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打破过滤气泡:面向多目标推荐的语义Pareto-DQN框架

文章摘要

一篇将于IEEE IRAI 2026发表的论文提出语义多目标马尔可夫决策过程与Pareto-DQN智能体,将用户参与度、信息多样性和提供方公平性视为不可聚合的奖励信号,在MovieLens小数据集上以极小参与度代价提升社会目标,并打破导致语义同质化的反馈循环。

来源arXiv AI作者: Cl\'audio L\'ucio Do Val Lopes, Lucca Machado da Silva, Andr\'e de Oliveira Brand\~ao
打破过滤气泡:面向多目标推荐的语义Pareto-DQN框架
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推荐系统长期以来通过单一目标优化——通常是即时用户参与度——来驱动内容分发,这种模式虽然提升了短期点击和留存,却容易将用户困在过滤气泡中,并造成平台内容生态的语义同质化。传统深度Q网络(DQN)等单目标强化学习方法难以在平台留存与信息多样性、提供方公平性等社会价值之间进行权衡。

针对这一局限,Cláudio Lúcio Do Val Lopes等三位作者在2026年6月23日提交至arXiv的论文中,提出了一种多目标强化学习框架。该研究将推荐问题形式化为语义多目标马尔可夫决策过程(MDP),并设计了一个Pareto-DQN智能体。与以往将多个目标通过静态权重标量化为单一奖励的做法不同,该架构将参与度、多样性和公平性视为三个独立且不可聚合的奖励信号,从而避免了标量化带来的目标偏置和短视行为。

技术上的关键创新在于将高保真语义嵌入与Pareto-DQN相结合。智能体在动作选择时采用基于超体积(hypervolume)的准则,这使其能够同时考虑多个目标的帕累托前沿,而不是简单追求单一奖励的最大化。在MovieLens小数据集的实证评估中,该方法有效打破了导致语义坍缩的反馈循环。通过维持较高的状态-轨迹方差,Pareto-DQN能够更充分地探索推荐空间,并映射出帕累托前沿。

实验结果显示,该框架在辅助社会目标上取得了明显增益,包括提升推荐结果的多样性和提供方公平性,而对用户参与度的影响仅为边际水平。这意味着平台可以在不显著牺牲核心业务指标的前提下,构建更具社会责任感的推荐系统。

该论文被IEEE International Conference on Responsible Artificial Intelligence (IRAI) 2026接收,归类于cs.AI。作者认为,这项工作为构建内在对齐的、负责任的推荐系统提供了一条可行路径,即通过多目标强化学习内在地平衡商业价值与社会价值,而非事后修补。值得注意的局限包括:实验仅在MovieLens小数据集上进行,尚未在真实大规模生产环境中验证;语义嵌入的质量和公平性定义的具体操作化方式可能影响最终效果;此外,多目标帕累托前沿的维护在计算成本上可能高于单目标DQN。尽管如此,该研究为推荐系统的多目标对齐问题提供了一个有前景的方向。

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要点

  • 推荐系统因单一优化用户参与度而引发过滤气泡与语义同质化。
  • 提出语义多目标MDP,结合语义嵌入与Pareto-DQN,避免静态奖励标量化。
  • 基于超体积的动作选择在MovieLens上维持轨迹方差,映射帕累托前沿。
  • 以边际参与度影响换取多样性与公平性增益,为内在对齐的负责任推荐提供路径。

要点与分析由自动化流程生成,可能有误,请结合原始来源核实。