Given the revolutionary role of metaverses, healthcare metaverses are emerging as a transformative force, creating intelligent healthcare systems that offer immersive and personalized services. The healthcare metaverses allow for effective decision-making and data analytics for users. However, there still exist critical challenges in building healthcare metaverses, such as the risk of sensitive data leakage and issues with sensing data security and freshness, as well as concerns around incentivizing data sharing. In this paper, we first design a user-centric privacy-preserving framework based on decentralized Federated Learning (FL) for healthcare metaverses. To further improve the privacy protection of healthcare metaverses, a cross-chain empowered FL framework is utilized to enhance sensing data security. This framework utilizes a hierarchical cross-chain architecture with a main chain and multiple subchains to perform decentralized, privacy-preserving, and secure data training in both virtual and physical spaces. Moreover, we utilize Age of Information (AoI) as an effective data-freshness metric and propose an AoI-based contract theory model under Prospect Theory (PT) to motivate sensing data sharing in a user-centric manner. This model exploits PT to better capture the subjective utility of the service provider. Finally, our numerical results demonstrate the effectiveness of the proposed schemes for healthcare metaverses.


翻译:鉴于元宇宙的革命性作用,医疗元宇宙正成为一种变革力量,通过创建智能医疗系统提供沉浸式个性化服务。医疗元宇宙使用户能够进行高效决策和数据分析,然而构建医疗元宇宙仍面临关键挑战,包括敏感数据泄露风险、感知数据安全性与新鲜度问题,以及数据共享激励机制的不足。本文首先设计了一种基于去中心化联邦学习的用户中心隐私保护框架,用于医疗元宇宙。为增强医疗元宇宙的隐私保护,进一步采用跨链赋能的联邦学习框架提升感知数据安全性,该框架通过主链与多子链的分层跨链架构,在虚拟空间和物理空间中实现去中心化、隐私保护且安全的数据训练。此外,我们采用信息年龄作为数据新鲜度有效度量,并提出基于前景理论的AoI契约理论模型,以用户为中心激励感知数据共享。该模型利用前景理论更准确地捕捉服务提供者的主观效用。最后,数值结果验证了所提方案在医疗元宇宙中的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
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
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
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《多域战场上反制小型无人机系统》150页
专知会员服务
8+阅读 · 今天7:47
战场人工智能:增强陆地作战能力的发现与要求
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:37
以人工智能为中心的指挥控制
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:14
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
10+阅读 · 6月10日
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
10+阅读 · 6月10日
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
5+阅读 · 6月10日
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
16+阅读 · 6月10日
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
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
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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员