Mobile Edge Learning (MEL) is a learning paradigm that enables distributed training of Machine Learning models over heterogeneous edge devices (e.g., IoT devices). Multi-orchestrator MEL refers to the coexistence of multiple learning tasks with different datasets, each of which being governed by an orchestrator to facilitate the distributed training process. In MEL, the training performance deteriorates without the availability of sufficient training data or computing resources. Therefore, it is crucial to motivate edge devices to become learners and offer their computing resources, and either offer their private data or receive the needed data from the orchestrator and participate in the training process of a learning task. In this work, we propose an incentive mechanism, where we formulate the orchestrators-learners interactions as a 2-round Stackelberg game to motivate the participation of the learners. In the first round, the learners decide which learning task to get engaged in, and then in the second round, the amount of data for training in case of participation such that their utility is maximized. We then study the game analytically and derive the learners' optimal strategy. Finally, numerical experiments have been conducted to evaluate the performance of the proposed incentive mechanism.


翻译:移动边缘学习(MEL)是一个学习范例,它使得机器学习模型的分布式培训能够超越各种边缘设备(例如IoT设备),多动画模件 MEL 指多种学习任务与不同数据集并存,每个数据集都由一个管弦乐队管理,以促进分布式培训过程。在MEL 中,培训业绩恶化,没有提供足够的培训数据或计算资源。因此,必须激励边缘设备成为学习者并提供其计算资源,或者提供其私人数据,或者从管弦乐队获得所需数据,或者参加学习任务的培训过程。在这个工作中,我们提出了一个奖励机制,我们在这里将管弦乐队-助听器的互动作为两轮斯塔克尔伯格游戏,激励学习者参与。在第一轮中,学员决定了哪些学习任务,然后在第二轮中,在参与培训时需要多少数据,以便最大限度地发挥它们的效用。我们随后研究游戏分析并得出学习者的最佳战略。最后,进行了数字实验,以评价拟议的激励机制的绩效。

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