In this paper, we increase the availability and integration of devices in the learning process to enhance the convergence of federated learning (FL) models. To address the issue of having all the data in one location, federated learning, which maintains the ability to learn over decentralized data sets, combines privacy and technology. Until the model converges, the server combines the updated weights obtained from each dataset over a number of rounds. The majority of the literature suggested client selection techniques to accelerate convergence and boost accuracy. However, none of the existing proposals have focused on the flexibility to deploy and select clients as needed, wherever and whenever that may be. Due to the extremely dynamic surroundings, some devices are actually not available to serve as clients in FL, which affects the availability of data for learning and the applicability of the existing solution for client selection. In this paper, we address the aforementioned limitations by introducing an On-Demand-FL, a client deployment approach for FL, offering more volume and heterogeneity of data in the learning process. We make use of the containerization technology such as Docker to build efficient environments using IoT and mobile devices serving as volunteers. Furthermore, Kubernetes is used for orchestration. The Genetic algorithm (GA) is used to solve the multi-objective optimization problem due to its evolutionary strategy. The performed experiments using the Mobile Data Challenge (MDC) dataset and the Localfed framework illustrate the relevance of the proposed approach and the efficiency of the on-the-fly deployment of clients whenever and wherever needed with less discarded rounds and more available data.


翻译:在本文件中,我们增加了学习过程中各种装置的可用性和一体化,以加强联合学习(FL)模式的趋同。为了解决将所有数据都放在一个地点的问题,即联合学习(这保持了通过分散的数据集学习的能力),将隐私和技术结合起来。在模型汇集之前,服务器将每个数据集在多轮中所获得的最新加权数结合起来。大多数文献都建议采用客户选择技术,以加快趋同并提高准确性。然而,现有提案没有一项侧重于根据需要部署和选择客户的灵活性,无论何时何地。由于极具活力的周围环境,有些设备实际上无法作为FL客户使用,这影响到在分散的数据集中学习数据的可用性和现有解决方案的实用性。在本文件中,我们通过采用On-Demand-FL这一客户部署方法来解决上述局限性,在学习过程中提供更多数量和不同程度的数据。我们利用Dockerk等集装箱化技术来构建高效的环境,在使用IOT和移动设备时,只要客户使用成本化工具,就更低的用户使用该流程。此外,在使用最新数据分析时,使用最新数据分析中使用的系统。

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