横のつながりで自己組織化的に発展する協調学習プラットフォームの創出

创建横向连接、自组织发展的协作学习平台

基本信息

批准号：
22H03572
负责人：
落合秀也
金额：
$ 11.07万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

横のつながりによる協調的機械学習として、Wireless Ad Hoc Federated Learning (WAFL) の基礎理論の構築とベンチマークによる評価実験を行い、論文として整理した。また、Autoencoderとの組み合わせによる WAFL-Autoencoderを開発し、MNISTベンチマークデータセットを用いて、Global Anomaly を検知するモデルの評価実験を行った。マルチタスクへの応用モデルとして、ブレインストーマと呼ぶAIを想定し、MT-WAFLを開発した。そして、Fashion-MNISTの回転画像・拡大縮小画像を用いることで、マルチタスクシナリオにおいても、WAFLが有効に機能することを評価検証した。また、Wi-Fiアクセスポイントの信号強度(RSSI)に対して、WAFLを使い、屋内環境における自己位置推定のマップ生成を自律分散的に協調して行えることを示した。WAFLのModel Poisoning Attackに対する耐性については理論的な考察と評価実験を行った。そして、WAFL-GANの理論構築と基礎的な有効性の評価検証をMNISTデータセットにより行った。ネットワークセキュリティ分野においては、独立した通信ネットワークでローカルに侵入検知の学習をしたモデルをFLで統合する際のNon-IID特性に関する課題について分析した。これらの研究を通じて、Edge AIアプリケーションに対する知見や課題が多く得られた。

我们构建了无线自组织联合学习（WAFL）的基本理论，作为一种通过水平连接的协作机器学习形式，使用基准进行了评估实验，并将结果组织在一篇论文中。我们还结合 Autoencoder 开发了 WAFL-Autoencoder，并使用 MNIST 基准数据集对检测全局异常的模型进行了评估实验。作为多任务处理的应用模型，我们设想了一种名为 Brainstormer 的 AI，并开发了 MT-WAFL。通过使用 Fashion-MNIST 的旋转和缩放图像，我们评估并验证了 WAFL 即使在多任务场景下也能有效运行。我们还证明，可以使用基于 Wi-Fi 接入点的信号强度 (RSSI) 的 WAFL 以自主和分散的方式生成室内环境中的自我位置估计地图。我们对WAFL抵抗模型中毒攻击的能力进行了理论思考和评估实验。然后，我们构建了 WAFL-GAN 的理论，并使用 MNIST 数据集评估和验证了其基本有效性。在网络安全领域，我们分析了将本地训练的独立通信网络入侵检测模型与 FL 集成时与非独立同分布特征相关的问题。通过这些研究，我们获得了很多关于边缘人工智能应用的知识和问题。

项目成果

期刊论文数量（20）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

分散ニューラルモジュールを連結する学習ネットワーク

连接分布式神经模块的学习网络

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sadaf MD Halim;Muhammad Delwar Hossain;Latifur Khan;Hideya Ochiai;Hiroyuki Inoue;Kevin W. Hamlen;Anoop Singhal;Youki Kadobayashi;鈴木健吾・落合秀也・江崎　浩
通讯作者：
鈴木健吾・落合秀也・江崎　浩

WAFL-GAN: Wireless Ad Hoc Federated Learning for Distributed Generative Adversarial Networks

DOI：
10.1109/kst57286.2023.10086811
发表时间：
2023-02
期刊：
2023 15th International Conference on Knowledge and Smart Technology (KST)
影响因子：
0
作者：
Eisuke Tomiyama;H. Esaki;H. Ochiai
通讯作者：
Eisuke Tomiyama;H. Esaki;H. Ochiai

無線アドホック連合学習～完全分散型の協調的機械学習～

无线临时联邦学习 - 全分布式协作机器学习 -

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hossain Md Delwar;Hideya Ochiai;Latifur Khan;Youki Kadobayashi;落合秀也
通讯作者：
落合秀也

Wi-Fiの信号強度を用いた自律分散強調学習による広域自己位置推定

使用 Wi-Fi 信号强度的自主分布式重点学习进行广域自身位置估计

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sadaf MD Halim;Muhammad Delwar Hossain;Latifur Khan;Hideya Ochiai;Hiroyuki Inoue;Kevin W. Hamlen;Anoop Singhal;Youki Kadobayashi;鈴木健吾・落合秀也・江崎　浩;杉崎勇介・落合秀也・江崎　浩
通讯作者：
杉崎勇介・落合秀也・江崎　浩

Wireless Ad-Hoc Federated Learningにおける前方誤り訂正による機械学習モデルの交換手法

无线自组织联合学习中使用前向纠错的机器学习模型交换方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sadaf MD Halim;Muhammad Delwar Hossain;Latifur Khan;Hideya Ochiai;Hiroyuki Inoue;Kevin W. Hamlen;Anoop Singhal;Youki Kadobayashi;鈴木健吾・落合秀也・江崎　浩;杉崎勇介・落合秀也・江崎　浩;伊藤吉彦・落合秀也・江崎　浩;江口航志・落合秀也・江崎　浩;長屋健太郎・落合秀也・江崎　浩
通讯作者：
長屋健太郎・落合秀也・江崎　浩