Hierarchical Incentive Mechanism Design for Federated Machine Learning in Mobile Networks
Notice bibliographique
Résumé
In recent years, the enhanced sensing and computation capabilities of Internet-of-Things (IoT) devices have opened the doors to several mobile crowdsensing applications. In mobile crowdsensing, a model owner announces a sensing task following which interested workers collect the required data. However, in some cases, a model owner may have insufficient data samples to build an effective machine learning model. To this end, we propose a federated learning (FL)-based privacy-preserving approach to facilitate collaborative machine learning among multiple model owners in mobile crowdsensing. Our system model allows collaborative machine learning without compromising data privacy given that only the model parameters instead of the raw data are exchanged within the federation. However, there are two main challenges of incentive mismatches between workers and model owners, as well as among model owners. For the former, we leverage on the self-revealing mechanism in the contract theory under information asymmetry. For the latter, to ensure the stability of a federation through preventing free-riding attacks, we use the coalitional game theory approach that rewards model owners based on their marginal contributions. Considering the inherent hierarchical structure of the involved entities, we propose a hierarchical incentive mechanism framework. Using the backward induction, we first solve the contract formulation and then proceed to solve the coalitional game with the merge and split algorithm. The numerical results validate the performance efficiency of our proposed hierarchical incentive mechanism design, in terms of incentive compatibility of our contract design and fair payoffs of model owners in stable federation formation.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,007 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».