基于区块链的可靠联邦元学习:双游戏框架
分布式、并行与集群计算
2024-08-08 v1 人工智能
计算机科学与博弈论
机器学习
摘要
元宇宙被视为下一代面向头像驱动虚拟交互的数字前沿,涉及高性能模型。在这种动态环境中,用户的任务频繁变化,需要在数据有限的情况下快速进行模型个性化。这种演变消耗大量资源,需要大量数据。为此,元学习成为元宇宙用户的宝贵工具,联邦元学习(FML)因其自适应能力提供了更有针对性的解决方案。然而,元宇宙以用户异构性为特征,数据结构多样、任务各异、样本大小不均,这可能因统计差异而损害全局训练结果。鉴于此,迫切需要一种考虑这些差异的智能联合形成机制。本文引入一个双游戏论框架,用于涉及元学习者的元宇宙服务。我们构建了一个基于声誉指标、用户相似性和激励的区块链可靠联合形成游戏。我们还引入一种基于用户历史贡献和潜在贡献的新型声誉系统,利用过去任务与新任务之间的相关性。最后,本文提出一种斯塔克莱伯博弈的激励机制,以吸引可靠工作者参与元学习,最小化用户能源成本,提高收益,提高FML效能,提升元宇宙效用。结果表明,我们的双游戏框架在最佳努力、随机和非均匀聚类方案中均表现出色——在训练性能上提升最高可达10%,完成时间缩短最高可达30%,元宇宙效用提升超过25%,在非区块链系统中训练效率提升最高可达5%,有效抵御恶意用户。
引用
@article{arxiv.2408.03694,
title = {A Blockchain-based Reliable Federated Meta-learning for Metaverse: A Dual Game Framework},
author = {Emna Baccour and Aiman Erbad and Amr Mohamed and Mounir Hamdi and Mohsen Guizani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.03694},
year = {2024}
}
备注
Accepted in IEEE Internet of Things Journal