Reinforcement learning (RL) presents numerous benefits compared to rule-based approaches in various applications. Privacy concerns have grown with the widespread use of RL trained with privacy-sensitive data in IoT devices, especially for human-in-the-loop systems. On the one hand, RL methods enhance the user experience by trying to adapt to the highly dynamic nature of humans. On the other hand, trained policies can leak the user's private information. Recent attention has been drawn to designing privacy-aware RL algorithms while maintaining an acceptable system utility. A central challenge in designing privacy-aware RL, especially for human-in-the-loop systems, is that humans have intrinsic variability and their preferences and behavior evolve. The effect of one privacy leak mitigation can be different for the same human or across different humans over time. Hence, we can not design one fixed model for privacy-aware RL that fits all. To that end, we propose adaPARL, an adaptive approach for privacy-aware RL, especially for human-in-the-loop IoT systems. adaPARL provides a personalized privacy-utility trade-off depending on human behavior and preference. We validate the proposed adaPARL on two IoT applications, namely (i) Human-in-the-Loop Smart Home and (ii) Human-in-the-Loop Virtual Reality (VR) Smart Classroom. Results obtained on these two applications validate the generality of adaPARL and its ability to provide a personalized privacy-utility trade-off. On average, for the first application, adaPARL improves the utility by $57\%$ over the baseline and by $43\%$ over randomization. adaPARL also reduces the privacy leak by $23\%$ on average. For the second application, adaPARL decreases the privacy leak to $44\%$ before the utility drops by $15\%$.


翻译:强化学习(RL)相较于基于规则的方法在多种应用中展现出显著优势。然而,随着物联网设备中采用隐私敏感数据训练RL的广泛应用(尤其是人机协同系统),隐私问题日益凸显。一方面,RL方法通过适应人类高度动态的特性来提升用户体验;另一方面,训练后的策略可能泄露用户的隐私信息。近年来,如何在维持可接受系统效用的同时设计隐私感知RL算法备受关注。设计隐私感知RL(特别是人机协同系统)的核心挑战在于:人类具有内在变异性,其偏好与行为会随时间演变。同一隐私泄露缓解措施对同一用户或不同用户的影响可能随时间变化。因此,无法设计一种适用于所有场景的固定隐私感知RL模型。为此,我们提出adaPARL——一种面向隐私感知RL的自适应方法,尤其适用于人机协同物联网系统。adaPARL能根据人类行为与偏好提供个性化的隐私-效用权衡。我们在两类物联网应用(即人机协同智能家居与人机协同虚拟现实(VR)智慧教室)中验证了所提方法。这二者上的实验结果证实了adaPARL的泛化性及其提供个性化隐私-效用权衡的能力。平均而言,在首个应用中,adaPARL将效用较基线提升57%,较随机化提升43%,同时将隐私泄露降低23%。在第二个应用中,adaPARL在效用下降15%之前将隐私泄露降至44%。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
WSDM2022推荐算法部分论文整理(附直播课程)
机器学习与推荐算法
0+阅读 · 2022年7月21日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2022年11月8日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:33
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:21
相关资讯
WSDM2022推荐算法部分论文整理(附直播课程)
机器学习与推荐算法
0+阅读 · 2022年7月21日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员