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。

作为通过水平连接的协作机器学习，我们进行了无线临时学习基础理论（WAFL）的基础理论，并使用基准进行了评估实验，并将其组织成论文。我们还开发了一个与自动编码器结合使用的WAFL-AutoEncoder，并进行了一个实验，以评估使用MNIST基准数据集检测全局异常的模型。 MT-WAFL的开发是以AI为目的为Brainstorma作为多任务处理模型的目的。然后，我们通过使用Fashion-Mnist的旋转和缩放图像来评估并验证WAFL即使在多任务方案中有效工作。这也表明，WAFL可用于以分布式方式在室内环境中生成映射，以使用WAFL为WI-FI接入点的信号强度（RSSI），以分布式方式估算。关于WAFL对模型中毒攻击的抵抗力进行了理论考虑和评估实验。然后使用MNIST数据集对WAFL-GAN的理论和基本有效性的评估进行了评估。在网络安全字段中，我们分析了与非IID特征相关的问题，这些问题是使用FL进行了在独立通信网络上进行入侵检测的本地训练的模型。通过这些研究，在Edge AI应用中获得了许多知识和挑战。

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