Definition: Trade-off zwischen Decision Effort und Decision Quality
XTrade-off zwischen Decision Effort und Decision Quality
Konsumenten verfolgen laut Theory of Human Information Processing zwei Ziele:
Decision Effort (Entscheidungsaufwand) minimieren
-> oberflächliche Suche/Vergleiche um Komplexität zu verringern
-> schlechtere Decision Quality
Decision Quality (Entscheidungsqualität) maximieren
-> erfordert detailierte Vergleiche von vielen Alternativen
-> erhöhter Decision Effort
Beide gleichzeitig zu optimieren ist nicht möglich → Trade-off
Definition: Bounded Rationality
XBounded Rationality
Rationale decision-maker suchen nach der besten Alternative von allen verfügbaren Optionen
Durch Information Overload tendieren Konsumenten aber die Komplexität der Entscheidung zu reduzieren und minimieren ihren Decision Effort.
Sie suchen somit meist eine zufriedenstellende, ausreichende Lösung, anstatt der optimalen
-> Bounded Rationality
Vorteile von Recommender Systems aus Nutzerperspektive
Vorteile - Recommender Systems aus Nutzerperspektive
Reduzieren Information Overload durch kürzere Ergebnislisten
Reduzieren Decision Effort: weniger Produkte müssen im Detail geprüft werden
Erhöhen Decision Quality: freigesetzte mentale Ressourcen werden in detaillierten Vergleich der verbleibenden Alternativen investiert
Vorteile von Recommender Systems aus Anbieterperspektive (Provider)
Vorteile - Recommender Systems aus Anbieterperspektive
Conversion: Besucher werden zu Käufern (Empfehlungen helfen passende Produkte zu finden)
Förderung von Cross-/Up-Selling (z. B. Zubehör, ähnliche Musik)
Kundenbindung durch Switching Costs: System lernt Präferenzen über Zeit, bei Anbieterwechsel gehen diese verloren, Nutzer scheuen das „Neu-Trainieren“ eines anderen Systems
Definition: Recommender System
XRecommender System
Software, die Interessen und Präferenzen von Nutzern sammelt und passende Objekte (Items) empfiehlt.
Systeme die (basierend auf dem user profile) automatisch Empfehlungen generieren
Helfen gegen Information overload (im Internet)
Analysieren Nutzerverhalten (auf Websites)
Bieten evtl. relevante Vorschläge für Content/Produkte auf Basis des Nutzerverhaltens
Warum werden Recommender Systems benötigt?
- Unbegrenzter „Regalplatz“ im Internet erhöht die Auswahlvielfalt
- Hohe Wahrscheinlichkeit, dass es für jeden ein optimales Produkt gibt
- Viele Produkte müssten anhand unterschiedlicher Attribute verglichen werden
Problem: begrenzte kognitive Kapazität des Menschen (Information Overload) → detaillierter Vergleich aller Optionen oft unmöglich
Beispiel: LetterboxD
Nutzer bewertet „konsumierte“ Filme auf einer Skala von 0 (am wenigsten favorisiert) bis 5 (Lieblingsfilm). Aus diesen Bewertungen (Assessment of Preferences) sagt ein Filter voraus, wie gut ein neuer Film zu den Präferenzen des Nutzers passt (Recommendation).
Different Kinds of Recommender Systems
XDifferent Kinds of Recommender Systems
Nicht personalisiert (z. B. Bestsellerlisten, Rankings)
Personalisiert:
Content-based Filtering
Collaborative Filtering
weitere (z. B. Deep Learning)
Basic Concept: User
User
Person, für die Empfehlungen aus der Menge aller Produkte generiert werden sollen. Verhalten und Statistiken werden geloggt, um ein Profil zu erstellen.
Basic Concept: Profile
Profile
Speichert die bisherigen Aktivitäten eines Nutzers. Wird genutzt, um Nutzer in Kategorien zu klassifizieren oder Referenzen zu zuvor gewählten Produkten herzustellen.
Basic Concept: Item
Item
Ein Element/Produkt aus der Menge möglicher Empfehlungen. Für Items werden i. d. R. Verkaufs-/Nutzungsstatistiken erfasst (z. B. Anzahl Verkäufe, Auswahlhäufigkeit, Link zum Käufer).
Basic Concept: Item Rating
Item Rating
Bewertung eines Items anhand einer Referenz. Beispiel: Eine von Nutzern abgegebene Bewertung eines Items kann als Referenz für die Bewertung desselben Items durch andere Nutzer dienen.
Basic Logic der Recommendation Generation
Input → Präferenzen (Interessen, Neigungen, Bedürfnisse) der Nutzer bzgl. Items
Filter → Auswahl der Items, die am besten zu Nutzerinteressen passen
Output → Nutzer erhält Darstellung der Item-Auswahl
Klassifikationskriterien von Recommender Systems
XKlassifikationskriterien - Recommender Systems
Preference Elicitation: implizit vs. explizit
Filter Properties: aktiv vs. passiv; memory-based vs. model-based
Filter Methods: Attribut-/Content-based vs. Collaborative
(Recommendation Format: sortierte vs. unsortierte Listen)
(Recommendation Content: predicted rating)
Explizite vs. implizite Preference Elicitation -
how user preferences can be collected
Funktionsweise
Vor-/Nachteile
X Preference Elicitation - how user preferences can be collected
Explizit
Implizit
Direkte Bewertung von Items durch Nutzer (Ratings, Like-Button, Konfigurationsoptionen, gewünschter Preis/Merkmale)
Rückschlüsse auf Nutzerabsichten/-präferenzen aus dem Verhalten (z. B. Song bis Ende gehört, Videozeit, Warenkorb)
Vorteile
hochwertiges Feedback
kein Aufwand für den Nutzer nötig (bessere faktische Genauigkeit)
Nachteile
gefühlter Zusatzaufwand für Nutzer
nur wenige geben freiwillig Bewertungen ab
Bias, da vor allem sehr (un)zufriedene Nutzer bewerten
Nutzerverhalten liefert nicht immer zuverlässige Rückschlüsse auf tatsächliche Präferenzen
Manche Daten sind oft nicht verfügbar (z.B. demographische Daten)
aktiver Filter & passiver Filter
Berechnung
Personalisierung
X aktive & passive Filter
Aktiv
Passiv
Individuell je Nutzer (oft Historie/Profil als Basis)
Für alle Nutzer identisch (z. B. „Käufer von A kauften auch B“)
Jeder Nutzer erhält unterschiedliche Empfehlungen
Alle Nutzer erhalten dieselben Empfehlungen
Bei ausreichender Datenbasis effiziente Eingrenzung des Ergebnisraums für den Nutzer
einfach zu implementieren
deutlich höherer technischer Aufwand und höhere Anforderungen an die Datenbasis
anfällig für das Cold-Start-Problem (kann für neue Nutzer oder Items mit wenigen Bewertungen keine guten Empfehlungen generieren)
Empfehlungen sind nicht personalisiert und haben geringeren Nutzen
Memory-based vs. model-based Filter
XMemory-based vs. model-based Filter
Memory-based
Model-based
Für jede Anfrage werden die verfügbaren Rohdaten ausgewertet (ggf. vorverarbeitet um Berechnung zu beschleunigen)
trotzdem keine nwendung von Lernverhalten/Modell
Aus verfügbaren Daten wird ein Modell/Profil gebildet, das später als Datenbasis für Empfehlungen dient
einfacheres Datenmanagement
signifikant schnellere Analyse möglich
langsameres System, da Auswertung besonders bei großen Datensätzen erheblich länger dauert
höhere Anforderungen an Algorithmus und Datenmanagement (Modellbildung ist aufwendiger)
Definition: Content-based Filtering
XContent-based Filtering
Alle Inhalte/Items werden mittels Keywords und Kategorien klassifiziert, um ähnliche oder komplementäre Items zu identifizieren.
Nutzer, die an einem klassifizierten Item interessiert sind, erhalten Empfehlungen für ähnliche Objekte – dies wird als „item-to-item correlation“ bezeichnet (Empfehlung nur durch Vergleich der Items).
Typischer Prozess von Content-based Filtering
X Content-based Filtering
Bestimmung der Nutzerpräferenzen (explizit/implizit) und Erstellung eines Nutzerprofils (Kauf-, Nutzungs-, Suchhistorie)
Abgleich der Merkmale/Keywords des Nutzerprofils mit Merkmalen/Keywords klassifizierter Produkte
Empfehlung von Items mit Merkmalsähnlichkeit
Beispiel: Typische Outputs von Content-based Filtering (Amazon)
„Today's Recommendations for You“, „New for You“, „Inspired by Your Browsing Trends“, „Similar Items to Those You Recently Viewed“ – nur als Beispiele für typische Formulierungen bekannt sein.
Beispiel: Basic Logic von Content-based Filtering (Beispiel Lord of the Rings)
Ein Nutzer, der sich für The Lord of the Rings interessiert, erhält The Hobbit empfohlen, da beide Bücher ähnlich kategorisiert sind (Item-to-Item-Vergleich über Klassifikationsähnlichkeit).
Berechnungsmethode für Ähnlichkeit von Dokumenten/Items (z. B. über die best-match method). Der Vektorraum hat n Dimensionen (n = Anzahl aller zugewiesenen Keywords), jede Dimension repräsentiert ein Keyword. Zwei Objekte sind ähnlich, wenn ihr Abstand im Vektorraum klein ist; unähnlich, wenn der Abstand groß ist.
Definition: Collaborative Filtering
XCollaborative Filtering
Ein Produkt wird einem Nutzer empfohlen, wenn andere Nutzer mit einem ähnlichen Profil (bzgl. anderer Produkte) dieses Produkt positiv bewertet haben.
Typischer Prozess von Collaborative Filtering
Käufer wählt ein Produkt aus dem Angebot
Muster individueller Auswahl-/Kaufentscheidungen werden gesammelt
Der Collaborative Filter analysiert kontinuierlich die Auswahlentscheidungen der Nutzer.
Präferenzprofil des Kunden wird erstellt und einer Affinitätsgruppe („Mentors“) mit ähnlichen Präferenzen zugeordnet
Anbieter optimiert das Produktangebot basierend auf den Präferenzen der Affinitätsgruppe
Beispiel: Typische Outputs von Collaborative Filtering (Amazon)
„Customers Who Viewed This Also Viewed“, „Frequently Bought Together“, „Customers Who Bought Items in Your Recent History Also Bought“, „What Do Customers Ultimately Buy After Viewing This Item?“ – nur als Beispiele bekannt sein.
Beispiel: Amazon Personen A, B, C (Collaborative Filtering)
Frage: Wäre Person B an The Eyes of the Dragon (Stephen King) interessiert?
Person B bewertete Victim (Chris Mooney) mit 4 Sternen. Person C bewertete Victim ebenfalls mit 4 Sternen und The Eyes of the Dragon mit 5 Sternen. Da B & C ein ähnliches Profil haben, wird B das Buch empfohlen. Nur den Ablauf/das Ergebnis dieses Beispiels kennen müssen.
Die 4 Schritte des Collaborative-Filtering-Algorithmus
XCollaborative-Filtering-Algorithmus
Collection of User Data
Proximity Calculation
Selection of Mentors
Prediction
Schritt 1: Collection of User Data - Collaborative-Filtering-Algorithmus
X Collection of User Data - Collaborative-Filtering-Algorithmus
Daten aktiver Nutzer sammeln, um Ähnlichkeiten zu anderen Nutzern zu identifizieren.
Möglichkeiten: abgeschlossene Käufe/Suchbegriffe, Website-Besuche, gelesene Nachrichtenartikel, Nutzerbewertungen.
Der Grenznutzen zusätzlicher Datenpunkte für die Empfehlungsqualität nimmt mit der Zeit ab (mehr Bewertungen verbessern Vorhersagen zunächst, dann kaum noch).
Schritt 2: Proximity Calculation - Collaborative-Filtering-Algorithmus
X Proximity Calculation - Collaborative-Filtering-Algorithmus
Bestimmt die Ähnlichkeit/Unähnlichkeit zwischen Nutzern über ein Proximity-/Similarity-Measure. Nötig, um Nutzer mit ähnlichen Präferenzen (Affinitätsgruppen/Mentors) zu identifizieren. Übliche Maße: Korrelationskoeffizient, Minkowski-Distanz, Euklidische Distanz.
Schritt 3 & 4: Mentor Selection & Prediction Calculation - Collaborative-Filtering-Algorithmus
XMentor Selection & Prediction Calculation - Collaborative-Filtering-Algorithmus
3. Mentor Selection
Mentors sind Nutzer, deren Bewertungen genutzt werden, um fehlende Bewertungen des aktiven Nutzers vorherzusagen. Wird der Korrelationskoeffizient als Proximity-Measure verwendet, wird der Nutzer mit der höchsten positiven Korrelation zum aktiven Nutzer als Mentor gewählt.
4. Prediction Calculation
Die Bewertung des Mentors für ein Item wird genutzt, um die fehlende Bewertung des aktiven Nutzers für dieses Item vorherzusagen (Rating des nächsten Nachbarn = ähnlichster Nutzer wird verwendet).
Was sind Deep Learning Recommender Systems?
Deep Learning Recommender Systems
Sie ersetzen nicht die Logik von Content-based und Collaborative Filtering, sondern generalisieren sie: Sie lernen automatisch reichhaltigere User-Item-Repräsentationen und erfassen komplexere, indirekte Beziehungen in großen Empfehlungsumgebungen.
Gemeinsamkeiten von Deep Learning Recommender Systems mit traditionellen Ansätzen
Gemeinsamkeiten von Deep Learning Recommender Systems
Wie Content-based Filtering: Nutzung von User- und Item-/Content-Merkmalen (Produktkategorie, Marke, Stil, Text, Bilder)
Wie Collaborative Filtering: Nutzung von Verhaltensmustern vieler Nutzer (Klicks, Käufe, Bewertungen, Browsing-Pfade)
Beide: Vorhersage der User-Item-Relevanz (z. B. Klick-, Kauf- oder Engagement-Wahrscheinlichkeit)
Zentrale Unterschiede von Deep Learning Recommender Systems
Lernen Embeddings (dichte numerische Repräsentationen von Usern/Items)
Embeddings
Können viele Datentypen gleichzeitig kombinieren (Nutzer-/Item-Merkmale, vergangene Interaktionen, Text, Bilder, Kontext)
Graph Neural Networks (GNNs) modellieren User und Items als Netzwerk: Nutzer/Items = Nodes, Interaktionen = Edges
GNNs lernen aus benachbarten Knoten und Beziehungen höherer Ordnung statt Nutzer/Items nur direkt zu vergleichen
Output oft ein Prediction Score (z. B. Wahrscheinlichkeit für einen Klick)
Definition: Cost-Benefit-Analyse (bei Recommender Systems)
XCost-Benefit-Analyse
Strukturierte Bewertung von Investitionen/Maßnahmen durch Vergleich finanzieller und nicht-finanzieller Kosten und Nutzen, um fundierte Entscheidungen über deren wirtschaftliche Tragfähigkeit zu treffen. Unterscheidung:
Financial Criteria: Beitrag zum wirtschaftlichen Erfolg des Unternehmens
User-centric Criteria: Einfluss auf die Nutzerakzeptanz
Typische Kostenkriterien aus Anbieterperspektive
X Kostenkriterien - Anbieterperspektive
Entwicklungs- und Implementierungskosten (Algorithmus-Design, Systemintegration)
Infrastruktur- und Betriebskosten (Serverkapazität, Cloud Computing)
Wartungs-, Datenmanagement- und Compliance-Kosten (Modell-Updates, Datenschutzanforderungen)
Typische Revenue-Dimensionen aus Anbieterperspektive
X Revenue-Dimensionen - Anbieterperspektive
Erhöhte Verkäufe und Conversion Rates (mehr Nutzer finden passende Produkte)
Cross-Selling, Up-Selling und höhere Bestellwerte (Zubehör, Premium-Alternativen)
Höheres Engagement, höhere Retention und Werbeeinnahmen (längere Nutzung, mehr Anzeigen-Impressionen)
Struktur der Nutzerperspektive (User Perspective: Overview)
XNutzerperspektive
1. Nutzer Decision Making Process: Unterstützung von Suchbeginn bis zur Entscheidung für ein Item (Trade-off Decision Effort/Decision Quality)
2. Nutzer Ratings: Bewertung subjektiver Eindrücke (Usefulness, Ease of Use, Satisfaction) während der Suche
3. Absicht der Wiederverwendung (Intention to reuse)
-> tatsächliche Wiederverwendung, Loyalität, Umsatz
Definition & Relevanz: Absicht der Wiederverwendung (Intention to Reuse)
Absicht der Wiederverwendung (Intention to Reuse)
Definition: Absicht der Nutzer, ein Recommendation System auch zukünftig zu nutzen.
Relevanz:
Treue Bestandskunden benötigen nur ca. 10 % der Marketingausgaben zur Neukundengewinnung und sind wesentlich profitabler
Umsatz durch Bestandskunden steigt tendenziell mit Dauer der Kundenbeziehung (Cross-/Up-/Next-Selling)
Wie wird Decision Effort gemessen?
Decision Effort messen
Subjektive Bewertung via Fragebogen
Anzahl betrachteter Alternativen
Anzahl geprüfter Produktbewertungen
Suchzeit
Wie wird Decision Quality gemessen?
Decision Quality messen
Beobachtung der objektiven Item-Auswahl
Von welchen 3 Faktoren hängt die zukünftige Nutzung eines Recommender Systems (als Information System) ab?
XFaktoren - zukünftige Nutzung eines Recommender Systems
Perceived Ease of Use
Perceived Usefulness
Satisfaction
Definition: Perceived Ease of Use
Der vom Nutzer wahrgenommene Aufwand, um das System zu bedienen und zu nutzen.
Definition: Perceived Usefulness
Der vom Nutzer wahrgenommene Nutzen des Systems und seiner Empfehlungen bei der Suche nach passenden Items.
Wie entsteht Satisfaction und welche 3 Arten gibt es?
Satisfaction ergibt sich aus dem Vergleich der ex-ante erwarteten mit der ex-post wahrgenommenen Systemleistung:
Perception > Expectation → Delight
Perception = Expectation → Satisfaction
Perception < Expectation → Dissatisfaction
Methoden zur Messung nutzerbezogener Daten
Data Collection Methods
behavior tracking im System: Mausklicks, Eye-Tracking, Suchzeit, angesehene Produkte
Fragebögen: papierbasiert/offline oder online
X Lernziele
Erkläre den Trade-off zwischen Entscheidungsaufwand und Entscheidungsqualität
Erkläre den Begriff „Bounded Rationality" (begrenzte Rationalität) und warum dieser für Empfehlungssysteme relevant ist
Definiere, was ein Empfehlungssystem ist
Veranschauliche die verschiedenen Arten von Empfehlungssystemen
Erkläre wie Nutzerpräferenzen erfasst werden können (implizit vs. explizit)
Erkläre wie unterschiedliche Filtermerkmale (aktiv vs. passiv, speicherbasiert vs. modellbasiert) funktionieren
Definiere und erkläre inhaltsbasiertes Filtern (Content-based Filtering) und kollaboratives Filtern (Collaborative Filtering)
Berechne die Ähnlichkeit zwischen Items und die Nähe zwischen Nutzern
Erkläre wie Empfehlungssysteme hinsichtlich ihrer Kosten und Nutzen analysiert werden können, sowohl aus Anbieter- als auch aus Nutzerperspektive
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