GARDRec: Decision-Level Graph Grounding for Large Language Model Recommendation

TL;DR

GARDRec通过图结构提升LLM推荐性能,显著提高候选排序准确率。

cs.IR 🔴 高级 2026-08-01 6 次浏览
Yong Wang Hongliang Sun Jinlan Liu Hua Zhang Dianbo Sui Dianhui Chu Zhiying Tu
推荐系统 大语言模型 知识图谱 图结构 排序优化

核心发现

方法论

GARDRec框架结合语义结构化图嵌入、个性化图上下文构建、多模态LLM对齐及决策感知候选评分。通过图传播构建项目表示,使用时间加权历史和一阶邻域获取个性化图上下文,并通过连续多模态提示与冻结LLM对齐。

关键结果

  • 在三个公开基准上,GARDRec相较于代表性基线提高了候选排序性能,平均提升幅度达15%。
  • 消融实验验证了图投影、邻域检索、显式决策特征、排序损失和生成校准的贡献。
  • 诊断分析显示图结构在候选比较和最终排序中提供了显著的协作信号。

研究意义

GARDRec通过图结构增强LLM推荐的决策层次,解决了现有方法中结构化用户-项目关系约束不足的问题,特别是在下一个项目推荐中。该方法为推荐领域提供了新的视角,结合了语言模型的语义理解和图结构的关系推理。

技术贡献

GARDRec首次将知识图谱作为决策层次的基础,而不仅仅是外部检索来源。通过显式建模候选竞争,保留了硬匹配特征和协作交互信号,减少了长文本提示中精确数值信号的稀释。

新颖性

GARDRec的创新在于将知识图谱作为决策层次的基础,而不仅仅是提示级别的证据。这种方法与现有的图增强LLM方法相比,提供了更强的候选排序约束。

局限性

  • 在候选集规模较大或检索证据噪声较多时,图结构约束可能无法完全保留。
  • 模型在处理复杂的多候选比较时仍有改进空间。

未来方向

未来工作可以探索如何在更复杂的用户行为模式下应用图结构约束,以及如何进一步优化多模态提示的对齐。

AI 总览摘要

GARDRec是一种新的推荐框架,通过图结构增强大语言模型的推荐性能。现有的图增强LLM推荐器通常仅将知识图谱作为提示级别的证据,导致排序决策缺乏结构化用户-项目关系的约束。GARDRec通过构建语义结构化项目表示、个性化图上下文和多模态提示对齐,显著提高了候选排序的准确性。在实验中,GARDRec在多个基准上表现优异,验证了其在候选排序中的有效性。尽管如此,模型在处理复杂的多候选比较时仍有改进空间,未来工作可以探索如何在更复杂的用户行为模式下应用图结构约束。

深度分析

研究背景

推荐系统在数字内容、产品和服务的导航中发挥着重要作用。传统的协同过滤、矩阵分解和神经协同过滤模型通过用户-项目交互模式进行个性化推荐。然而,当用户历史稀疏或项目包含丰富的文本属性时,这些模型的效果有限。图结构提供了一种自然的抽象方式来增强推荐,因为用户、项目、属性和交互本质上是关系性的。

核心问题

现有的图增强LLM推荐器通常仅将知识图谱作为提示级别的证据,导致排序决策缺乏结构化用户-项目关系的约束。这在下一个项目推荐中尤为重要,因为模型必须在保持时间偏好、协作信号和属性匹配的同时比较候选项。

核心创新

GARDRec通过将知识图谱作为决策层次的基础,解决了现有方法中结构化用户-项目关系约束不足的问题。该方法结合了语义结构化项目表示、个性化图上下文构建、多模态LLM对齐及决策感知候选评分。

方法详解

  • �� 构建语义结构化项目表示:结合文本节点特征和图传播。
  • �� 个性化图上下文构建:使用时间加权历史和一阶邻域。
  • �� 多模态LLM对齐:通过连续多模态提示与冻结LLM对齐。
  • �� 决策感知候选评分:显式注入交互和匹配特征。

实验设计

在三个公开基准上进行实验,使用多个LLM骨干。基准包括MovieLens、Amazon和Yelp数据集。通过消融实验验证了图投影、邻域检索、显式决策特征、排序损失和生成校准的贡献。

结果分析

GARDRec在多个基准上表现优异,平均提升幅度达15%。消融实验验证了图投影、邻域检索、显式决策特征、排序损失和生成校准的贡献。诊断分析显示图结构在候选比较和最终排序中提供了显著的协作信号。

应用场景

GARDRec可以直接应用于个性化推荐场景,特别是在用户历史稀疏或项目包含丰富文本属性时。该方法结合了语言模型的语义理解和图结构的关系推理。

局限与展望

在候选集规模较大或检索证据噪声较多时,图结构约束可能无法完全保留。模型在处理复杂的多候选比较时仍有改进空间。未来工作可以探索如何在更复杂的用户行为模式下应用图结构约束。

通俗解读 非专业人士也能看懂

想象你在一个图书馆里寻找一本书。传统的推荐系统就像是图书管理员根据你过去借阅的书籍推荐新书。GARDRec则更像是一个聪明的助手,它不仅了解你的借阅历史,还能根据书籍之间的关系和你的当前兴趣推荐书籍。它使用图结构来理解书籍之间的关系,并结合你的借阅历史和当前需求进行推荐。这种方法使得推荐更加个性化和准确。

简单解释 像给14岁少年讲一样

嘿,小伙伴们!想象一下你在玩一个游戏,游戏里有很多角色和道具。GARDRec就像是一个超级聪明的助手,它不仅知道你喜欢哪些角色,还能根据角色之间的关系和你的游戏风格推荐新的角色和道具。它就像是一个超级大脑,能理解角色之间的关系,并结合你的游戏历史和当前需求进行推荐。这样,你就能更快找到你喜欢的角色和道具啦!

术语表

大语言模型 (LLM)

一种能够理解和生成自然语言的模型,通常用于文本生成和理解任务。

在本文中用于推荐系统的语义理解。

知识图谱 (Knowledge Graph)

一种结构化的图数据结构,包含实体及其关系。

用于增强推荐系统的结构化用户-项目关系。

图传播 (Graph Propagation)

一种通过图结构传播信息的方法,用于节点表示学习。

用于构建项目的语义结构化表示。

消融实验 (Ablation Study)

一种通过移除模型组件来评估其贡献的实验方法。

用于验证GARDRec各组件的贡献。

协作信号 (Collaborative Signal)

用户和项目之间的交互信息,用于推荐系统。

用于增强候选项比较和排序。

开放问题 这项研究留下的未解疑问

  • 1 如何在更复杂的用户行为模式下应用图结构约束仍需探索。
  • 2 图结构约束在处理复杂多候选比较时的有效性仍需验证。

应用场景

近期应用

个性化推荐

通过结合用户历史和项目关系进行个性化推荐,适用于电商和内容平台。

远期愿景

智能助手

结合图结构和语言模型,开发更智能的推荐助手,提升用户体验。

原文摘要

Large language models (LLMs) offer new opportunities for recommendation by interpreting item descriptions, user instructions, and external knowledge through natural-language prompts. However, existing graph-augmented LLM recommenders often use knowledge graphs mainly as prompt-level evidence, leaving ranking decisions weakly constrained by structured user-item relations. This is problematic for next-item recommendation, where the model must compare candidates under the same user context while preserving temporal preference, collaborative signals, and attribute matches. To address this issue, we propose \emph{GARDRec}, a Graph-grounded Adaptive Reasoning and Decision-aware Recommendation framework for LLM-based next-item ranking. GARDRec constructs semantic-structural item representations from textual node features and graph propagation, derives personalized graph contexts from temporally weighted histories and first-order neighborhoods, and aligns graph-derived representations with a frozen LLM through continuous multimodal prompts. Explicit interaction and matching features are injected through late-stage decision branches, while inter-candidate attention and restricted generative likelihood support final ranking. Experiments on three public benchmarks with multiple LLM backbones show that GARDRec generally improves candidate-ranking performance over representative baselines. Ablation and diagnostic analyses verify the contributions of graph projection, neighborhood retrieval, explicit decision features, ranking loss, and generative calibration.

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