Implementación en el mundo real y análisis de rendimiento de marcos de aprendizaje distribuido para aplicaciones de IoT en 6G
Autores: Naseh, David; Abdollahpour, Mahdi; Tarchi, Daniele
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Implementación en el mundo real y análisis de rendimiento de marcos de aprendizaje distribuido para aplicaciones de IoT en 6G
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Aprendizaje distribuido
Aprendizaje por transferencia federado
Dispositivos IoT
Técnicas de aprendizaje federado
Aprendizaje por transferencia
Computación en el borde
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento explora la implementación práctica y el análisis de rendimiento de marcos de aprendizaje distribuido (DL) en varias plataformas de clientes, respondiendo al paisaje dinámico de la tecnología 6G y la necesidad urgente de una red de inteligencia distribuida completamente conectada para dispositivos de Internet de las Cosas (IoT). La naturaleza heterogénea de los clientes y los datos presenta desafíos para las técnicas efectivas de aprendizaje federado (FL), lo que nos lleva a explorar el aprendizaje por transferencia federado (FTL) en plataformas Raspberry Pi, Odroid y máquinas virtuales. Nuestro estudio proporciona un examen detallado del diseño, implementación y evaluación del marco FTL, adaptado específicamente a las limitaciones únicas de varias plataformas IoT. Al medir la precisión de FTL en diversos clientes, revelamos su rendimiento superior en comparación con el FL tradicional, particularmente en términos de entrenamiento más rápido y mayor precisión, debido al uso del aprendizaje por transferencia (TL). Las mediciones en el mundo real demuestran además una mejor eficiencia de recursos con una carga promedio más baja, uso de memoria, temperatura, potencia y consumo de energía cuando se implementa FTL en comparación con FL. Nuestros experimentos también muestran la robustez de FTL en escenarios donde los usuarios abandonan la cobertura de comunicación del servidor, resultando en menos clientes y menos datos para el entrenamiento. Esta adaptabilidad subraya la efectividad de FTL en entornos con datos, clientes y recursos limitados, contribuyendo con información valiosa a la intersección de la computación en el borde y DL para el IoT 6G.
Descripción
Este documento explora la implementación práctica y el análisis de rendimiento de marcos de aprendizaje distribuido (DL) en varias plataformas de clientes, respondiendo al paisaje dinámico de la tecnología 6G y la necesidad urgente de una red de inteligencia distribuida completamente conectada para dispositivos de Internet de las Cosas (IoT). La naturaleza heterogénea de los clientes y los datos presenta desafíos para las técnicas efectivas de aprendizaje federado (FL), lo que nos lleva a explorar el aprendizaje por transferencia federado (FTL) en plataformas Raspberry Pi, Odroid y máquinas virtuales. Nuestro estudio proporciona un examen detallado del diseño, implementación y evaluación del marco FTL, adaptado específicamente a las limitaciones únicas de varias plataformas IoT. Al medir la precisión de FTL en diversos clientes, revelamos su rendimiento superior en comparación con el FL tradicional, particularmente en términos de entrenamiento más rápido y mayor precisión, debido al uso del aprendizaje por transferencia (TL). Las mediciones en el mundo real demuestran además una mejor eficiencia de recursos con una carga promedio más baja, uso de memoria, temperatura, potencia y consumo de energía cuando se implementa FTL en comparación con FL. Nuestros experimentos también muestran la robustez de FTL en escenarios donde los usuarios abandonan la cobertura de comunicación del servidor, resultando en menos clientes y menos datos para el entrenamiento. Esta adaptabilidad subraya la efectividad de FTL en entornos con datos, clientes y recursos limitados, contribuyendo con información valiosa a la intersección de la computación en el borde y DL para el IoT 6G.