DEIM Forum 2016 E1-2
IoT 技術を用いた展示推薦システムと実験
筒井 道紀
†水野 陽平
‡鬼塚 真
‡†大阪大学工学部 〒565-0871 大阪府吹田市山田丘 2-1
E-mail: †{tsutsui.michinori,mizuno.yohei,onizuka}@ist.osaka-u.ac.jp
あらまし 本稿では IoT 技術を用いた推薦システムを構築し、実証実験を実施した結果について報告する。本推 薦システムでは、iBeacon を利用してユーザーがどの展示にどれくらいの時間滞在したかという履歴情報を収集し、 行列分解の技術を用いてユーザーにおススメの展示を推薦するシステムである。本実験によって、推薦の精度の目 安となる予測滞在時間の誤差が平均して 2 分以内には抑えられていることが明らかになった。また、IoT 技術を用 いた推薦システムには、ユーザー数を増やす必要があることや、推薦の与える影響の大きさの点で課題があること が明らかになった。 キーワード 推薦，協調フィルタリング，IoT1. は じ め に
Amazon に 代 表 さ れ る ネ ッ ト シ ョ ッ ピ ン グ で は 膨 大 な 量 の 商 品 を 取 り 扱 っ て い る 。 消 費 者 の 立 場 か ら 考 え る と 、 こ れ ら の 商 品 を す べ て 見 比 べ る こ と は 不 可 能 で あ る 。 一 方 、 商 品 を 提 供 す る 側 の 立 場 か ら 考 え る と 、 商 品 の 売 り 上 げ を 向 上 す る た め に は 、 消 費 者 個 人 に 合 わ せ て 商 品 を 推 薦 す る こ と が 重 要 で あ る 。 そ こ で Amazon で は 過 去 の 閲 覧 履 歴 や 購 入 履 歴 な ど を 用 い て 、 個 人 に 合 わ せ た 推 薦 を 行 う こ と で 、 消 費 者 に 適 切 な 商 品 を 提 示 し て 企 業 の 売 り 上 げ の 向 上 を 図 っ て い る [1][5]。 現 実 世 界 の 推 薦 サ ー ビ ス を 見 て み る と 、 ウ ェ ブ の 世 界 と は 異 な り 、 過 去 の 行 動 履 歴 を 用 い た 推 薦 が な さ れ て い な い と い う 問 題 が あ る 。 現 在 、 IoT 技 術 の 普 及 に 伴 い 、 セ ン サ や ア ク チ ュ エ ー タ を 利 用 し た 新 た な サ ー ビ ス が 実 現 可 能 に な り つ つ あ る [13]。IoT と は パ ソ コ ン な ど の 通 信 機 器 だ け で な く 、 実 世 界 に お け る さ ま ざ ま な 「 も の 」 に 通 信 機 能 を 持 た せ 、 イ ン タ ー ネ ッ ト に 接 続 す る こ と で サ ー ビ ス を 実 現 す る 仕 組 み の こ と で あ る 。 実 際 に は セ ン サ な ど を 利 用 し て 現 実 世 界 か ら 情 報 を 取 得 し 、得 ら れ た 情 報 を 用 い て ア ク チ ュ エ ー タ な ど で「 も の 」 を 制 御 し て 実 世 界 に フ ィ ー ド バ ッ ク を 行 う 。 IoT と い う 考 え 方 自 体 は 昔 か ら 存 在 し て い た も の だ が 、 セ ン サ ・ ア ク チ ュ エ ー タ 技 術 の 進 歩 に よ っ て 様 々 な 情 報 を 収 集 し た り 、機 器 を 操 作 で き る よ う に な っ た こ と や 、 ビ ッ グ デ ー タ 技 術 に よ っ て 大 量 の 情 報 を 自 動 で 処 理 で き る よ う に な っ た た め 、 現 在 注 目 を 集 め て い る 。 上 記 の よ う な 背 景 に 基 づ き 、 我 々 は IoT 技 術 を 利 用 す る こ と で 、 個 人 の 行 動 履 歴 な ど の 情 報 を 収 集 し 、 現 実 世 界 で 個 人 に 合 わ せ た 推 薦 を 実 現 す る シ ス テ ム を 構 築 し た 。 ま た 本 シ ス テ ム を 用 い て 、 大 阪 に あ る 研 究 展 示 施 設 で あ る The Lab に お い て 実 証 実 験 を 実 施 し た 結 果 に つ い て 報 告 す る 。 本 シ ス テ ム で は 、 推 薦 に は 協 調 フ ィ ル タ リ ン グ と 呼 ば れ る 、 ユ ー ザ ー の 行 動 履 歴 を も と に 推 薦 を 行 う 方 法 [1-5,7]を 用 い る 。 利 用 者 の 行 動 履 歴 の 取 得 に は 、 iBeacon[9] と 呼 ば れ る 技 術 を 用 い る 。 iBeacon を 用 い て 、The Lab を 訪 れ る ど の ユ ー ザ ー が ど の 展 示 に ど の 程 度 の 時 間 滞 在 し た か を 行 列 と し て 表 現 し 、 行 列 分 解 の 技 術 を 適 用 す る こ と で 、 行 列 に お け る 未 知 の 値 を 推 定 す る 。 つ ま り 、 利 用 者 が 未 訪 問 の 展 示 に ど の 程 度 の 時 間 滞 在 す る か を 推 定 す る こ と で 、 よ り 長 い 時 間 滞 在 す る と 推 定 さ れ た 展 示 を 推 薦 す る 。 本 稿 の 構 成 は 次 の と お り で あ る 。 ２ 章 で IoT を 用 い た 推 薦 シ ス テ ム に 必 要 な 事 前 知 識 に つ い て 解 説 す る 。 ３ 章 で は 、 今 回 構 築 し た シ ス テ ム に つ い て 述 べ る 。 ４ 章 で 実 験 の 結 果 や 考 察 に つ い て 述 べ た 後 、 ５ 章 で 関 連 研 究 に つ い て 述 べ 、 最 後 に ６ 章 で 本 稿 の ま と め と 今 後 の 課 題 に つ い て 述 べ る 。2. 事 前 知 識
本 章 で は ユ ー ザ ー の 行 動 履 歴 を 収 集 し て 推 薦 を 行 う シ ス テ ム に 必 要 な 技 術 に つ い て 述 べ る 。 2.1 節 で は 利 用 者 の 行 動 履 歴 の 収 集 に 利 用 し た iBeacon に つ い て 説 明 す る 。 2.2 節 で は 推 薦 の ア ル ゴ リ ズ ム に つ い て 説 明 す る 。 2.3 節 で は 実 験 で 用 い た ア ク チ ュ エ ー タ を 制 御 す る 機 器 に つ い て 説 明 す る 。 2.1 iBeacon iBeacon と は Bluetooth を 利 用 し て 、機 器 を 特 定 す る ビ ー コ ン と 呼 ば れ る 技 術 の 一 種 で あ る 。Bluetooth を 用 い て 常 に 情 報 を 発 信 し 続 け て お り 、そ の 情 報 は iPhone な ど で 受 け 取 り 処 理 す る こ と で 、 情 報 の 発 信 源 の 機 器 を 認 識 す る こ と が で き る 。 情 報 を 発 信 す る 機 器 の こ と を ビ ー コ ン と 呼 ぶ こ と も あ る 。 本 稿 で は 機 器 を 特 定 す る 技 術 総 体 を iBeacon と 呼 び 、 機 器 の こ と を ビ ー コ ン と 呼 ん で 区 別 す る こ と と す る 。 2.2 Matrix Factorization代 表 的 な 推 薦 手 法 の 一 つ と し て 協 調 フ ィ ル タ リ ン グ が 挙 げ ら れ る 。 協 調 フ ィ ル タ リ ン グ で は ユ ー ザ ー の 行 動 履 歴 か ら 得 ら れ る ユ ー ザ ー と ア イ テ ム の 関 係 情 報 を 用 い て 推 薦 を 行 う 。 協 調 フ ィ ル タ リ ン グ を 行 う た め の 代 表 的 な 手 法 と し て SVD が 挙 げ ら れ る [1]。SVD は 、 ユ ー ザ ー と ア イ テ ム の 関 係 を 表 し た 行 列 を 入 力 と し て 、 そ の 行 列 を 分 解 す る こ と で ユ ー ザ ー や ア イ テ ム の 特 徴 を 抽 出 す る 技 術 で あ り 、推 薦 に 応 用 す る こ と が で き る 。 SVD は 特 徴 を 抽 出 す る 有 効 な 方 法 だ が 、ス パ ー ス な 行 列 に 対 し て う ま く 適 用 で き な い と い う 問 題 が 指 摘 さ れ て い る [1] 。 こ の 問 題 を 解 決 す る 方 法 と し て 、 Matrix factorization の 技 術 が 提 案 さ れ て い る [1,2]。 SVD で は 行 列 の 欠 損 値 を 含 め て 行 列 分 解 を 行 っ て い た た め 、 ス パ ー ス な 行 列 に 対 し て 精 度 が 上 が ら な い 問 題 が あ っ た が 、 Matrix factorization で は 欠 損 値 を 除 い て 行 列 分 解 を 行 う こ と で 、ユ ー ザ ー や ア イ テ ム の 特 徴 を 抽 出 す る 。 具 体 的 に は Matrix factorization で は 以 下 の よ う な 式 を 最 小 化 す る こ と で 予 測 モ デ ル の 学 習 を 行 う 。 min 𝑞∗,𝑝∗,𝑏∗ ∑ (𝑟𝑢𝑖− 𝜇 − 𝑏𝑖− 𝑏𝑢− 𝑞𝑖 𝑇𝑝 𝑢)2 (𝑢,𝑖)∈𝜅 + 𝜆(‖𝑞𝑖‖2+ ‖𝑝𝑢‖2+ 𝑏𝑖2+ 𝑏𝑢2) (2.1) こ こ でuは ユ ー ザ ー 、iは ア イ テ ム 、κ は uと iの 組 の 中 で𝑟𝑢𝑖が 存 在 す る も の の 集 合 、 μ は 滞 在 時 間 全 体 の 平 均 、 𝑞𝑖は ア イ テ ム の 特 徴 を 表 す ベ ク ト ル 、𝑝𝑢は ユ ー ザ ー の 特 徴 を 表 す ベ ク ト ル 、𝑏𝑖と𝑏𝑢は そ れ ぞ れ 、 ア イ テ ム 、 ユ ー ザ ー の 影 響 に よ る 偏 差 、 λ は 過 学 習 を 抑 え る 度 合 い を 決 め る 定 数 で あ る 。𝑞𝑖と𝑝𝑢の 次 元 は 特 徴 の 数 を 表 し 、𝑞𝑖と𝑝𝑢の 各 要 素 は ユ ー ザ ー や ア イ テ ム の 特 徴 に 対 応 す る 。 ユ ー ザ ー 、 ア イ テ ム の 影 響 に よ る 偏 差 は ユ ー ザ ー や ア イ テ ム の 評 価 の 傾 向 を 考 慮 す る た め に 導 入 さ れ て い る 。 例 え ば 、 ユ ー ザ ー が 他 の 人 に 比 べ て 批 判 的 な 人 だ っ た 場 合 、 評 価 値 は 低 く な る 傾 向 が あ る 。 こ れ が ユ ー ザ ー の 影 響 に よ る 偏 差 で あ る 。 ま た 、 あ る ア イ テ ム に 対 す る 評 価 が 高 い 場 合 は 、 そ の 評 価 に 引 き ず ら れ て 高 め の 評 価 を し て し ま う 傾 向 が あ る 。 こ れ が ア イ テ ム の 影 響 に よ る 偏 差 で あ る 。 得 ら れ た 予 測 モ デ ル を 用 い て 、 予 測 評 価 値 𝑟̂ を 求𝑢𝑖 め る に は 次 の 式 を 用 い る 。 𝑟̂ = 𝜇 + 𝑏𝑢𝑖 𝑢+ 𝑏𝑖+ 𝑞𝑖𝑇𝑝𝑢 (2.2) 式 (2.2)よ り 評 価 値 を 求 め る に は𝑞𝑖と𝑝𝑢と𝑏𝑖と𝑏𝑢を 式 (2.1)を 最 小 化 す る こ と で 求 め れ ば よ い 。 式 (2.1)の 第 1 項 で は す で に 存 在 し て い る 評 価 値 と 予 測 評 価 値 の 誤 差 を と っ て 2 乗 し て い る 。 こ れ を 最 小 化 す る と い う こ と は 、 既 に 存 在 す る 評 価 値 と 予 測 評 価 値 と の 誤 差 を 最 小 化 す る と い う こ と で あ る 。 つ ま り 、 与 え ら れ た デ ー タ に で き る だ け 合 う よ う な ベ ク ト ル を 求 め て い る 。 第 2 項 は 過 学 習 を 防 ぐ た め の 項 で あ る 。 式 (2.1)を 最 小 化 す る た め に は 以 下 の 式 を 繰 り 返 し 適 用 す る 。 𝑞𝑖← 𝑞𝑖+ 𝛾(𝑒𝑢𝑖𝑝𝑢− 𝜆𝑞𝑖) (2.3) 𝑝𝑢← 𝑝𝑢+ 𝛾(𝑒𝑢𝑖𝑞𝑖− 𝜆𝑝𝑢) (2.4) 𝑏𝑢← 𝑏𝑢+ 𝛾(𝑒𝑢𝑖− 𝜆𝑏𝑢) (2.5) 𝑏𝑖 ← 𝑏𝑖+ 𝛾(𝑒𝑢𝑖− 𝜆𝑏𝑖) (2.6) こ こ で𝑒𝑢𝑖は 正 解 の 評 価 値 と 予 測 評 価 値 の 誤 差 、 γ は 定 数 で あ る 。式 (2.3)～ (2.6)の 右 辺 の𝑞𝑖と𝑝𝑢と𝑏𝑢と𝑏𝑖は １ 回 前 の 繰 り 返 し で 求 め た も の を 用 い る 。 2.3 IRKit と Hue
IRKit シ ン プ ル リ モ コ ン （ 以 下 IRKit） と は WiFi 経 由 で 制 御 可 能 な 赤 外 線 リ モ コ ン デ バ イ ス で あ る 。 専 用 ア プ リ を 用 い て 家 電 製 品 な ど の リ モ コ ン の 赤 外 線 信 号 を 登 録 す れ ば 、さ ま ざ ま な も の の リ モ コ ン 操 作 を IRKit で 代 用 で き る よ う に な る 。IRKit 自 体 に HTTP サ ー バ が 搭 載 さ れ て い る た め 、 iPhone な ど の 端 末 か ら JSON 形 式 の 赤 外 線 情 報 を HTTP POST リ ク エ ス ト に の せ て IRKit へ 送 る こ と で 、 IRKit が リ ク エ ス ト を 解 釈 し て 、 適 切 な 赤 外 線 信 号 を 発 信 す る こ と が で き る 。 Hue と は 、WiFi を 経 由 し て 操 作 す る こ と の で き る 照 明 の こ と で あ る 。 １ つ の 電 球 で さ ま ざ ま な 色 を 表 現 で き る だ け で な く 、 明 る さ を 調 節 し た り 点 滅 さ せ た り す る こ と も で き る 。 Hue を 操 作 す る に は 、 ブ リ ッ ジ と 呼 ば れ る 、 照 明 と 端 末 の か け 橋 の よ う な 役 割 を 果 た す も の を 用 い る 。 ブ リ ッ ジ か ら Hue に 信 号 を 送 る こ と で Hue の 色 や 明 る さ を 制 御 す る 。 Hue も IRKit と 同 じ く HTTP 通 信 で 、ブ リ ッ ジ に 、JSON 形 式 の 情 報 を 送 る こ と で 操 作 す る こ と が で き る 。
3. 展 示 推 薦 シ ス テ ム
本 章 で は 、 我 々 が 開 発 し た 展 示 推 薦 シ ス テ ム に つ い て 解 説 す る 。 本 推 薦 シ ス テ ム で は 、 ユ ー ザ ー が 展 示 に 滞 在 す る 推 定 時 間 が 長 い と 推 定 さ れ る 展 示 を 推 薦 す る 。 つ ま り 式 (2.1)の ア イ テ ム と し て 展 示 を 用 い 、 評 価 値 と し て 滞 在 時 間 を 用 い る 。 各 ユ ー ザ ー が ど の 展 示 に ど れ く ら い の 時 間 滞 在 し た か を 展 示 推 薦 シ ス テ ム に 入 力 す る と 、 各 ユ ー ザ ー に 訪 れ た こ と の な い 展 示 の 滞 在 時 間 を 予 測 し 、 予 測 滞 在 時 間 の 長 い 展 示 を 推 薦 す る 。 本 推 薦 シ ス テ ム の 処 理 の 流 れ は 次 の よ う に な る 。 最 初 に ユ ー ザ ー を シ ス テ ム に 登 録 す る 受 付 処 理 を 行 う（ 3.1 節 ）。 そ の 後 、 ユ ー ザ ー に 端 末 を 持 っ て 展 示 会 場 を 移 動 し て も ら い 、移 動 中 の ユ ー ザ ー の 位 置 情 報 を 取 得 す る（ 3.2 節 ）。収 集 し た ユ ー ザ ー の 移 動 履 歴 を 入 力 と し て 推 薦 モ デ ル の 構 築 お よ び 推 薦 処 理 を 行 い （ 3.3 節 ）、 最 後 に 、 ユ ー ザ ー か ら の 要 求 に 合 わ せ て 推 薦 結 果 を 端 末 に 提 示 す る （ 3.4 節 ）。 各 工 程 に つ い て 以 降 の 節 で 詳 述 す る 。 3.1 受 付 処 理 受 付 場 所 を 設 け 、 受 付 フ ォ ー ム に ユ ー ザ ー の 属 性 情図 1： シ ス テ ム の 構 成 報 （ 年 齢 、 性 別 、 好 き な 果 物 ） と 貸 し 出 す 端 末 の 番 号 を 入 力 す る 。 ユ ー ザ ー の 属 性 情 報 を 用 い て 、 ユ ー ザ ー に 対 し て 提 供 さ れ る 照 明 の 色 と ア ロ マ の 香 り を 決 定 す る 。 ユ ー ザ ー 登 録 の 際 に ユ ー ザ ー 番 号 を 発 行 し て 、 ユ ー ザ ー 番 号 と 対 応 す る 端 末 の 対 応 付 け を 行 う 。 受 付 処 理 に お い て 、 サ ー バ に 記 録 さ れ る デ ー タ は 、 端 末 の 番 号 、 そ の 端 末 を 現 在 持 っ て い る ユ ー ザ ー の ユ ー ザ ー 番 号 、 属 性 情 報 で あ る 。 端 末 で は こ の フ ァ イ ル を ア プ リ 起 動 時 に 読 み 込 む こ と で ユ ー ザ ー 番 号 、 属 性 情 報 を 取 得 す る （ 図 １ の ① ）。 3.2 位 置 情 報 の 取 得 ユ ー ザ ー が ど の 展 示 に 近 づ い て い る か を 区 別 す る た め 、 実 験 に 先 立 っ て ビ ー コ ン を 実 験 会 場 の 各 展 示 に 配 置 し 、 実 験 の 際 に ユ ー ザ ー に 端 末 を 持 ち 歩 い て も ら う 。 ビ ー コ ン の 識 別 子 と し て iBeacon で 規 定 さ れ て い る major を 用 い る 。 端 末 で は ビ ー コ ン か ら major に 関 す る 情 報 を 受 け 取 り 、 ど の 展 示 の 近 く に 端 末 が あ る か を 判 断 す る （ 図 １ の ② ）。 ユ ー ザ ー の 現 在 地 は 最 も 強 い 電 波 を 発 す る ビ ー コ ン を 用 い て 決 定 す る 。 ビ ー コ ン の 発 信 す る 情 報 の １ つ に rssi が あ る 。 こ れ は ビ ー コ ン と ユ ー ザ ー が 所 持 し て い る 端 末 と の 距 離 の 目 安 と な る 値 で あ る 。 端 末 が 複 数 の ビ ー コ ン か ら 電 波 を 受 け 取 る と 、 受 け 取 っ た す べ て の 電 波 の rssi の 値 を 比 較 し 、 最 も 大 き い rssi の 値 を 発 信 し て い た ビ ー コ ン に 近 づ い た と 判 断 す る 。 ま た 、 特 定 の ビ ー コ ン に ユ ー ザ ー が 近 づ く と 、 照 明 を 点 灯 さ せ た り ア ロ マ デ ィ フ ュ ー ザ ー を 起 動 し た り す る こ と で 、 ユ ー ザ ー の 属 性 に 応 じ て 適 宜 、 周 辺 環 境 を 変 化 さ せ る 機 能 を 実 現 し た 。 さ ら に 、 端 末 と ビ ー コ ン が 離 れ る と き （ rssi の 値 が 一 定 値 以 下 に な っ た と き ） に 、接 近 し て き た 時 刻 、端 末 の 番 号 、端 末 の ID、ビ ー コ ン の major、 年 齢 、 性 別 、 ビ ー コ ン の 近 く に い た 滞 在 時 間（ 単 位 は 秒 ）、を 記 録 し 、 csv フ ァ イ ル と し て サ ー バ に ア ッ プ ロ ー ド す る（ 図 １ の ③ ）。ま た 、特 定 の ビ ー コ ン で は こ の と き 、 ア ロ マ デ ィ フ ュ ー ザ ー を 止 め た り 、 照 明 を 消 し た り す る 。 図 2： 推 薦 画 面 3.3 推 薦 処 理 サ ー バ で は 端 末 か ら 送 信 さ れ た 滞 在 情 報 を 統 合 し て 、 入 力 デ ー タ を 作 成 し 、 推 薦 プ ロ グ ラ ム に 入 力 す る 。 推 薦 プ ロ グ ラ ム は １ 分 ご と に 定 期 的 に 実 行 し 、 推 薦 結 果 を 更 新 す る 。 推 薦 結 果 を あ ら か じ め 作 成 し て お く こ と で 、 推 薦 結 果 を ユ ー ザ ー の 端 末 に 表 示 す る ま で の 計 算 時 間 を 短 縮 す る 。 3.4 推 薦 結 果 の 提 示 推 薦 の 結 果 は サ ー バ か ら 端 末 側 に 送 信 し 、 推 薦 結 果 を 端 末 に 置 い て 提 示 す る（ 図 １ の ④ ）。端 末 に 置 け る 実 際 の 推 薦 ア プ リ の 画 面 を 図 2 に 示 す 。 画 面 に は 実 験 会 場 の 地 図 と 「 お ス ス メ を 更 新 」 ボ タ ン を レ イ ア ウ ト し て い る 。 地 図 上 に は 赤 い 四 角 で ユ ー ザ ー の 現 在 地 が 表 示 さ れ る 。 ユ ー ザ ー が 「 お ス ス メ を 更 新 」 ボ タ ン を ク リ ッ ク す る と 、 推 薦 処 理 を 実 行 し た 時 刻 と 推 薦 さ れ る 展 示 の 上 位 ２ 件 が 表 示 さ れ る 。 表 示 の 方 法 は 図 2 の よ う に 地 図 上 に お ス ス メ の 展 示 の 場 所 が 緑 の 四 角 で 表 示 さ れ る 。 四 角 内 の 数 字 は 推 薦 の 順 位 で あ る 。
4. 実 験
本 章 で は 、実 験 の 概 要 と 結 果 、評 価 に つ い て 述 べ る 。 こ の 実 験 は 、 ビ ー コ ン を 用 い た 推 薦 の 精 度 な ど を 調 べ る 目 的 で 行 っ た 。 4.1 節 で は 実 験 で 使 用 し た 計 算 機 環表 1： 年 齢 と 性 別 に よ る 実 験 参 加 者 の 人 数 （ 人 ） 20 歳 未 満 20 代 30 代 40 代 50 代 60 代 以 上 年 齢 不 明 男 性 4 15 8 14 11 2 0 女 性 1 3 7 13 2 0 0 性 別 不 明 0 0 1 1 0 0 2 境 を 述 べ る 。 4.2 節 で は 実 験 の 概 要 に つ い て 述 べ る 。 4.3 節 で 実 験 に お け る 各 種 設 定 に つ い て 説 明 し 、4.4 節 で は 推 薦 の 精 度 に 関 し て 考 察 す る 。 4.5 節 で は 推 薦 結 果 に つ い て 述 べ 、 4.6 節 で は 推 薦 の 与 え る 影 響 に つ い て 考 察 す る 。 4.1 計 算 機 環 境 推 薦 と 受 付 処 理 を 行 う サ ー バ と し て Mac OS X を 用 い た 。 Mac OS X の CPU は Intel Core i5 で あ り 、 ク ロ ッ ク 数 は 2.8GHz、 メ モ リ は 8GB で あ る 。 推 薦 プ ロ グ ラ ム は JAVA1.8.0_51 を 用 い て 実 装 さ れ て い る 。推 薦 結 果 を 提 示 す る 端 末 と し て iPad mini を 用 い た 。iPad mini の OS は iOS 9.1 で あ る 。ビ ー コ ン か ら の 情 報 を 受 け 取 り 、 推 薦 結 果 を 提 示 す る プ ロ グ ラ ム は swift を 用 い て 実 装 さ れ て お り 、開 発 環 境 と し て Xcode 7.1.1 を 用 い た 。 4.2 実 験 概 要 iPad mini を ユ ー ザ ー に 貸 し 出 し 、ビ ー コ ン か ら 受 け 取 っ た 情 報 に よ り 、 ユ ー ザ ー が ど の 展 示 に ど れ く ら い の 時 間 滞 在 し た か を 分 析 し 、 ユ ー ザ ー に お 勧 め の 展 示 を 推 薦 す る 。 さ ら に 、 ユ ー ザ ー か ら 集 め た 属 性 情 報 か ら ユ ー ザ ー の 好 み に 合 い そ う な 照 明 の 色 や ア ロ マ の 香 り を 体 験 し て も ら う 。 実 験 は 11 月 21、 22、 27， 28， 29 日 に 行 っ た 。 実 験 は ナ レ ッ ジ キ ャ ピ タ ル の 運 営 す る The Lab と 呼 ば れ る 、 大 学 や 企 業 の 先 端 技 術 が 展 示 さ れ て い る 場 所 で 行 っ た [8]。 展 示 数 は 14 件 で あ る 。 実 験 参 加 者 は 合 計 77 人 で あ っ た 。 そ の う ち 、 54 人 が 男 性 、 26 人 が 女 性 、 4 名 が 性 別 不 明 だ っ た 。 ま た 、 参 加 者 の 年 齢 は 20 歳 未 満 が 5 人 、 20 代 が 18 人 、 30 代 が 16 人 、40 代 が 28 人 、50 代 が 13 人 、60 代 以 上 が 2 人 、 年 齢 不 明 が 2 人 だ っ た 。 年 齢 と 性 別 に よ る 実 験 参 加 者 の 人 数 を 表 に す る と 表 1 の よ う に な る 。 人 数 が 合 わ な い の は ダ ミ ー の ユ ー ザ ー に つ い て も カ ウ ン ト し て い た り 、 受 付 時 に 失 敗 し て 受 付 フ ォ ー ム へ の 入 力 を 2 回 し て も ら っ た り し た た め 、 参 加 者 の 人 数 よ り も デ ー タ に あ る ユ ー ザ ー の 人 数 が 多 く な っ て い る た め で あ る 。 4.3 実 験 設 定 図 3： ビ ー コ ン の 設 置 場 所 連 続 で １ 分 間 以 上 滞 在 し て い な い デ ー タ は ノ イ ズ と 考 え 、 入 力 デ ー タ に は 反 映 さ れ な い よ う に し た 。 同 一 の 展 示 に ２ 回 以 上 訪 れ た 場 合 は 各 滞 在 時 間 の 合 計 を 滞 在 時 間 と し て 用 い た 。 今 回 は 抽 出 す る 特 徴 の 数 （ ア イ テ ム の 特 徴 を 表 す ベ ク ト ル𝑞𝑖と ユ ー ザ ー の 特 徴 を 表 す ベ ク ト ル𝑝𝑢の 次 元 数 ） は 10 と し た 。 こ れ は 14 個 の 展 示 お よ び ユ ー ザ ー を そ れ ぞ れ 10 個 の 特 徴 で 表 す こ と を 意 味 す る 。 10 と い う 数 字 は 展 示 の 数 よ り 少 な い 数 で 、 き り の い い 数 字 で あ る こ と か ら 選 ば れ た 。式 (2.1)の λ の 値 は 0.08 を 用 い た 。 最 小 化 す る た め の 更 新 式 の γ の 値 は 0.0065 を 用 い た 。 更 新 式 を 適 用 す る 回 数 は 最 大 で 60 回 ま で と し た 。こ れ ら の パ ラ メ ー タ に つ い て は [10]に 従 っ て 設 定 し た 。 今 回 の 実 験 で は 、 ビ ー コ ン は Kontakt 社 の も の を 使 用 し た [11]。電 波 の 発 信 頻 度 は iBeacon の 推 奨 設 定 に 従 い 100ms に つ き １ 回 発 信 す る よ う 設 定 し た 。 major の 値 は 1～ 26 で あ り こ の 値 で 近 づ い た 場 所 を 識 別 し た 。 major の 値 が 1～ 14 の ビ ー コ ン は 図 3 に あ る よ う に 展 示 の 真 上 に 配 置 し た 。 真 上 に 設 置 し た の は 、 電 波 の 反 射 や 人 の 体 に よ る 電 波 の 減 衰 の 影 響 を 少 し で も 抑 え る た め で あ る 。た だ し 、展 示 4 と 展 示 13 に つ い て は 展 示 が 設 置 さ れ て い る 台 の 上 に 配 置 し た 。 こ れ は 展 示 の 真 上 に ビ ー コ ン を 設 置 す る ち ょ う ど い い も の が な か っ た た め で あ る 。 展 示 4 に つ い て は 展 示 ス ペ ー ス が 広 か っ た た め 、2 つ の ビ ー コ ン を 設 置 し た 。ビ ー コ ン の major の 値 は 共 通 の 値 を 設 定 し た 。 3 つ の ビ ー コ ン は 照 明 に セ ッ ト し 、 照 明 に 近 づ く と 明 か り が つ き 、 照 明 か ら 離 れ る と 明 か り が 消 え る よ う に し た 。 受 付 に も ビ ー コ ン を 配 置 し た 。 受 付 に 近 づ く と そ こ に 置 い て あ る ア ロ マ デ ィ フ ュ ー ザ ー が 起 動 し 、離 れ る と 止 ま る よ う に し た 。 4.4 推 薦 精 度 の 評 価 方 法 今 回 用 い た 推 薦 プ ロ グ ラ ム の 推 薦 の 精 度 に つ い て
図 4： 各 展 示 が 実 際 に １ 位 に 推 薦 さ れ た 回 数 考 え る 。推 薦 の 精 度 を 調 べ る た め に 交 差 検 証 を 行 っ た 。 な お 、 検 証 に 用 い た 入 力 デ ー タ は 、 滞 在 時 間 が 1 分 未 満 の デ ー タ も 含 め た も の を 使 っ て い る 。 手 順 は 次 の と お り で あ る 。 ま ず 、 入 力 デ ー タ を 5 つ に 分 割 す る 。 次 に 、 分 割 し た デ ー タ の 1 つ を 選 び 、 そ れ を 正 解 デ ー タ と す る 。 そ し て 、 残 り の 4 つ の デ ー タ を 用 い て 学 習 を 行 い 、 予 測 滞 在 時 間 を 推 定 す る 。 そ の 後 、 予 測 し た 滞 在 時 間 と 正 解 デ ー タ に あ る 正 し い 滞 在 時 間 を 比 較 す る 。 次 に 分 割 し た デ ー タ の う ち 最 初 に 正 解 デ ー タ と し て 選 ば な か っ た デ ー タ を 正 解 デ ー タ と し て 同 様 の 操 作 を 行 う 。 す べ て の デ ー タ に つ い て 同 様 に 繰 り 返 し 、 誤 差 を 求 め 、 ５ 回 の 平 均 誤 差 を 計 算 す る 。 そ の 誤 差 が 小 さ い ほ ど 推 薦 が 正 確 で あ っ た こ と が わ か る 。 今 回 は 、 推 薦 の 精 度 の 指 標 と し て MAE と RMSE を 用 い た 。 MAE は 誤 差 の 絶 対 値 の 平 均 を と っ た も の で 、 次 の よ う な 式 で あ ら わ さ れ る 。 𝑀𝐴𝐸 =1 𝑁 ∑ |𝑟𝑢𝑖− 𝑟̂|𝑢𝑖 𝑁 (𝑢,𝑖)∈𝜅 (4.1) RMSE は 誤 差 の ２ 乗 の 平 均 の 平 方 根 を と っ た も の で 、 次 の 式 で あ ら わ さ れ る 。 RMSE = √1 𝑁 ∑ (𝑟𝑢𝑖− 𝑟̂)𝑢𝑖 2 𝑁 (𝑢,𝑖)∈𝜅 (4.2) こ こ で N は 正 解 デ ー タ の 数 で あ る 。 交 差 検 証 を 行 っ た 結 果 、 今 回 実 験 に 用 い た 推 薦 プ ロ グ ラ ム の MAE は 1.651、 RMSE は 2.941 と な っ た 。 MAE の 値 か ら 、平 均 す る と 予 測 滞 在 時 間 の 誤 差 は １ 分 半 強 に 抑 え ら れ て い る と 言 え る 。 こ れ は 滞 在 時 間 を 予 測 し て い る と 考 え れ ば 、 問 題 な い 程 度 の 精 度 が 出 て い る と 言 え る 。 4.5 推 薦 結 果 の 評 価 ま ず 初 め に 、 ユ ー ザ ー に 推 薦 さ れ た 展 示 の 統 計 情 報 を 報 告 す る 。 各 展 示 に 関 し て 実 験 中 に ユ ー ザ ー に 提 示 さ れ た 推 薦 結 果 と し て 1 位 に な っ た 回 数 を グ ラ フ に す る と 図 4 の よ う に な る 。横 軸 の 数 字 は 展 示 番 号 で あ る 。 こ こ で は 同 じ ユ ー ザ ー が 複 数 回 「 お ス ス メ を 更 新 」 の ボ タ ン を 押 し た 場 合 は 、 1 人 の ユ ー ザ ー に 対 し て 複 数 個 の 1 位 の 展 示 が あ る こ と と し て 数 え た 。 た だ し 、 推 薦 結 果 が 変 わ っ て い な か っ た 場 合 は 1 回 分 と し て 数 え た 。 こ れ は 短 時 間 の 間 に 何 度 も 推 薦 結 果 を 更 新 し た ユ ー ザ ー が い た た め 、 結 果 が 変 わ っ て い な い も の も カ ウ ン ト す る と 、 あ る と き に た ま た ま 推 薦 さ れ て い た だ け で も 、 何 度 も 推 薦 さ れ て い る こ と に な る 展 示 が で き て し ま う か ら で あ る 。 図 4 を 見 る と 、 推 薦 さ れ る 展 示 が 大 き く 偏 っ て い る こ と が わ か る 。特 に 12 番 の 展 示 は 2 番 目 に 多 く 推 薦 さ れ て い る 3 番 の 展 示 の 倍 以 上 の 回 数 推 薦 さ れ て い る 。こ れ は 12 番 の 展 示 に は 極 端 に 長 く 滞 在 し た ユ ー ザ ー が い た た め だ と 考 え ら れ る 。 全 展 示 の 平 均 滞 在 時 間 を 調 べ て み る と 約 3 分 で あ っ た 。 そ れ に 対 し て 、 12 番 の 展 示 に は 20 分 近 く も 滞 在 し た ユ ー ザ ー が 存 在 し た 。 他 の 比 較 的 推 薦 さ れ て い る 2 番 、 3 番 の 展 示 に つ い て も 同 様 に 20 分 以 上 滞 在 し て い る ユ ー ザ ー が 存 在 し て い る こ と が 確 認 さ れ た 。特 に 12 番 の 展 示 が 推 薦 さ れ て い る の は 12 番 の 展 示 に 長 く 滞 在 し た ユ ー ザ ー が 実 験 の 序 盤 か ら 存 在 し た た め 、 実 験 序 盤 で 推 薦 回 数 を か せ い だ か ら だ と 考 え ら れ る 。 実 際 に 12 番 の 展 示 は 実 験 の 初 日 に 12 回 も 推 薦 さ れ て い る 。 ま た 、 実 験 の 序 盤 で 何 度 か 推 薦 結 果 を 確 認 し て み る と 、 た い て い の 人 に 同 じ 場 所 が 推 薦 さ れ て し ま っ て い た 。 こ れ は 、 デ ー タ の 数 が 少 な い た め に 起 こ っ た こ と だ と 考 え ら れ る 。 デ ー タ の 数 が 少 な い 状 態 で 、 あ る 展 示 に 長 く 滞 在 し た ユ ー ザ ー が い る と 、 そ の 展 示 の 持 つ 影 響 力 が 大 き く な り 、 推 薦 さ れ や す く な っ て し ま っ た の だ と 考 え ら れ る 。 デ ー タ の 数 が 増 え る と 長 く 滞 在 し た ユ ー ザ ー の 影 響 力 が 弱 ま る か ど う か を 確 か め る た め に 推 薦 結 果 を 日 付 ご と に 分 け て 、 推 薦 回 数 の 分 散 を 計 算 し て み る と 、 １ 日 目 か ら 順 番 に 9.57、 2.96、 4.27、 2.45、 8.67 と な り 、 １ 日 目 と ５ 日 目 の 偏 り が 大 き い こ と が わ か る 。 こ の こ と か ら 、 デ ー タ の 数 が 増 え て も 必 ず し も 推 薦 結 果 が 偏 ら な く な る わ け で は な い こ と が わ か る 。 こ の 結 果 か ら 考 え ら れ る 可 能 性 は ４ つ あ る 。 １ つ 目 は デ ー タ の 数 が 、 長 く 滞 在 し た ユ ー ザ ー の 影 響 力 を 弱 め る に は ま だ ま だ 足 り て い な い 、 と い う 可 能 性 で あ る 。 こ の 場 合 、 対 処 法 と し て は デ ー タ の 数 を も っ と 増 や す し か な い 。 ２ つ 目 の 可 能 性 は 長 く 滞 在 し た ユ ー ザ ー の 影 響 力 が 大 き す ぎ て デ ー タ を 増 や し て も 十 分 に 弱 め き れ な い と い う も の で あ る 。 こ の 場 合 、 対 処 法 と し て は 滞 在 時 間 の 最 大 値 を あ ら か じ め 決 め て お い て 、 そ の 時 間 以 上 滞 在 し た と き の 滞 在 時 間 は す べ て 最 大 値 に あ わ せ る こ と な ど が 考 え ら れ る 。 ３ つ 目 は デ ー タ の 0 10 20 30 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 推 薦 回 数 （ 回 ） 展示番号
図 5： 全 履 歴 デ ー タ を 用 い て 全 ユ ー ザ ー に 対 し て 推 薦 を 実 行 し た 結 果 か ら 、 各 展 示 が １ 位 に 推 薦 さ れ た 回 数 （ 滞 在 時 間 １ 分 未 満 の デ ー タ は 含 ま な い ） 数 を 増 や し て も 長 く 滞 在 し た ユ ー ザ ー の 影 響 力 は 弱 ま ら な い と い う 可 能 性 で あ る 。 こ の 場 合 も ２ つ 目 の 可 能 性 と 同 様 に 、 滞 在 時 間 を 最 大 値 で 足 切 り す る こ と で 極 端 に 長 く 滞 在 し た ユ ー ザ ー の 影 響 力 を 小 さ く す る こ と が で き る 。 ４ つ 目 の 可 能 性 は 推 薦 は す で に 適 切 に 行 わ れ て い る 、 と い う も の で あ る 。 こ の 場 合 は 何 の 問 題 も な い 。 実 験 の 最 初 の 段 階 で は デ ー タ の 量 が 少 な い た め 適 切 な 推 薦 が 行 え な い 。 よ っ て 、 ユ ー ザ ー に 提 示 さ れ た 推 薦 結 果 に は ノ イ ズ と な る デ ー タ が 含 ま れ て い る 。 そ こ で 次 に 、 あ る 程 度 デ ー タ が た ま っ て き た 状 態 で ど の よ う に 推 薦 が 行 わ れ る か を 確 認 す る 。 そ の た め に 最 終 的 に 集 ま っ た デ ー タ を す べ て 用 い て 推 薦 を 行 い 、 そ の 結 果 を 確 認 し た 。 最 終 的 に 集 ま っ た デ ー タ を す べ て 用 い て 全 ユ ー ザ ー を 対 象 に 推 薦 を 行 い 、 1 位 に な っ た 回 数 を 数 え て み る と 図 5 の よ う に な っ た 。こ れ を 見 る と 、 や は り 長 め に 滞 在 さ れ た 展 示 の 影 響 力 が ま だ 大 き い こ と が わ か る 。 し か し 、 図 5 を 見 た だ け で は わ か ら な い が 、2 位 、3 位 の 展 示 ま で 含 め て み る と デ ー タ が た ま っ て く る 前 と 比 較 す れ ば 、 ユ ー ザ ー ご と に 推 薦 さ れ る 展 示 は 変 わ っ て き て い る 。 実 験 の 序 盤 の デ ー タ が た ま っ て い な い 状 態 で 推 薦 結 果 を 確 認 し た と き に は 、 本 当 に 推 薦 結 果 は す べ て の ユ ー ザ ー に 対 し て ほ ぼ 同 じ で 12 番 、2 番 、3 番 の 展 示 が 推 薦 さ れ る こ と が 多 か っ た 。最 終 的 に 集 ま っ た デ ー タ か ら の 推 薦 で は 、 例 え ば 7 番 の 展 示 は 図 5 か ら は ほ と ん ど 推 薦 さ れ て い な い よ う に 見 え る が 、 2 位 、 3 位 に な っ た 回 数 も 含 め る と 22 回 推 薦 さ れ て い る 。こ れ は デ ー タ の 数 が 増 え た こ と に よ っ て 、 長 め に 滞 在 さ れ た 展 示 の 与 え る 影 響 が 弱 ま っ て き て い る こ と を 示 し て い る と 考 え ら れ る 。 よ っ て 以 前 に 述 べ た ３ つ の 可 能 性 の う ち ３ つ 目 の 可 能 性 は 否 定 で き る と 図 6： 全 履 歴 デ ー タ を 用 い て 全 ユ ー ザ ー に 対 し て 推 薦 を 実 行 し た 結 果 か ら 、 各 展 示 が １ 位 に 推 薦 さ れ た 回 数 （ 滞 在 時 間 １ 分 未 満 の デ ー タ は 含 ま な い ） 考 え ら れ る 。 し か し 、 長 め に 滞 在 さ れ た 展 示 の 影 響 は ま だ ま だ 大 き い 。 デ ー タ の 数 を も っ と 増 や さ な け れ ば 正 確 な 推 薦 は で き な い と 考 え ら れ る 。 入 力 デ ー タ が 少 な い 原 因 と し て は 、 そ も そ も ユ ー ザ ー の 数 が 少 な い と い う こ と も あ る が 、 理 由 が も う １ つ 考 え ら れ る 。 そ の 原 因 と は 、 連 続 で １ 分 間 以 上 滞 在 し て い な い デ ー タ を ノ イ ズ と し て 排 除 し て し ま っ た こ と で あ る 。 入 力 デ ー タ を 見 る と 、 ど の 展 示 に も 滞 在 し て い な い ユ ー ザ ー が 何 人 か い る こ と が わ か っ た 。 こ れ は 不 自 然 で あ る 。 さ ら に 、 サ ー バ に ア ッ プ ロ ー ド さ れ た csv フ ァ イ ル を 確 認 す る と 多 く の デ ー タ の 滞 在 時 間 が １ 分 未 満 で あ り 、 こ れ ら の 情 報 を す べ て 使 用 し て い な い こ と が わ か っ た 。 滞 在 時 間 が 1 分 未 満 の デ ー タ の 量 は 予 想 以 上 に 多 く 、 こ れ ら の デ ー タ も 積 み 重 な れ ば 無 視 で き な い 影 響 を 与 え る 。 そ こ で 、 こ れ ら の デ ー タ も す べ て 含 め て 入 力 デ ー タ を 作 っ て 推 薦 を し て み た 。 そ の 結 果 で 1 位 に な っ た 回 数 を グ ラ フ に す る と 図 7 の よ う に な っ た 。 図 6 を 見 る と 、 図 5 に 比 べ て 推 薦 結 果 の 偏 り が 緩 和 さ れ て い る こ と が わ か る 。 図 5 と 図 6 を 比 較 す る と 、 ノ イ ズ と し て 排 除 し て い た デ ー タ を 加 え た と き 、展 示 2 や 展 示 12 の 推 薦 回 数 は 大 き く 下 が っ て い る に も 関 わ ら ず 、 展 示 4 に つ い て は 変 わ っ て い な い こ と が わ か る 。 こ れ は 展 示 4 に は 2 つ の ビ ー コ ン を 設 置 し た こ と が 原 因 だ と 考 え ら れ る 。 展 示 4 に 滞 在 し た ユ ー ザ ー の 行 動 履 歴 を 見 る と 、 展 示 4 に 数 秒 滞 在 し て 離 れ て 、 ま た す ぐ に 滞 在 し て 離 れ る と い う 行 動 を 繰 り 返 し て い る こ と が 多 か っ た 。 こ れ は 展 示 4 に 設 置 さ れ た 2 つ の ビ ー コ ン の 片 方 に 近 づ い て 離 れ て 、 す ぐ に も う 一 方 に 近 づ い て 離 れ る 、 と い う こ と を 繰 り 返 し て い た た め だ と 考 え ら れ る 。 そ の た め 、 滞 在 時 間 が １ 分 以 下 の デ ー タ が 多 く 、 そ れ ら の デ ー タ を 加 え た こ と に よ っ て 展 示 4 の 滞 在 時 間 は 長 く な る 。展 示 2 や 展 示 12 に は 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 推 薦 回 数 （ 回 ） 展示番号 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 推 薦 回 数 （ 回 ） 展示番号
そ の よ う な こ と が 起 こ ら な い 。 よ っ て 、 展 示 4 だ け が ノ イ ズ と し て 排 除 し て い た デ ー タ を 加 え て も 、 推 薦 回 数 が 下 が ら な か っ た の だ と 考 え ら れ る 。 4.6 推 薦 の 影 響 力 推 薦 の 与 え る 影 響 力 に つ い て 考 え る 。 1 位 に 推 薦 さ れ た 展 示 に 訪 れ て い る ユ ー ザ ー 数 を 計 算 し た 。 こ こ で の 「 展 示 に 訪 れ た 」 の 定 義 は 「 合 計 で 1 分 間 以 上 （ 連 続 し て い な く て も 良 い ） そ の 展 示 の 近 く に い た こ と 」 で あ る 。 計 算 の 結 果 、 推 薦 さ れ た 展 示 の す べ て に 訪 れ た 人 は 24 人 、 推 薦 さ れ た 展 示 の 一 部 に 訪 れ た 人 は 12 人 、推 薦 さ れ た 展 示 に 訪 れ な か っ た 人 は 20 人 、推 薦 を 利 用 し な か っ た 人 は 23 人 で あ っ た 。「 推 薦 さ れ た 展 示 の 一 部 に 訪 れ た 」 と は 複 数 の 展 示 が １ 位 と し て ユ ー ザ ー に 推 薦 さ れ 、 そ の 一 部 の 展 示 に 訪 れ た こ と を 意 味 す る 。 展 示 の 一 部 に 訪 れ た 人 を 0.5 人 分 と し て カ ウ ン ト す る と 推 薦 を 利 用 し た 人 の 中 で 推 薦 さ れ た 展 示 に 訪 れ た 人 の 割 合 は(24 + 12 × 0.5) ÷ (24 + 12 + 20) ≅ 53.6%と な る 。 こ の 数 値 だ け を 見 る と 推 薦 は う ま く っ て い る よ う に 見 え る が 、 ユ ー ザ ー の 訪 れ た 展 示 数 の 平 均 を 計 算 す る と １ 人 の ユ ー ザ ー は 平 均 し て 6.83 個 の 展 示 を 訪 れ て い る こ と が わ か っ た 。展 示 の 数 は 14 個 な の で 約 半 分 の 展 示 に 訪 れ て い る こ と に な る 。 こ れ は 推 薦 結 果 を 見 な い で ラ ン ダ ム に 展 示 を 回 っ た と し て も 、約 50%の 確 率 で 推 薦 さ れ た 場 所 を 訪 れ る こ と を 意 味 す る 。 こ の 結 果 か ら 推 薦 の 与 え る 影 響 は あ ま り 大 き く な か っ た と 言 え る 。 そ う な っ た 理 由 の 一 つ と し て は 、 展 示 の 数 が 少 な い こ と が 考 え ら れ る 。 展 示 の 数 が 少 な い の で わ ざ わ ざ 推 薦 に 頼 ら な く て も 、 ど ん な 展 示 が あ る の か 、 ざ っ と 見 る こ と が で き る 。 よ っ て 、 お ス ス メ さ れ た 展 示 で も 実 際 に 見 て 興 味 が 持 て な け れ ば 展 示 を 訪 れ な い 可 能 性 が あ る 。 こ れ は 推 薦 を 利 用 し な か っ た 人 が 多 い 理 由 で も あ り そ う で あ る 。 ま た 、 推 薦 を 利 用 し な か っ た 人 が 多 い 理 由 と し て は 、 利 用 し な か っ た の で は な く 、 利 用 で き な か っ た 人 が い る こ と も あ る 。実 験 中 、「 お ス ス メ を 更 新 」 ボ タ ン を 押 し て も 推 薦 が で き な い と い う ユ ー ザ ー が 何 名 か い た 。 こ れ は 、 お そ ら く ネ ッ ト ワ ー ク と の 接 続 が 切 れ て サ ー バ と の 接 続 が 切 れ た こ と で 、 推 薦 結 果 を 見 る こ と が で き な く な っ て し ま っ た こ と が 原 因 だ と 考 え ら れ る 。 先 ほ ど と 同 様 に し て 、 推 薦 さ れ た 展 示 に 訪 れ た 人 の 割 合 を 日 付 ご と に 求 め て み る と １ 日 目 か ら ５ 日 目 ま で の 結 果 は そ れ ぞ れ 、35.4%、26.7%、50.0%、20.0%、55.9% と な っ た 。 デ ー タ 量 が 増 え れ ば よ り 適 切 な 推 薦 が で き る は ず な の で 、 実 験 の 後 半 に な る に つ れ て 推 薦 の 与 え る 影 響 力 が 大 き く な る の で は な い か と 考 え た が 、 そ の よ う な こ と は な か っ た 。 推 薦 さ れ た と き の 現 在 地 と 、 推 薦 さ れ た 場 所 に 訪 れ た か ど う か の 関 係 に つ い て 調 べ て み た が 、 あ ま り 関 係 は な か っ た 。 現 在 地 か ら 遠 い 場 所 が 推 薦 さ れ て も 展 示 を 見 に 行 っ た 人 が い れ ば 、 現 在 地 の 近 く が 推 薦 さ れ て い て も 展 示 を 見 に 行 か な か っ た 人 も い た 。 こ の 原 因 と し て は 、 実 験 会 場 が そ こ ま で 広 く な い こ と が 考 え ら れ る 。 現 在 地 か ら 近 い 展 示 も 遠 い 展 示 も 、 移 動 時 間 は ほ と ん ど 変 わ ら な い の で 、 行 動 に 影 響 が 出 に く か っ た の だ と 考 え ら れ る 。 実 験 を も っ と 大 規 模 に し て 行 う と 意 味 の あ る 結 果 が 得 ら れ る こ と が 期 待 で き る 。
5. 関 連 研 究
本 稿 の 実 験 で は Matrix Factorization の 基 本 的 な 部 分 の み を 使 っ た が 、 Matrix Factorization に は 多 く の 精 度 を 上 げ る た め の 工 夫 が 提 案 さ れ て い る 。 評 価 し た 時 間 を 考 慮 し た り 、 ユ ー ザ ー や ア イ テ ム の 属 性 情 報 を 利 用 し た り [1, 2]評 価 さ れ る 頻 度 を 考 慮 し た り す る 方 法 [2] な ど が 提 案 さ れ て い る 。 ま た Matrix Factorization 以 外 の 推 薦 ア ル ゴ リ ズ ム と し て は 、pLSA[3]や Slope One[4]、 制 限 付 き ボ ル ツ マ ン マ シ ン を 使 っ た 推 薦 [7] な ど が あ る 。 pLSA は ど の ア イ テ ム を 好 む か を 確 率 で 表 す 方 法 で あ る 。Slope One で は 評 価 値 の 平 均 と の 偏 差 か ら 評 価 値 を 予 測 す る 。 協 調 フ ィ ル タ リ ン グ に は 、 本 稿 で 利 用 し た ユ ー ザ ー ベ ー ス 協 調 フ ィ ル タ リ ン グ の 他 に も ア イ テ ム ベ ー ス 協 調 フ ィ ル タ リ ン グ が あ る 。 こ れ は ア イ テ ム 間 の 関 係 を 見 て 推 薦 を 行 う 方 法 で 、 Amazon な ど で 利 用 さ れ て い る [1,5,12]。[5]で は 推 薦 に 関 す る 基 本 的 な こ と が 述 べ ら れ て い る こ と に 加 え 、 入 力 す る デ ー タ や プ ラ イ バ シ ー の 問 題 、 サ ク ラ 攻 撃 な ど に 関 す る 考 察 が 述 べ ら れ て い る 。 位 置 推 定 の 方 法 と し て は WiFi を 使 っ た 位 置 推 定 [6] が あ る 。 [6]で は WiFi を 用 い て 三 角 測 量 の よ う な こ と を 行 っ て い た 。 同 じ 方 法 が WiFI の 代 わ り に 複 数 個 の ビ ー コ ン を 使 っ て も 実 装 で き そ う で あ る 。6. お わ り に
本 稿 で は 推 薦 を IoT 技 術 と 組 み 合 わ せ て 利 用 す る と い う 実 証 実 験 に 取 り 組 ん だ 。 実 験 で 使 っ た シ ス テ ム で は iBeacon を 用 い て 位 置 情 報 を 取 得 し 、 滞 在 時 間 の 長 さ に よ っ て ユ ー ザ ー の 嗜 好 を 予 測 し た 。 推 薦 に は Matrix Factorization と 呼 ば れ る 技 術 を 用 い た 。 実 験 に よ っ て 、 位 置 情 報 を 正 確 に 把 握 す る の が 困 難 で あ る こ と 、 た だ 場 所 を 示 す だ け で は ユ ー ザ ー が 推 薦 を そ こ ま で 参 考 に し な い の で 、 推 薦 結 果 の 提 示 方 法 を 工 夫 す る 必 要 が あ る こ と 、 入 力 デ ー タ が 少 な い と 推 薦 結 果 に 偏 り が 生 じ て し ま う た め 、 入 力 デ ー タ の 量 を も っ と 増 や す 必 要 が あ る こ と な ど が わ か っ た 。 今 後 の 研 究 の 方 針 と し て は 次 の よ う な も の が 挙 げら れ る 。ま ず 、よ り 規 模 を 大 き く し て 実 験 を 行 う こ と 。 展 示 の 数 が 見 て 回 れ な い く ら い 多 い 状 態 で 実 験 が で き る と 、推 薦 を 参 考 に す る 人 が 増 え る こ と が 期 待 で き る 。 ま た 、 今 回 の 実 験 で は 属 性 情 報 に よ っ て 照 明 の 色 や ア ロ マ の 香 り を 変 え た が 、 そ の 色 や 香 り は あ ら か じ め 決 め 打 っ て い た 。 こ れ ら に つ い て も 照 明 や ア ロ マ デ ィ フ ュ ー ザ ー の 近 く の 滞 在 時 間 を も と に 、 あ る 属 性 の 人 が ど う い っ た 色 や 香 り を 好 む か を 解 析 し 、 動 的 に 色 や 香 り を 決 め ら れ る よ う に し て い き た い 。
参 考 文 献
[1] Yehuda Koren ， Robert Bell and Chris Volinsky “Matrix Factorization Techniques for Recommender Systems”, Proceeding of IEEE Computer Society, 2009
[2] Yehuda Koren “The BellKor Solution to the Netflix Grand Prize”, Report from the Netflix Prize Winners, 2009,
http://www.netflixprize.com/assets/GrandPrize2009 BPC BigChaos.pdf
[3] Abhinandan Das,Mayur Datar,Shyam Rajaram and Ashutosh Garg “Google News Personalization: Scalable Online Collaborative Filtering” , Proceeding of WWW, 2007
[4] DanielLemire and Anna Maclachlan “Slope One Predictors for Online Rating -Based Collaborative Filtering”, Proceeding of SDM, 2005 [5] 神 嶌 敏 弘 “推 薦 シ ス テ ム の ア ル ゴ リ ズ ム (1)”, 人 工 知 能 学 会 誌 ,vol.22, no.6, 2007 [6] 暦 本 純 一 , 塩 野 崎 敦 , 末 吉 隆 彦 , 味 八 木 崇 “PlaceEngine: 実 世 界 集 合 知 に 基 づ く WiFi 位 置 情 報 基 盤”, イ ン タ ー ネ ッ ト コ ン フ ァ レ ン ス 論 文 集 , 2006
[7] Ruslan Salakhutdinov, Andriy Mnih and Geoffrey Hinton “Restricted Boltzmann Machines for Collaborative Filtering”, Proceeding of ICML, 2007
[8] http://kc-i.jp/ [9] https://ja.wikipedia.org/wiki/IBeacon [10] https://code.google.com/p/mf -predictor/ [11] http://kontakt.io/ [12] http://ameblo.jp/principia -ca/entry-10980281840.htm l [13] https://www.change-makers.jp/post/10447
