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Tipo do documento: Monografia
Título: Transformers em sistemas de recomendação: um estudo comparativo com modelos de machine learning
Autor: Oliveira, João Manoel Carvalho Borges Cunha
Primeiro orientador: Sousa, Sérgio Barros de
Primeiro membro da banca: Carvalho, Marcus Vinícius Ribeiro de
Segundo membro da banca: Graças, Reginaldo Rodrigues das
Resumo: Os Sistemas de Recomendação (SR) são fundamentais para personalizar a experiência do usuário em plataformas digitais, mas enfrentam desafios como cold-start e esparsidade de dados. Este trabalho realiza uma análise comparativa da capacidade de ranking entre um modelo baseado na arquitetura Transformers e algoritmos de Machine Learning (ML) estabelecidos — SVD++, ItemKNN e um modelo baseado em Popularidade — para a recomendação de filmes. Utilizando os datasets MovieLens (100K e 1M), o estudo avalia a eficácia dos modelos em gerar rankings relevantes, especialmente em cenários críticos como cold-start. As métricas de avaliação focam na qualidade do ranking, como NDCG, Precisão@k e Recall@k, complementadas por métricas de erro (Root Mean Squared Error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE)) dos scores que geram esses rankings. A metodologia emprega validação cruzada k-fold (k=10). Os resultados indicam que o modelo Transformers, embora apresente maior recall em alguns cenários, foi consistentemente superado pelos modelos tradicionais nas métricas de ordenação, como NDCG e Precisão@k. No entanto, apresentou maior robustez em situações de cold-start para itens com poucas interações. Conclui-se que, apesar de ainda não superar métodos consolidados em todas as métricas, o Transformers mostra potencial para ser explorado em contextos específicos de recomendação, contribuindo para a literatura com insights sobre a aplicabilidade e o desempenho de modelos de Deep Learning.
Abstract: Recommender Systems (RS) are essential for personalizing the user experience on digital platforms, but they face challenges such as cold-start and data sparsity. This work performs a comparative analysis of the ranking capability between a model based on the Transformers architecture and established Machine Learning (ML) algorithms — SVD++, ItemKNN, and a Popularity-based model — for movie recommendation. Using the MovieLens datasets (100K and 1M), the study evaluates the effectiveness of the models in generating relevant rankings, especially in critical scenarios such as coldstart. The evaluation metrics focus on the quality of the ranking, such as Normalized Discounted Cumulative Gain (NDCG), Precision@k, and Recall@k, complemented by error metrics (Root Mean Squared Error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE)) of the scores that generate these rankings. The methodology employs k-fold cross-validation (k=10). The results indicate that the Transformers model, although presenting higher recall in some scenarios, was consistently outperformed by traditional models in ranking metrics, such as NDCG and Precision@k. However, they presented greater robustness in cold-start situations for items with few interactions. It is concluded that, although it does not yet surpass consolidated methods in all metrics, the Transformers shows potential to be explored in specific recommendation contexts, contributing to the literature with insights on the applicability and performance of Deep Learning models.
Palavras-chave: Transformers
Sistemas de Recomendação
Avaliação de Ranking
Machine Learning
MovieLens
Métricas de Avaliação
Área(s) do CNPq: CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Piauí
Sigla da instituição: UESPI
Departamento: Centro de Tecnologia e Urbanismo
Programa: Bacharelado em Ciências da Computação
Citação: OLIVEIRA, João Manoel Carvalho Borges Cunha. Transformers em sistemas de recomendação: um estudo comparativo com modelos de machine learning. 2025. 47 f. Monografia (Bacharelado em Ciências da Computação) - Universidade Estadual do Piauí, Teresina, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://sistemas2.uespi.br/handle/tede/2206
Data de defesa: 2025
Aparece nas coleções:CTU - Bacharelado em Ciências da Computação (Poeta Torquato Neto – TERESINA)

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