Descarga de tareas y asignación de recursos en computación en el borde de satélites asistidos por UAV, consciente de la precisión de MLLM
Autores: Yan, Huabing; Huang, Hualong; Zhao, Zijia; Wang, Zhi; Zhao, Zitian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Descarga de tareas y asignación de recursos en computación en el borde de satélites asistidos por UAV, consciente de la precisión de MLLM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Papel
Marco
Optimización
Modelo de lenguaje multimodal grande
MLLM
Inferencia
Descarga de tareas
Asignación de recursos
Asistido por UAV
Computación en el borde satelital
Redes SEC
Arquitecturas de transformadores
Aplicaciones de IoT
Monitoreo en tiempo real
Computación en la nube
Latencia
Ancho de banda
Desafíos de privacidad
Limitaciones de dispositivos IoT
Soluciones de computación distribuida
órbita baja terrestre
Satélites LEO
Vehículos aéreos no tripulados
Computación en el borde móvil
Recursos computacionales ubicuos
IoTDs
Optimización conjunta
Programación no lineal entera mixta
Problema MINLP
Minimización
Consumo de energía
Decisiones de descarga
Asignación de potencia
Trayectorias de UAV
Entorno SEC dinámico
Movilidad satelital
Actor-crítico suave desacoplado de acciones
Algoritmo AD-SAC
Espacios de acción híbridos discretos-continuos
Resultados de simulación
Aprendizaje profundo por refuerzo
Convergencia
Reducción de costos del sistema
Algoritmos base.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un nuevo marco para optimizar la inferencia de modelos de lenguaje multimodal grandes (MLLM) a través de la descarga de tareas y la asignación de recursos en redes de computación en el borde satelital asistidas por UAV. Los MLLM aprovechan arquitecturas de transformadores para integrar modalidades de datos heterogéneas para aplicaciones de IoT, particularmente el monitoreo en tiempo real en áreas remotas. Sin embargo, la dependencia de la computación en la nube introduce desafíos de latencia, ancho de banda y privacidad, mientras que las limitaciones de los dispositivos IoT requieren soluciones de computación distribuida eficientes. La computación en el borde satelital, utilizando satélites de órbita baja (LEO) y vehículos aéreos no tripulados (UAV), extiende la computación en el borde móvil para proporcionar recursos computacionales ubicuos para dispositivos IoT remotos. Formulamos la optimización conjunta de la descarga de tareas de MLLM y la asignación de recursos como un problema de programación no lineal entera mixta (MINLP), minimizando la latencia y el consumo de energía mientras optimizamos las decisiones de descarga, la asignación de potencia y las trayectorias de los UAV. Para abordar el entorno dinámico de SEC caracterizado por la movilidad de los satélites, proponemos un algoritmo de actor-crítico suave desacoplado por acción (AD-SAC) con espacios de acción híbridos discretos-continuos. Los resultados de la simulación demuestran que nuestro enfoque supera significativamente a los métodos convencionales de aprendizaje por refuerzo profundo en convergencia y reducción de costos del sistema en comparación con los algoritmos de referencia.
Descripción
Este documento presenta un nuevo marco para optimizar la inferencia de modelos de lenguaje multimodal grandes (MLLM) a través de la descarga de tareas y la asignación de recursos en redes de computación en el borde satelital asistidas por UAV. Los MLLM aprovechan arquitecturas de transformadores para integrar modalidades de datos heterogéneas para aplicaciones de IoT, particularmente el monitoreo en tiempo real en áreas remotas. Sin embargo, la dependencia de la computación en la nube introduce desafíos de latencia, ancho de banda y privacidad, mientras que las limitaciones de los dispositivos IoT requieren soluciones de computación distribuida eficientes. La computación en el borde satelital, utilizando satélites de órbita baja (LEO) y vehículos aéreos no tripulados (UAV), extiende la computación en el borde móvil para proporcionar recursos computacionales ubicuos para dispositivos IoT remotos. Formulamos la optimización conjunta de la descarga de tareas de MLLM y la asignación de recursos como un problema de programación no lineal entera mixta (MINLP), minimizando la latencia y el consumo de energía mientras optimizamos las decisiones de descarga, la asignación de potencia y las trayectorias de los UAV. Para abordar el entorno dinámico de SEC caracterizado por la movilidad de los satélites, proponemos un algoritmo de actor-crítico suave desacoplado por acción (AD-SAC) con espacios de acción híbridos discretos-continuos. Los resultados de la simulación demuestran que nuestro enfoque supera significativamente a los métodos convencionales de aprendizaje por refuerzo profundo en convergencia y reducción de costos del sistema en comparación con los algoritmos de referencia.