In the age of technology, data is an increasingly important resource. This importance is growing in the field of Artificial Intelligence (AI), where sub fields such as Machine Learning (ML) need more and more data to achieve better results. Internet of Things (IoT) is the connection of sensors and smart objects to collect and exchange data, in addition to achieving many other tasks. A huge amount of the resource desired, data, is stored in mobile devices, sensors and other Internet of Things (IoT) devices, but remains there due to data protection restrictions. At the same time these devices do not have enough data or computational capacity to train good models. Moreover, transmitting, storing and processing all this data on a centralised server is problematic. Federated Learning (FL) provides an innovative solution that allows devices to learn in a collaborative way. More importantly, it accomplishes this without violating data protection laws. FL is currently growing, and there are several solutions that implement it. This article presents a prototype of a FL solution where the IoT devices used were raspberry pi boards. The results compare the performance of a solution of this type with those obtained in traditional approaches. In addition, the FL solution performance was tested in a hostile environment. A convolutional neural network (CNN) and a image data set were used. The results show the feasibility and usability of these techniques, although in many cases they do not reach the performance of traditional approaches.


翻译:在技术时代,数据日益成为重要资源。其在人工智能(AI)领域的重要性与日俱增,其中机器学习(ML)等子领域需要更多数据以获得更优结果。物联网(IoT)通过连接传感器与智能设备实现数据采集与交换,同时完成诸多其他任务。海量数据资源存储于移动设备、传感器等物联网设备中,却因数据保护限制留存原地。然而这些设备缺乏充分数据或计算能力以训练优质模型。此外,将所有数据传输、存储并集中于中央服务器处理存在诸多问题。联邦学习(FL)提供创新解决方案,使设备能够以协作方式学习。更重要的是,该方法在不违反数据保护法规的前提下实现目标。联邦学习目前发展迅速,已有多种解决方案落地实施。本文提出一种FL解决方案原型,实验采用树莓派板卡作为物联网设备。结果对比了此类方案与传统方法的性能差异。此外,在对抗性环境下测试了FL方案的性能表现。实验采用卷积神经网络(CNN)与图像数据集。结果表明,尽管多数情况下这些技术未达到传统方法的性能水平,但验证了其可行性与实用性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Neural Architecture Search without Training
Arxiv
10+阅读 · 2021年6月11日
VIP会员
最新内容
乌克兰战场背后的新武器
专知会员服务
3+阅读 · 今天4:55
基于博弈论的陆军人机协同(长文报告)
专知会员服务
6+阅读 · 今天1:54
美国陆军航空兵:以愿景引领转型
专知会员服务
5+阅读 · 今天1:38
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
15+阅读 · 6月11日
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
相关资讯
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员