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KERL: 대규모 언어 모델을 활용한 지식 강화형 개인 맞춤 레시피 추천 시스템

KERL: Knowledge-Enhanced Personalized Recipe Recommendation using Large Language Models

May 20, 2025
저자: Fnu Mohbat, Mohammed J Zaki
cs.AI

초록

대규모 언어 모델(LLMs)의 최근 발전과 풍부한 식품 데이터로 인해 LLMs를 활용한 식품 이해 개선 연구가 활발히 진행되고 있습니다. LLMs와 지식 그래프(KGs)를 활용한 여러 추천 시스템이 있음에도 불구하고, 식품 관련 KGs와 LLMs를 통합한 연구는 제한적이었습니다. 우리는 KERL을 소개합니다. KERL은 식품 KGs와 LLMs를 활용하여 개인화된 식품 추천을 제공하고, 관련된 미세 영양 정보를 포함한 레시피를 생성하는 통합 시스템입니다. 자연어 질문이 주어지면, KERL은 엔티티를 추출하고 KG에서 서브그래프를 검색한 후, 이를 LLM에 컨텍스트로 제공하여 제약 조건을 만족하는 레시피를 선택합니다. 다음으로, 우리 시스템은 각 레시피의 조리 단계와 영양 정보를 생성합니다. 우리의 접근 방식을 평가하기 위해, 레시피 관련 질문과 제약 조건 및 개인 선호도를 결합한 벤치마크 데이터셋을 개발했습니다. 광범위한 실험을 통해, 우리가 제안한 KG-증강 LLM이 기존 접근 방식을 크게 능가하며, 식품 추천, 레시피 생성 및 영양 분석을 위한 완전하고 일관된 솔루션을 제공함을 보여줍니다. 우리의 코드와 벤치마크 데이터셋은 https://github.com/mohbattharani/KERL에서 공개적으로 이용 가능합니다.
English
Recent advances in large language models (LLMs) and the abundance of food data have resulted in studies to improve food understanding using LLMs. Despite several recommendation systems utilizing LLMs and Knowledge Graphs (KGs), there has been limited research on integrating food related KGs with LLMs. We introduce KERL, a unified system that leverages food KGs and LLMs to provide personalized food recommendations and generates recipes with associated micro-nutritional information. Given a natural language question, KERL extracts entities, retrieves subgraphs from the KG, which are then fed into the LLM as context to select the recipes that satisfy the constraints. Next, our system generates the cooking steps and nutritional information for each recipe. To evaluate our approach, we also develop a benchmark dataset by curating recipe related questions, combined with constraints and personal preferences. Through extensive experiments, we show that our proposed KG-augmented LLM significantly outperforms existing approaches, offering a complete and coherent solution for food recommendation, recipe generation, and nutritional analysis. Our code and benchmark datasets are publicly available at https://github.com/mohbattharani/KERL.
PDF12May 21, 2025