Optimizing Federated Learning in Distributed Industrial IoT: A Multi-Agent Approach
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we aim to make the best joint decision of device selection and computing and spectrum resource allocation for optimizing federated learning (FL) performance in distributed industrial Internet of Things (IIoT) networks. To implement efficient FL over geographically dispersed data, we introduce a three-layer collaborative FL architecture to support deep neural network (DNN) training. Specifically, using the data dispersed in IIoT devices, the industrial gateways locally train the DNN model and the local models can be aggregated by their associated edge servers every FL epoch or by a cloud server every a few FL epochs for obtaining the global model. To optimally select participating devices and allocate computing and spectrum resources for training and transmitting the model parameters, we formulate a stochastic optimization problem with the objective of minimizing FL evaluating loss while satisfying delay and long-term energy consumption requirements. Since the objective function of the FL evaluating loss is implicit and the energy consumption is temporally correlated, it is difficult to solve the problem via traditional optimization methods. Thus, we propose a “Reinforcement on Federated” (RoF) scheme, based on deep multi-agent reinforcement learning, to solve the problem. Specifically, the RoF scheme is executed decentralizedly at edge servers, which can cooperatively make the optimal device selection and resource allocation decisions. Moreover, a device refinement subroutine is embedded into the RoF scheme to accelerate convergence while effectively saving the on-device energy. Simulation results demonstrate that the RoF scheme can facilitate efficient FL and achieve better performance compared with state-of-the-art benchmarks.
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 | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».