RecoMind: A Reinforcement Learning Framework for Optimizing In-Session User Satisfaction in Recommendation Systems

TL;DR

RecoMind框架通过强化学习优化推荐系统中的用户会话满意度,提升视频观看时间15.81%。

cs.LG 🔴 高级 2025-08-01 8 次浏览
Mehdi Ben Ayed Fei Feng Jay Adams Vishwakarma Singh Kritarth Anand Jiajing Xu
推荐系统 强化学习 模拟环境 用户满意度 大规模

核心发现

方法论

RecoMind利用现有推荐模型创建模拟环境,通过强化学习优化会话内目标。其探索策略结合epsilon-greedy与SoftQ,适应百万级动作空间。

关键结果

  • 在视频平台的A/B测试中,RecoMind将观看超过10秒的视频数量提高了15.81%,会话深度提升了4.71%。
  • 离线模拟显示,RL策略在用户满意度上显著优于传统监督学习方法。
  • 消融研究表明,探索策略和模拟环境对性能提升至关重要。

研究意义

RecoMind为大规模推荐系统引入RL提供了系统化方法,解决了传统方法难以优化长期用户满意度的问题。其框架易于与现有工业管道集成,降低了部署成本。

技术贡献

RecoMind通过模拟环境和自定义探索策略,解决了RL在大规模推荐系统中的探索效率和工程复杂性问题。其方法无需对现有基础设施进行大幅修改。

新颖性

RecoMind首次在大规模推荐系统中成功应用RL,结合模拟环境和探索策略,显著提升了会话内用户满意度。

局限性

  • RecoMind在极端稀疏奖励环境中可能表现不佳,需进一步优化探索策略。
  • 对现有模型的依赖可能限制其在不同平台上的适用性。

未来方向

未来工作可探索在更多平台上的应用,优化探索策略以适应更复杂的用户行为模式。

AI 总览摘要

现有推荐系统多采用监督学习,注重即时用户反馈,难以优化长期目标。RecoMind框架通过强化学习优化会话内用户满意度,解决了传统方法在大规模应用中的探索和工程挑战。

RecoMind利用现有推荐模型创建模拟环境,结合epsilon-greedy与SoftQ的探索策略,适应百万级动作空间。其RL策略在视频平台测试中显著提升了用户互动指标。

该框架易于与现有工业管道集成,降低了部署成本,为大规模推荐系统引入RL提供了可行路径。然而,RecoMind在极端稀疏奖励环境中仍需优化探索策略。未来工作可探索更多平台应用,优化策略以适应复杂用户行为。

深度分析

研究背景

推荐系统在电影、音乐和社交媒体等领域广泛应用,传统方法多为贪婪一步模型,关注即时用户满意度。然而,这种方法可能导致内容单一,忽视长期用户参与度。近年来,强化学习因其优化长期目标的能力而受到关注。

核心问题

现有推荐系统难以优化长期用户满意度,尤其是在大规模应用中。动作空间庞大和工程复杂性是主要瓶颈,阻碍了RL在实际系统中的应用。

核心创新

RecoMind通过模拟环境和自定义探索策略,解决了RL在大规模推荐系统中的探索效率和工程复杂性问题。其方法无需对现有基础设施进行大幅修改,降低了部署成本。

方法详解

  • �� 利用现有推荐模型创建模拟环境,简化RL策略训练。
  • �� 结合epsilon-greedy与SoftQ的探索策略,适应百万级动作空间。
  • �� 使用现有模型进行策略初始化,加速训练过程。

实验设计

RecoMind在视频平台进行离线模拟和在线A/B测试。离线测试显示RL策略在用户满意度上优于传统方法。在线测试中,RL策略将观看超过10秒的视频数量提高了15.81%。

结果分析

RecoMind显著提升了会话内用户满意度,尤其是在视频观看时间和会话深度上。消融研究表明,探索策略和模拟环境对性能提升至关重要。

应用场景

RecoMind可用于视频、音乐等流媒体平台,提升用户参与度。其框架易于集成,适合现有推荐系统的升级。

局限与展望

RecoMind在极端稀疏奖励环境中可能表现不佳,需进一步优化探索策略。对现有模型的依赖可能限制其在不同平台上的适用性。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象一个大商场,RecoMind就像一个聪明的导购员,能根据顾客的购物历史和当前兴趣,推荐最合适的商品。它通过模拟顾客的反应,学习如何更好地服务顾客,提升他们的购物体验。

简单解释 像给14岁少年讲一样

想象你在一个超大的游戏商城,RecoMind就像你的游戏向导。它会根据你之前玩过的游戏和你现在的心情,推荐最适合你的游戏。它通过观察你的反应,学习如何更好地推荐游戏,让你玩得开心!

术语表

强化学习 (Reinforcement Learning)

一种机器学习方法,通过奖励和惩罚机制训练智能体,使其在环境中采取最优行动。

RecoMind使用强化学习优化推荐策略。

模拟环境 (Simulated Environment)

用于训练智能体的虚拟环境,模拟真实世界的反馈和互动。

RecoMind利用模拟环境进行策略训练。

epsilon-greedy

一种探索策略,智能体以一定概率选择随机动作,以探索新的可能性。

RecoMind结合epsilon-greedy进行动作选择。

SoftQ

一种基于软最大化的探索策略,智能体根据动作的价值分布进行选择。

RecoMind在探索策略中结合了SoftQ。

会话满意度 (Session Satisfaction)

用户在一次交互会话中的整体满意度,通常通过参与度和互动深度衡量。

RecoMind旨在提升用户的会话满意度。

开放问题 这项研究留下的未解疑问

  • 1 如何在极端稀疏奖励环境中提高探索效率?现有策略在此情境下表现不佳。
  • 2 RecoMind在不同平台上的适用性如何?需探索其对多样化用户行为的适应能力。

应用场景

近期应用

视频平台推荐优化

RecoMind可用于视频平台,提升用户观看时间和互动深度,增强用户体验。

远期愿景

跨平台推荐系统

RecoMind可扩展至不同类型的推荐系统,优化多样化用户行为,提高整体用户满意度。

原文摘要

Existing web-scale recommendation systems commonly use supervised learning methods that prioritize immediate user feedback. Although reinforcement learning (RL) offers a solution to optimize longer-term goals, such as in-session engagement, applying it at web scale is challenging due to the extremely large action space and engineering complexity. In this paper, we introduce RecoMind, a simulator-based RL framework designed for the effective optimization of session-based goals at web-scale. RecoMind leverages existing recommendation models to establish a simulation environment and to bootstrap the RL policy to optimize immediate user interactions from the outset. This method integrates well with existing industry pipelines, simplifying the training and deployment of RL policies. Additionally, RecoMind introduces a custom exploration strategy to efficiently explore web-scale action spaces with hundreds of millions of items. We evaluated RecoMind through extensive offline simulations and online A/B testing on a video streaming platform. Both methods showed that the RL policy trained using RecoMind significantly outperforms traditional supervised learning recommendation approaches in in-session user satisfaction. In online A/B tests, the RL policy increased videos watched for more than 10 seconds by 15.81\% and improved session depth by 4.71\% for sessions with at least 10 interactions. As a result, RecoMind presents a systematic and scalable approach for embedding RL into web-scale recommendation systems, showing great promise for optimizing session-based user satisfaction.

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