presa de decisions. El turisme és una indústria molt representada a la xarxa. Hi ha diversos serveis web (e.g. TripAdvisor, Yelp) que es beneficien de la integració de sistemes recomanadors per ajudar els turistes a explorar destinacions turístiques. Això ha augmentat la investigació centrada en la millora dels recomanadors turístics per resoldre els principals problemes als quals s'enfronten. Aquesta tesi proposa nous algorismes per a sistemes recomanadors turístics que aprenen les preferències dels turistes a partir dels seus missatges a les xarxes socials per suggerir una seqüència d'activitats turístiques que s'ajustin a diversos contextes i incloguin activitats afins. Per aconseguir-ho, proposem mètodes per identificar els turistes a partir de les seves publicacions a Twitter, identificant les activitats experimentades en aquestes publicacions i perfilant turistes similars en funció dels seus interessos, informació contextual i períodes d'activitat. Aleshores, els perfils d'usuari es combinen amb un algorisme de mineria de regles d'associació per capturar relacions implícites entre els punts d'interès de cada perfil. Finalment, es fa un rànquing de regles i un procés de selecció d'un conjunt d'activitats recomanables. Es va avaluar la precisió de les recomanacions i l'efecte del perfil d'usuari. A més, ordenem el conjunt d'activitats mitjançant un algorisme multi-objectiu per enriquir l'experiència turística. També realitzem una segona fase d'anàlisi dels fluxos turístics a les destinacions que és beneficiós per a les organitzacions de gestió de destinacions, que volen entendre la mobilitat turística. En general, els mètodes i algorismes proposats en aquesta tesi es mostren útils en diversos aspectes dels sistemes de recomanació turística.En los últimos años, los sistemas de recomendación se han vuelto omnipresentes en la web. Muchos servicios web, incluida la transmisión de películas, la búsqueda en la web y el comercio electrónico, utilizan sistemas de recomendación para ayudar a la toma de decisiones. El turismo es una industria altament representada en la web. Hay varios servicios web (e.g. TripAdvisor, Yelp) que se benefician de la inclusión de sistemas recomendadores para ayudar a los turistas a explorar destinos turísticos. Esto ha aumentado la investigación centrada en mejorar los recomendadores turísticos y resolver los principales problemas a los que se enfrentan. Esta tesis propone nuevos algoritmos para sistemas recomendadores turísticos que aprenden las preferencias de los turistas a partir de sus mensajes en redes sociales para sugerir una secuencia de actividades turísticas que se alinean con diversos contextos e incluyen actividades afines. Para lograr esto, proponemos métodos para identificar a los turistas a partir de sus publicaciones en Twitter, identificar las actividades experimentadas en estas publicaciones y perfilar turistas similares en función de sus intereses, contexto información y periodos de actividad. Luego, los perfiles de usuario se combinan con un algoritmo de minería de reglas de asociación para capturar relaciones entre los puntos de interés que aparecen en cada perfil. Finalmente, un proceso de clasificación de reglas y selección de actividades produce un conjunto de actividades recomendables. Se evaluó la precisión de las recomendaciones y el efecto de la elaboración de perfiles de usuario. Ordenamos además el conjunto de actividades utilizando un algoritmo multi-objetivo para enriquecer la experiencia turística. También llevamos a cabo un análisis de los flujos turísticos en los destinos, lo que es beneficioso para las organizaciones de gestión de destinos, que buscan entender la movilidad turística. En general, los métodos y algoritmos propuestos en esta tesis se muestran útiles en varios aspectos de los sistemas de recomendación turística.In recent years, recommender systems have become ubiquitous on the web. Many web services, including movie streaming, web search and e-commerce, use recommender systems to aid human decision-making. Tourism is one industry that is highly represented on the web. There are several web services (e.g. TripAdvisor, Yelp) that benefit from integrating recommender systems to aid tourists in exploring tourism destinations. This has increased research focused on improving tourism recommender systems and solving the main issues they face. This thesis proposes new algorithms for tourism recommender systems that learn tourist preferences from their social media data to suggest a sequence of touristic activities that align with various contexts and include affine activities. To accomplish this, we propose methods for identifying tourists from their frequent Twitter posts, identifying the activities experienced in these posts, and profiling similar tourists based on their interests, contextual information, and activity periods. User profiles are then combined with an association rule mining algorithm for capturing implicit relationships between points of interest apparent in each profile. Finally, a rule ranking and activity selection process produces a set of recommendable activities. The recommendations were evaluated for accuracy and the effect of user profiling. We further order the set of activities using a multi-objective algorithm to enrich the tourist experience. We also carry out a second-stage analysis of tourist flows at destinations which is beneficial to destination management organisations seeking to understand tourist mobility. Overall, the methods and algorithms proposed in this thesis are shown to be useful in various aspects of tourism recommender systems