Spotify算準音樂喜好,讓用戶掏錢訂閱!官方卻願意教你如何「反演算法」?
Spotify算準音樂喜好,讓用戶掏錢訂閱!官方卻願意教你如何「反演算法」?

作為煎餅果子聖地,天津人評價最高的煎餅店,一定不是人們趨之若鶩的網紅店,而是「我家樓下那家」。

人們對於音樂的喜好,和天津人對煎餅果子的愛有異曲同工之處,好友熱情分享的音樂,通常會被你歸為「垃圾」。隨著卡帶、CD、MP3逐漸被行動網路取代,音樂平台最終承載起滿足人們音樂品味的重任。

社群媒體上歷久不衰的兩個問題,一個是為什麼「隨機」推薦並不是真的「隨機」,另一個就是為什麼音樂平台推薦的音樂都這麼「垃圾」。如果有機會,大概所有人最想做的事情就是去面對面問一下音樂平台的工程師,自己到底怎麼才能「調教」好這個App,讓它推薦更多自己喜歡的音樂。

以用戶數最多的音樂平台Spotify為例,他們最近開發出了一種新的演算法——偏好轉化模型(Preference Transition Model,PTM),想要預測,一年後的你會聽什麼音樂。

當我們只看見自己喜歡的內容

抖音、微博、淘寶、YouTube、Spotify,這些平台的演算法想盡辦法猜測我們的喜好,然後把它們覺得我們會喜歡的內容推給我們。

有些時候,這些算法確實猜得很準,我們看到的都是喜歡的內容。但從另一方面來說,我們只看了自己喜歡的內容。

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圖/ O'Reilly

網路活動家伊萊·帕里瑟(Eli Pariser)在2011年的時候提出了他著名的「過濾氣泡」(Filter Bubble)理論:算法會根據用戶的地址、歷史點擊、過往搜索等用戶相關資訊猜測用戶喜好。這個過程中,那些與用戶意見不相同的訊息就被過濾掉了。長期下來,用戶就會無法接觸新的想法和訊息,逐漸隔絕在自己的意識形態泡沫中。

在處理過濾氣泡的問題上,Spotify一直因為精準的演算法而為人稱道。不只是讓用戶在自己熟悉的內容裡打轉,它總能幫用戶發現那些新鮮的歌曲。而恰好,這些歌曲還很討人喜歡。

揭開Spotify「演算法黑箱」

「每週發現」(Discovery Weekly)是Spotify在2015年7月的王牌欄目。每週一,Spotiy就會向用戶推薦30首完全沒聽過的歌曲。同時,它又總能帶來非常好的用戶體驗。截至2020年6月25日,每週發現總共被播放了23億小時,大約是26.65萬年,比人類文明存在的時間還長。

Spotify是怎麼做到這一切的?當然還是演算法。

Spotify主要使用了三種推薦機制——協同過濾算法(Collaborative Filtering Model)、卷積神經網絡(Convolutional Neural Networks)和自然語言分析(Natural Language Processing)。

Netflix是最早使用協同過濾算法來推薦內容的平台。在Netflix大獲成功之後,這種算法就變得越來越流行。簡單來說,它會根據用戶之間的相似性而不是內容的相似性來推薦新事物。

對Spotify來說,擺在它面前的是一個巨大的數據庫,裡面裝滿了用戶聽過內容的歷史。協同過濾算法會根據用戶A聽過的歌曲,找到也喜歡這些歌的另一個用戶B,然後向A推薦只有B聽過的歌曲。

「同喜QRS,則嘗試一下P 和T」|Erik Bernhardsson,前Spotify 員工.pn
「同樣喜歡QRS,則嘗試一下P和T」
圖/ Erik Bernhardsson

但協同過濾算法的一大缺點就是所謂的「冷啟動」,只有掌握足夠多的數據,協同過濾算法才能發揮作用。如果用戶是一個還沒有聽過多少歌的新用戶,或者資料夾裡有一首非常冷門的歌曲,協同過濾算法就無法精準匹配。

這就引入了另一種算法——自然語言處理。Word2Vec常被用在自然語言處理中,它可以將我們日常的對話編碼成數學關係——向量。

Spotify做了和Word2Vec相似的工作。它會抓取網路上描述音樂、歌曲或者歌手的詞語,通過算法分配給它們不同的權重。這個權重,一定程度上代表了人們用這個詞來描述音樂的概率。通過自然語言處理,Spotify就能確定那兩首歌彼此是相似的,從而解決冷啟動問題。即使是冷門的歌曲或歌手,也能得到推薦。

Spotify的第三種方式是卷積神經網。

在前面兩種算法的幫助下,Spotify已經獲得了足夠多的數據,但卷積神經網絡可以進一步提高音樂推薦的準確性。

卷積神經網絡會分析歌曲的特徵,包括拍子、音調、模式、節奏、強弱度等。通過閱讀這些歌曲的特徵,Spotify就可以根據用戶的收聽歷史了解它們之間的相似性,匹配用戶的喜好。

Daft Punk 的歌曲「環遊世界」的數據分析圖|The Echo Nest.png
Daft Punk 的歌曲「環遊世界」的數據分析圖。
圖/ The Echo Nest

正是通過這三種算法,Spotify像魔法般猜準了用戶的喜好,打造出了千人千面的Discover Weekly。

但即使Spotify已經成為了世界上最流行的流行音樂播放軟體,即使世界上最聰明的人在這裡構建出了無比精巧的算法,過濾氣泡的「詛咒」依舊存在。

於是,Spotify,又多做了一步。

但是,人是會變的呀!

2021年4月,Spotify聯合多倫多大學發布了一篇論文《下一步去哪兒?一種用戶偏好的動態模型》(Where To Next?A Dynamic Model of User Preferences)。

他們在4年間(2016年至2020年)分析了10萬名用戶的收聽數據,來觀察用戶的消費分佈變化。他們發現,隨著時間的變化,用戶的消費習慣也在發生變化。先前的算法擅長捕捉用戶的靜態喜好,但當面對長時間的跨度時,卻無法捕捉用戶動態的喜好變化。對於Spotify的長期用戶來說,他們依舊可能困在過濾氣泡中。

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這是2016年第一季對比隨後每個季度的總消費變化直方圖。顏色越深,對比的時間跨度就越長。比如,最左邊的淺色曲線是2016年第一季和2016年第二季的對比;最右邊的深色曲線是2016年第一季和2020年第二季的對比。隨著時間的增加,變化也越來越明顯。
圖/ Spotify

Spotify同時也發現,當免費用戶消費的音樂種類越多時,他們越有可能轉化為付費用戶。也就是說,用戶聽到的音樂類型越多,他們越喜歡Spotify。

那麼該如何知道,一個人未來的音樂口味呢?

Spotify給出了一個新的演算法——偏好轉化模型(Prefenrence Transition Model,PTM)。

在這張偏好轉化模型的草圖中,我們可以大致窺見PTM的工作原理。

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圖/ Spotify

我們現在有個用戶1號,根據歷史,可以知道他喜歡聽靈魂樂(Soul)。我們想知道,他以後會不會喜歡新世紀音樂(New Age)和布魯斯(Blues)。

轉換矩陣A是PTM的核心,將上述的數據輸入A,就會得到一個預測的結果。可以看到,新世紀音樂的數值(0.4)和靈魂樂(0.5)非常接近,那用戶1將來很有可能會喜歡上新世紀音樂。

當然,這只是一個最簡單的模型演示,實際情況要比這複雜得多。Spotify總共歸納了4000種音樂流派。而在Spotify的數據庫中,還有有3.56億個這樣的「用戶1號」。

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PTM 的核心算法:指數加權移動平均分佈和泊鬆多項式兩級分佈。
圖/ Spotify
與之前的算法相比,PTM 在各項測試中都得到了最好成績|Spotify.png
與之前的算法相比,PTM 在各項測試中都得到了最好成績。
圖/ Spotify

除了預測性能,PTM的另一大特點就是可以直觀地解釋從一種音樂是如何轉換到另一種音樂的。假定我們現在有兩個音樂流派a和b,PTM就可以提供用戶在聽完a之後轉換到b的概率。這就解釋了兩個問題:

  1. a到b,哪條路徑是最短的?
  2. 如果用戶聽了a,那麼他接下來最有可能播放哪個流派?

回答這兩個問題,大大提高了PTM的效率和預測準確性。

這是一張偏好轉化的示意圖,顯示了初始流派(綠色)到目標流派(紅色)的最短路徑|Spotify.png
這是一張偏好轉化的示意圖,顯示了初始流派(綠色)到目標流派(紅色)的最短路徑。
圖/ Spotify

如何「馴服」演算法

看起來,Spotify已經做得很好了。但再聰明的演算法,都可能時不時抽一下風。畢竟,人確實很複雜,沒有人可以像你自己一樣了解自己。

Spotify官方也給出了一些建議,希望幫助你更好地「馴服」他們的演算法。

  • 給你喜歡的歌曲點個❤️。
  • 如果你不喜歡一首歌,在30秒之前跳過它。30s是個關鍵節點,如果在這之前跳過一首歌,相當於演算法在內部給它點了👎。
  • 聽聽新的歌手和他們的音樂。這樣演算法就可以更好地學習你的行為模式。
  • 提供你的年齡和位置訊息——要是你不介意的話。Spotify會根據用戶的年齡和地理位置推薦不同的音樂類型。
  • 如果你不想Spotify注意到你的行為,可以使用「私密模式」。
  • 最後,保持耐心。算法在設計中會忽略新的收聽行為中一些迅速的、突然出現的峰值,因為許多人會分享他們的Spotify登錄信息。因此新的收聽活動可能不會立刻導致你的播放列表變化。

本文授權轉載自:極客公園

責任編輯:郭昱彣、錢玉紘

關鍵字: #Spotify #演算法
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導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?
導航不是愈高階愈好!桃園產官資源如何賦能互宇向量,讓複雜技術真正「用得起、用得上」?

當無人機、無人船失去衛星定位訊號,還能繼續完成任務嗎?這道問題不只考驗導航設備的精度,更牽涉不同技術如何搭配,才能兼顧成本、可靠性與實際部署需求。

要理解自主載具如何在衛星訊號中斷時持續導航,得先認識「慣性導航」。互宇向量執行長鍾宏彬拿棒球作比喻:投手把球投出去後,球沒有GPS或遙控器,仍會依照出手角度、力量與旋轉向前運動。慣性導航則透過感測加速度與旋轉變化,持續推算載具的姿態、速度與位置。不過,慣性導航的誤差會隨時間累積,衛星定位訊號一旦中斷,位置推算也可能逐漸偏移。因此,自主載具需要不同定位與感測技術相互配合。2022年成立的互宇向量,便從這項需求切入,協助客戶選擇適合的導航技術,並將系統整合到產品中。

先定義任務,再決定導航規格

「以終點當起點。」鍾宏彬如此形容互宇向量的產品開發原則。相較於先提供設備、再由客戶自行整合,互宇向量在開發初期便參與討論,了解客戶要完成什麼任務,再決定性能、材料、演算法與預算。這套方法稱為「前端部署」。

以無人機精準投送為例,客戶希望載具不只抵達指定區域,還能接近建築物完成投送。飛行距離、定位精度、是否有人遙控,以及衛星訊號中斷後需要自主運作多久,都會影響系統設計。互宇向量必須先釐清這些條件,再選擇感測元件、調整導航架構,而不是直接套用既有產品。

互宇向量的技術涵蓋光纖陀螺儀(FOG)、慣性量測單元(IMU)、姿態與航向參考系統(AHRS),以及GNSS/INS融合導航方案。團隊曾與產業夥伴在實際水域驗證無人船導航系統,也透過觀音山隧道測試,觀察衛星訊號中斷時的導航表現。

對客戶而言,驗證的重點在於系統能否在任務要求的時間內維持足夠精度。互宇向量也不一定選用最高規格的零組件,而是依照需求調整演算法、材料與系統配置,必要時整合其他供應商的技術,減少客戶自行開發、測試與整合的時間及成本。

從光纖陀螺到系統整合,互宇向量把技術推向可部署的產品

鍾宏彬2010年投入光纖陀螺核心技術研究,2016年共同創辦極星光電。當時核心元件的客戶多具備自行整合能力,應用市場相對有限。他逐漸意識到,若想讓技術接觸更多使用者,就不能只停留在零件,還得往感測模組與完整系統發展。2022年成立互宇向量後,鍾宏彬延續過去累積的技術,採取合作設計製造(JDM)模式,讓團隊從產品開發初期便參與設計與驗證。

他把這種服務形容為「高階料理包」:客戶不必自行採購所有原料、研究怎麼煮,而是由互宇向量協助整合適合的技術,完成產品部署。公司不走低價、拚量路線,而是選擇與少數具有長期需求的專業客戶深入合作。目前團隊服務約12家核心客戶,透過持續參與產品開發,累積技術與合作經驗。

航太市場考驗的不只是技術,還有供應鏈與驗證能力

航太是互宇向量積極拓展的市場。目前約四成業務聚焦航太應用;2023年,團隊也與國家太空中心(TASA)展開策略性合作,推進MIOC與FOG技術的太空應用。

航太產業尤其重視「飛行履歷」(Flight Heritage)。鍾宏彬打趣地說,普通杯子就是杯子,但如果真的上過太空,「它就變成太空杯」。設備即使通過完整的地面測試,仍不等於經歷過發射與太空環境。對國際航太客戶而言,實際飛行驗證是評估設備可靠性的重要依據。鍾宏彬回憶,團隊過去花了兩、三年尋找海外企業客戶,始終不得其門而入。後來有國際業者得知互宇向量與國家太空中心合作,反而主動找上門。這段經驗讓他體會到,進入航太供應鏈除了技術能力,還需要讓國際客戶看見合作經驗與可信度。

從中央大學到蘆竹,桃園產官資源如何成為互宇的產業支點?

互宇向量與桃園的淵源,早在公司成立前就已開始。鍾宏彬從中央大學求學、攻讀博士到投入研究,一路留在桃園;第一次創業落腳楊梅,互宇向量則從青埔搬到蘆竹,建立廠辦空間。他笑稱,自己就像桃園「生出來的baby」。

桃園及北部地區聚集電路板、電子製造與機械加工等供應商,具備成熟的產業基礎。不過,部分業者長期專注既有市場,未必想過自身技術還能延伸至無人載具與航太應用。鍾宏彬舉例,互宇向量曾與傳統機械加工業者合作,協助對方了解航太供應鏈的品質驗證與製造要求,探索跨入新市場的可能。對這些業者而言,挑戰未必是技術能力不足,而是過去缺乏接觸航太應用的機會,不熟悉相關規格與驗證流程。

創業過程中,互宇向量也持續接觸桃園市政府青年事務局及相關局處、育成體系,參與創業交流與產業展會。鍾宏彬看重的是這些場合能讓團隊認識不同領域企業,拓展未來合作的可能。包括Meet桃園+在內的創業輔導與產業交流平台,也為在地新創提供接觸產業資源的機會。

從光纖陀螺核心元件走向完整導航系統,再延伸至航太合作與海外市場,互宇向量逐步建立從任務規劃、技術整合到系統驗證的能力。接下來,如何運用桃園既有的電子製造與精密加工基礎,找到更多能共同開發產品的夥伴,將是團隊拓展國際市場的重要課題。

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