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Federated Learning: A Survey on Privacy-Preserving Collaborative Intelligence

Created by
  • Haebom

作者

Ratun Rahman

概要

本論文は、分散機械学習の分野で革新的なパラダイムで浮上した連合学習(Federated Learning、FL)の簡潔で包括的な概要を提供します。連合学習は、モバイルデバイス、エッジノード、または組織などの複数のクライアントが、機密データを集中化することなく共有グローバルモデルを共同でトレーニングできるようにします。この分散アプローチは、データのプライバシー、セキュリティ、およびコンプライアンスへの懸念を高め、医療、金融、スマートIoTシステムなどの分野で特に魅力的です。論文では、連合学習のコアアーキテクチャと通信プロトコルから始まり、標準のFLライフサイクル(ローカルトレーニング、モデル集約、およびグローバルアップデートを含む)、非IID(非独立同一分布)データ処理、システムおよびハードウェアの不均一性の軽減、通信オーバーヘッドの削減、差分プライバシー、および安全な集約などのメカニズムによるプライバシーの保証など、また、パーソナライズされたFL、デバイス間対シロ間設定、強化学習、量子コンピューティングなどの他のパラダイムとの統合など、FL研究の新しい動向を調査し、実際のアプリケーションやFL研究で一般的に使用されるベンチマークデータセットと評価指標をまとめ、拡張可能で効率的で信頼性の高いFLシステム開発のためのオープンな研究問題

Takeaways、Limitations

Takeaways:
連合学習のアーキテクチャ、通信プロトコル、主要な技術的課題、最新動向の包括的な理解を提供します。
非IIDデータ処理、システムの不均一性、通信のオーバーヘッドの削減、およびプライバシー保証のための効果的な戦略を提供します。
パーソナライズされたフェデレーション学習、デバイス間対シロ間設定、他のパラダイムとの統合など、将来の研究方向を提示します。
実際のアプリケーションとベンチマークデータセットを紹介し、研究の実用性を高めます。
Limitations:
本論文は連合学習の広範な概要を提供しますが、特定の技術やアプリケーションの詳細な分析は限られているかもしれません。
連合学習の最新の進歩が急速に行われているので、論文発表後に新しい研究結果が現れることがあります。
特定のアルゴリズムや技術の詳細な比較分析が不足している可能性があります。
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