Aplicação de técnicas de Clustering ao contexto da Tomada de Decisão em Grupo

Abstract

Nowadays, decisions made by executives and managers are primarily made in a group. Therefore, group decision-making is a process where a group of people called participants work together to analyze a set of variables, considering and evaluating a set of alternatives to select one or more solutions. There are many problems associated with group decision-making, namely when the participants cannot meet for any reason, ranging from schedule incompatibility to being in different countries with different time zones. To support this process, Group Decision Support Systems (GDSS) evolved to what today we call web-based GDSS. In GDSS, argumentation is ideal since it makes it easier to use justifications and explanations in interactions between decision-makers so they can sustain their opinions. Aspect Based Sentiment Analysis (ABSA) is a subfield of Argument Mining closely related to Natural Language Processing. It intends to classify opinions at the aspect level and identify the elements of an opinion. Applying ABSA techniques to Group Decision Making Context results in the automatic identification of alternatives and criteria, for example. This automatic identification is essential to reduce the time decision-makers take to step themselves up on Group Decision Support Systems and offer them various insights and knowledge on the discussion they are participants. One of these insights can be arguments getting used by the decision-makers about an alternative. Therefore, this dissertation proposes a methodology that uses an unsupervised technique, Clustering, and aims to segment the participants of a discussion based on arguments used so it can produce knowledge from the current information in the GDSS. This methodology can be hosted in a web service that follows a micro-service architecture and utilizes Data Preprocessing and Intra-sentence Segmentation in addition to Clustering to achieve the objectives of the dissertation. Word Embedding is needed when we apply clustering techniques to natural language text to transform the natural language text into vectors usable by the clustering techniques. In addition to Word Embedding, Dimensionality Reduction techniques were tested to improve the results. Maintaining the same Preprocessing steps and varying the chosen Clustering techniques, Word Embedders, and Dimensionality Reduction techniques came up with the best approach. This approach consisted of the KMeans++ clustering technique, using SBERT as the word embedder with UMAP dimensionality reduction, reducing the number of dimensions to 2. This experiment achieved a Silhouette Score of 0.63 with 8 clusters on the baseball dataset, which wielded good cluster results based on their manual review and Wordclouds. The same approach obtained a Silhouette Score of 0.59 with 16 clusters on the car brand dataset, which we used as an approach validation dataset.Atualmente, as decisões tomadas por gestores e executivos são maioritariamente realizadas em grupo. Sendo assim, a tomada de decisão em grupo é um processo no qual um grupo de pessoas denominadas de participantes, atuam em conjunto, analisando um conjunto de variáveis, considerando e avaliando um conjunto de alternativas com o objetivo de selecionar uma ou mais soluções. Existem muitos problemas associados ao processo de tomada de decisão, principalmente quando os participantes não têm possibilidades de se reunirem (Exs.: Os participantes encontramse em diferentes locais, os países onde estão têm fusos horários diferentes, incompatibilidades de agenda, etc.). Para suportar este processo de tomada de decisão, os Sistemas de Apoio à Tomada de Decisão em Grupo (SADG) evoluíram para o que hoje se chamam de Sistemas de Apoio à Tomada de Decisão em Grupo baseados na Web. Num SADG, argumentação é ideal pois facilita a utilização de justificações e explicações nas interações entre decisores para que possam suster as suas opiniões. Aspect Based Sentiment Analysis (ABSA) é uma área de Argument Mining correlacionada com o Processamento de Linguagem Natural. Esta área pretende classificar opiniões ao nível do aspeto da frase e identificar os elementos de uma opinião. Aplicando técnicas de ABSA à Tomada de Decisão em Grupo resulta na identificação automática de alternativas e critérios por exemplo. Esta identificação automática é essencial para reduzir o tempo que os decisores gastam a customizarem-se no SADG e oferece aos mesmos conhecimento e entendimentos sobre a discussão ao qual participam. Um destes entendimentos pode ser os argumentos a serem usados pelos decisores sobre uma alternativa. Assim, esta dissertação propõe uma metodologia que utiliza uma técnica não-supervisionada, Clustering, com o objetivo de segmentar os participantes de uma discussão com base nos argumentos usados pelos mesmos de modo a produzir conhecimento com a informação atual no SADG. Esta metodologia pode ser colocada num serviço web que segue a arquitetura micro serviços e utiliza Preprocessamento de Dados e Segmentação Intra Frase em conjunto com o Clustering para atingir os objetivos desta dissertação. Word Embedding também é necessário para aplicar técnicas de Clustering a texto em linguagem natural para transformar o texto em vetores que possam ser usados pelas técnicas de Clustering. Também Técnicas de Redução de Dimensionalidade também foram testadas de modo a melhorar os resultados. Mantendo os passos de Preprocessamento e variando as técnicas de Clustering, Word Embedder e as técnicas de Redução de Dimensionalidade de modo a encontrar a melhor abordagem. Essa abordagem consiste na utilização da técnica de Clustering KMeans++ com o SBERT como Word Embedder e UMAP como a técnica de redução de dimensionalidade, reduzindo as dimensões iniciais para duas. Esta experiência obteve um Silhouette Score de 0.63 com 8 clusters no dataset de baseball, que resultou em bons resultados de cluster com base na sua revisão manual e visualização dos WordClouds. A mesma abordagem obteve um Silhouette Score de 0.59 com 16 clusters no dataset das marcas de carros, ao qual usamos esse dataset com validação de abordagem

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