Nghiên cứu ứng dụng mạng học sâu trong thương mại điện tử - Luận văn thạc sĩ khoa học máy tính

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật phân tích máy tính hệ thống đề xuất sử dụng các mạng học sâu trong thương mại điện tử, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho

Trường đại học

Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM

Chuyên ngành

Khoa học máy tính

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận văn thạc sĩ

2024

72
3
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Giới thiệu về mạng học sâu trong thương mại điện tử

Mạng học sâu (deep learning) đã trở thành một công cụ quan trọng trong lĩnh vực thương mại điện tử (thương mại điện tử). Sự phát triển của các công nghệ như trí tuệ nhân tạomachine learning đã mở ra nhiều cơ hội mới cho việc tối ưu hóa trải nghiệm người dùng. Hệ thống đề xuất thông minh, sử dụng các mạng học sâu, giúp phân tích dữ liệu lớn (dữ liệu lớn) từ hành vi người tiêu dùng để đưa ra các sản phẩm phù hợp. Theo nghiên cứu, việc áp dụng các mạng học sâu như Neural Collaborative FilteringWide and Deep Learning đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc tăng cường khả năng dự đoán và cá nhân hóa trải nghiệm mua sắm. Điều này không chỉ giúp duy trì tỷ lệ người dùng hiện hữu mà còn thu hút người dùng mới, từ đó nâng cao doanh số cho các sàn thương mại điện tử.

1.1. Vai trò của hệ thống đề xuất

Hệ thống đề xuất đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện trải nghiệm người dùng trên các sàn thương mại điện tử. Chúng giúp người dùng tìm kiếm sản phẩm một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn. Theo một nghiên cứu, khoảng 35% doanh thu của các sàn thương mại điện tử đến từ các sản phẩm được đề xuất. Hệ thống này không chỉ giúp tăng cường sự hài lòng của khách hàng mà còn tạo ra giá trị cho doanh nghiệp thông qua việc tối ưu hóa quy trình bán hàng. Việc áp dụng các thuật toán học sâu trong hệ thống đề xuất cho phép phân tích và dự đoán hành vi người tiêu dùng một cách chính xác hơn, từ đó đưa ra các gợi ý sản phẩm phù hợp với nhu cầu và sở thích của từng cá nhân.

II. Nền tảng lý thuyết về mạng học sâu

Nền tảng lý thuyết về mạng học sâu bao gồm các khái niệm cơ bản và các mô hình phổ biến như Neural Collaborative FilteringWide and Deep Learning. Neural Collaborative Filtering là một phương pháp sử dụng mạng nơ-ron để học các mối quan hệ giữa người dùng và sản phẩm, từ đó đưa ra các gợi ý chính xác hơn. Mô hình này cho phép khai thác thông tin từ cả hành vi người dùng và đặc điểm sản phẩm. Trong khi đó, Wide and Deep Learning kết hợp giữa việc học từ các đặc trưng rộng và sâu, giúp cải thiện khả năng tổng quát của mô hình. Việc áp dụng các mô hình này trong thương mại điện tử không chỉ giúp nâng cao hiệu suất của hệ thống đề xuất mà còn tạo ra những trải nghiệm cá nhân hóa cho người dùng.

2.1. Neural Collaborative Filtering

Mô hình Neural Collaborative Filtering (NCF) sử dụng mạng nơ-ron để học các mối quan hệ giữa người dùng và sản phẩm. NCF cho phép khai thác thông tin từ cả hành vi người dùng và đặc điểm sản phẩm, từ đó đưa ra các gợi ý chính xác hơn. NCF đã chứng minh được hiệu quả trong việc cải thiện độ chính xác của các hệ thống đề xuất. Theo nghiên cứu, NCF có khả năng xử lý các dữ liệu phức tạp và lớn, giúp tăng cường khả năng dự đoán và cá nhân hóa trải nghiệm mua sắm cho người dùng.

2.2. Wide and Deep Learning

Mô hình Wide and Deep Learning kết hợp giữa việc học từ các đặc trưng rộng và sâu, giúp cải thiện khả năng tổng quát của mô hình. Mô hình này cho phép khai thác thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, từ đó đưa ra các gợi ý sản phẩm phù hợp với nhu cầu và sở thích của từng cá nhân. Việc áp dụng Wide and Deep Learning trong thương mại điện tử đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc tối ưu hóa trải nghiệm người dùng và tăng cường doanh thu cho các sàn thương mại điện tử.

III. Đánh giá và so sánh kết quả thực nghiệm

Nghiên cứu đã tiến hành đánh giá và so sánh kết quả thực nghiệm của hai mạng học sâu là Neural Collaborative FilteringWide and Deep Learning trên cùng một tập dữ liệu. Kết quả cho thấy, cả hai mô hình đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. NCF cho thấy khả năng dự đoán chính xác hơn trong một số trường hợp, trong khi Wide and Deep Learning lại tỏ ra hiệu quả hơn trong việc tổng quát hóa thông tin. Việc so sánh này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về hiệu suất của từng mô hình mà còn cung cấp những thông tin quý giá cho các doanh nghiệp trong việc lựa chọn mô hình phù hợp cho hệ thống đề xuất của mình.

3.1. Kết quả thực nghiệm của Neural Collaborative Filtering

Kết quả thực nghiệm cho thấy Neural Collaborative Filtering có khả năng dự đoán chính xác hơn trong việc gợi ý sản phẩm cho người dùng. Mô hình này đã đạt được độ chính xác cao trong việc phân tích hành vi người dùng và đưa ra các gợi ý phù hợp. Tuy nhiên, NCF cũng gặp phải một số hạn chế trong việc tổng quát hóa thông tin, đặc biệt là khi dữ liệu đầu vào không đủ đa dạng.

3.2. Kết quả thực nghiệm của Wide and Deep Learning

Mô hình Wide and Deep Learning cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc tổng quát hóa thông tin và xử lý các dữ liệu phức tạp. Kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình này có khả năng đưa ra các gợi ý sản phẩm phù hợp với nhu cầu và sở thích của người dùng. Tuy nhiên, Wide and Deep Learning cũng cần một lượng dữ liệu lớn để đạt được hiệu suất tối ưu, điều này có thể là một thách thức đối với một số doanh nghiệp.

09/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu bài toán 1. Lý do chọn đề tài Trong thời kỳ bùng nổ mạnh mẽ của công nghệ thời đại 4.0, việc áp dụng các công nghệ hiện đại đã dần thay thế các mô hình kinh doanh truyền thống, mang đến nhiều tiện ích, cũng như nhiều trải nghiệm tốt hơn dành cho người dùng. Một trong những thay đổi lớn nhất là sự ra đời và phát triển mạnh mẽ của các sàn thương mại điện tử. Thương mại điện tử hiểu một cách đơn giản là các hoạt động mua bán sản phẩm, dịch vụ thông qua các hệ thống điện tử như internet và các mạng máy tính.

Ngoài ra, ở Việt Nam định nghĩa về thương mại điện tử cũng được Chính Phủ sớm nghiên cứu, ban hành, được pháp luật công nhận và được thông tin chi tiết: “Hoạt động thương mại điện tử là việc tiến hành một phần hoặc toàn bộ quy trình của hoạt động thương mại bằng phương tiện điện tử có kết nối với mạng Internet, mạng viễn thông di động hoặc các mạng mở khác” – Nghị định 52/2013/NĐ-CP về Thương mại điện tử [1]. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển vượt bậc của các nghiên cứu về khoa học công nghệ, đặc biệt là khoa học dữ liệu và dữ liệu lớn đã cho phép chúng ta thực hiện hàng triệu các giao dịch trong cùng một thời điểm, cộng thêm ảnh hưởng của đại dịch Covid – 19 đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của các sàn thương mại điện tử. Không chỉ được gói gọn trong từng quốc gia, vùng lãnh thổ, mà giờ đây thương mại điện tử đã xóa mờ đi khoảng cách về địa lý và tiến tới toàn cầu hóa trên mọi sản phẩm.1 Các quốc gia có sự phát triển mạnh về thương mại điện tử toàn cầu năm 2023. Theo thống kê của trang Inside Intelligence, một công ty chuyên nghiên cứu, thống kê và cung cấp chiến lược trên các sàn thương mại điện tử toàn cầu, Việt Nam chúng ta nằm ở vị trí thứ 5 (Hình 1.1) với tốc độ tăng trưởng 19% trong năm 2022, bất chấp sự ảnh hưởng to lớn của đại dịch Covid-19, chứng tỏ Việt Nam là một trong những thị trường rất tiềm năng để phát triển thương mại điện tử.

Điều này có thể chứng minh thông qua một số luận điểm: • Kinh tế Việt Nam đang nằm trong giai đoạn đang phát triển nhanh và bền vững nên sẽ là một thị trường tiềm năng cho các nhà đầu tư. • Độ tuổi trung bình của Việt Nam đang 33.7 [3] là một trong những nước có dân số trẻ, điều này cũng là một lợi thế lớn khi chúng ta tiếp cận với những công nghệ hiện đại và có sự thay đổi với tần suất nhanh như hiện nay. Nắm bắt được các yếu tố này, các sàn thương mại điện tử lớn có thể kể đến như Shopee, Lazada, Tiki… đã sớm có mặt trên thị trường, và góp phần thúc đẩy quá trình phát triển của thương điện tử ở Việt Nam. Mục đích nghiên cứu Đối với sự phát triển của các sàn thương mại điện tử, việc tổ chức lưu trữ thông tin người dùng, các sản phẩm, thông tin về giao dịch, đơn hàng…thì hiện tại các công nghệ về big data (dữ liệu lớn), hay các dịch vụ được cung cấp bởi các hãng lớn như 3 Oracle, SQLServer đang làm rất tốt công việc này.

Câu hỏi đặt ra là “Ngoại trừ việc lưu trữ, làm thế nào để chúng ta có thể khai thác hay khai phá những nguồn dữ liệu lớn và màu mỡ này để phục vụ cho quá trình kinh doanh ?”. Dưới góc nhìn là nhà quản lí của các sàn thương mại điện tử thì làm sao để tăng được doanh số? Cách đơn giản nhất là sẽ duy trì số lượng người dùng hiện hữu, thu hút người dùng mới, từ đó có thể tăng được tỉ lệ chuyển đổi thành các đơn hàng. Vậy làm thế nào để lôi kéo, hay thu hút được người dùng sử dụng sản phẩm của mình. Câu trả lời là tăng tính năng, và nâng cao trải nghiệm của người dùng, làm cho họ thích thú, đưa ra được các thông tin dự đoán về các sản phẩm mà người dùng đang có nhu cầu, hoặc gợi ý cho họ những sản phẩm đang được thịnh hành.

Từ đó giúp các nhà quản lí có thể đạt được mục đích ban đầu là duy trì và tăng số lượng người sử dụng, góp phần vào việc tăng doanh số. Dưới góc nhìn của một người dùng, thì họ sẽ có xu hướng sử dụng những ứng dụng mà có thể cho họ sự trải nghiệm cao khi sử dụng, điều này không chỉ đến từ những tìm kiếm thông thường, mà còn đến từ sự thông minh mà ứng dụng có thể mang lại. Kết hợp các điều kiện trên, từ nhu cầu của một nhà quản lí, một chủ doanh nghiệp mong muốn nâng cao chất lượng sản phẩm từ đó có thể tăng doanh số và mong muốn của người dùng là được trải nghiệm những sản phẩm tốt hơn, chúng ta sẽ cần có một yếu tố mới để thực hiện điều này và một trong những cách tiếp cận tốt nhất, đơn giản nhất là áp dụng hệ thống đề xuất vào trong quá trình vận hành. Và một trong những kĩ thuật được quan tâm và sử dụng rộng rãi cho hệ thống đề xuất là áp dụng các mạng học sâu.

Với những phân tích và yêu cầu trên, nghiên cứu này tập trung giải quyết vấn đề sau: • Khai phá nguồn dữ liệu đang có sẵn trên STMĐT (sàn thương mại điện tử), bằng cách xây dựng hệ thống đề xuất thông minh dành cho người dùng. Hệ thống này có thể đề xuất được các sản phẩm đang có xu hướng thịnh hành, được đông đảo người dùng sử dụng hoặc có các sản phẩm đang được ưu thích trong những nhóm người dùng nhất định. • Hiện thực hai mạng học sâu đang được đang được phổ biến ở thời điểm hiện 4 tại là NCF (Neural Collaborative Filtering) và WD (Wide and Deep Learning) với những đề xuất để cải tiến, đồng thời đưa ra các nhận xét đánh giá về mức độ phức tạp trong quá trình hiện thực, khả năng vận hành của hai mạng học sâu trên cùng một tập dữ liệu. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.

Ý nghĩa khoa học Dựa trên các cơ sở lí thuyết được trình bày về hai mạng học sâu là NCF và WD (sẽ được trình bày rõ hơn ở chương 3.3), đề tài nghiên cứu sẽ thiết kế và hiện thực lại hai mạng học sâu này, sao cho có thể vận hành trên cùng một tập dữ liệu. Từ đó có thể đưa ra các nhận xét, đánh giá về quá trình thiết kế, thời gian huấn luyện, và kết quả vận hành của hai mạng này. Đồng thời, cũng dựa trên các cơ sở lí thuyết, đề tài sẽ đề xuất một số cải tiến, nhằm giúp các mạng có thể hoạt động tốt hơn, đóng góp vào việc phát triển các hệ thống đề xuất. Ngoài ra, đề tài còn đưa ra một phương pháp đánh giá nhằm kiểm tra tính tổng quát của mạng WD, áp dụng thuật toán PCA (Principal Component Analysis) và kỹ thuật K-Means trong Machine Learning (học máy).

Phương pháp đánh giá này nhằm giúp chúng ta có thêm một số kết quả, để đảm bảo mô hình hoạt động tốt trước khi áp dụng vào thực tế. Ý nghĩa thực tiễn Như chúng ta đã biết việc triển khai, áp dụng một công nghệ mới với một sản phẩm, ứng dụng đang được vận hành là một điều không dễ dàng, đặc biệt đối với lĩnh vực học sâu, chúng ta cần có một hệ thống các siêu máy tính để thực hiện huấn luyện và điều này cần một nguồn chi phí lớn. Nên đòi hỏi các nhà quản lí, doanh nghiệp cần có những nghiên cứu kĩ lưỡng để trang bị hệ thống tính toán phù hợp, vừa đủ không gây lãng phí về tài chính và tài nguyên của doanh nghiệp. Bên cạnh đó, tính chất về sản phẩm và dữ liệu là khác nhau, và mục tiêu triển khai các hệ thống đề xuất đối với từng lĩnh vực là khác nhau, nên đòi hỏi các doanh nghiệp cần áp những mạng học sâu khác nhau sao cho phù hợp nhất.

Đề tài này sẽ giúp cho các nhà quản lí, doanh nghiệp có thêm một số cơ sở, 5 góc nhìn từ đó có thể tham khảo và giải quyết hai vấn đề được nêu trên, khi có nhu cầu triển khai hệ thống đề xuất sử dụng hai mạng học sâu NCF và WD. 6 Chương 2: Các nghiên cứu liên quan 2. Các nghiên cứu trong nước Hiện nay, về các STMĐT có nguồn gốc là các doanh nghiệp của Việt Nam đang rất hạn chế. Có thể kể đến một số STMĐT nổi bật như Tiki, Sendo, Vỏ Sò.

Nhưng trong đó chỉ có Tiki là có thể cạnh tranh các vị trí nằm trong nhóm 3 so với các sàn thương mại đến từ nước ngoài như Shopee, Lazada, các STMĐT còn lại chưa được phổ biến, cũng như số lượng người sử dụng còn hạn chế nên việc áp dụng các phương pháp đề xuất chưa được sử dụng rộng rãi. Các STMĐT lớn như Shopee, Lazada hiện tại đã có áp dụng hệ thống đề xuất, tuy vậy các hệ thống này còn khá sơ khai, chưa áp dụng các công nghệ hiện đại, và cũng chưa thật sự gây ấn tượng mạnh với người dùng. Cụ thể đối với STMĐT Shopee [4], đang sử dụng thuật toán “Apriori”. Apriori là một phương pháp tìm ra mối quan hệ giữa một hoặc nhiều sản phẩm trong tập dữ liệu lớn.

Thuật toán Apriori sử dụng tần suất thuộc tính được xác định trước để có thể tìm thấy thêm thông tin. Trong thuật toán này, các sản phẩm đề xuất có thể xuất hiện sẽ được xác định bằng cách tính thông qua hai đại lượng chính là giá trị hỗ trợ tối thiểu (support) và độ tin cậy tối thiểu (confidence) [5]. Cụ thể thuật toán Apriori gồm 3 thành phần là support, confidence, lift và được biểu diễn như công thức (1), (2) và (3): 𝑆𝑢𝑝𝑝𝑜𝑟𝑡 (𝐴) 𝑆ố 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐á𝑐 𝑔𝑖𝑎𝑜 𝑑ị𝑐ℎ 𝑚à 𝐴 𝑥𝑢ấ𝑡 ℎ𝑖ệ𝑛 = (1) 𝑇ổ𝑛𝑔 𝑠ố 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑔𝑖𝑎𝑜 𝑑ị𝑐ℎ 𝑆𝑢𝑝𝑝𝑜𝑟𝑡 (𝐴 ∪ 𝐵) 𝐶𝑜𝑛𝑓𝑖𝑑𝑒𝑛𝑐𝑒 (𝐴 → 𝐵 ) = (2) 𝑆𝑢𝑝𝑝𝑜𝑟𝑡 (𝐴) 𝑆𝑢𝑝𝑝𝑜𝑟𝑡 (𝐴 → 𝐵) 𝐿𝑖𝑓𝑡 = (3) 𝑆𝑢𝑝𝑝𝑜𝑟𝑡 (𝐴) ∗ 𝑆𝑢𝑝𝑝𝑜𝑟𝑡 (𝐵) Dựa vào công thức (1), (2), (3) chúng ta có thể thấy để đề xuất được một sản phẩm thì thuật toán Apriori cần trải qua 3 lần tính toán và yếu tố then chốt trong thuật toán Apriori là phải tính được số lượng giao dịch của một sản phẩm và tổng số giao dịch tại một thời điểm, điều này đòi hỏi cần phải kết nối và truy vấn dữ liệu liên tục 7 để đảm bảo số liệu được cập nhật mới nhất, điều này ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất trong quá trình vận hành của ứng dụng [6].

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài viết "Ứng dụng mạng học sâu trong thương mại điện tử: Nghiên cứu thạc sĩ khoa học máy tính" khám phá cách mà công nghệ mạng học sâu có thể cải thiện hiệu quả trong lĩnh vực thương mại điện tử. Tác giả trình bày các ứng dụng cụ thể của mạng học sâu, từ việc tối ưu hóa quy trình tìm kiếm sản phẩm đến việc cá nhân hóa trải nghiệm người dùng. Những lợi ích mà bài viết mang lại cho độc giả bao gồm cái nhìn sâu sắc về xu hướng công nghệ hiện đại và cách mà các doanh nghiệp có thể áp dụng chúng để nâng cao hiệu quả kinh doanh.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực khoa học máy tính, hãy tham khảo bài viết Luận văn thạc sĩ khoa học máy tính xây dựng hệ thống khuyến nghị dựa trên graph neural network, nơi bạn sẽ thấy cách mà mạng nơron có thể được sử dụng để tạo ra các hệ thống khuyến nghị thông minh. Ngoài ra, bài viết Luận văn thạc sĩ khoa học máy tính hệ thống tăng tốc mạng nơron học sâu trên nền tảng fpga sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về việc tối ưu hóa hiệu suất của mạng nơron. Cuối cùng, bài viết Luận văn thạc sĩ một số quy trình huấn luyện mạng nơron và ứng dụng xấp xỉ hàm số sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về các quy trình huấn luyện mạng nơron và ứng dụng của chúng trong thực tiễn. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và hiểu rõ hơn về các công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực này.