[論文レビュー] From the Internet of Information to the Internet of Intelligence

F. Richard Yu|arXiv (Cornell University)|Aug 30, 2019

Caching and Content Delivery参考文献 13被引用数 9

ひとこと要約

本稿では、ブロックチェーン技術によって実現される分散型の知能共有とアクセスを可能にする次世代のパラダイム、インテリジェンス・ネット（Intelligence-Net）を提唱する。ブロックチェーンの分散性、透明性、信頼性メカニズムにより、AI駆動のクロスシステム最適化における主な課題であるデータ不足、信頼性、相互運用性を克服し、分散型で監査可能かつ集団的な知能共有を実現する。

ABSTRACT

In the era of the Internet of information, we have gone through layering, cross-layer, and cross-system design paradigms. Recently, the ``curse of modeling" and ``curse of dimensionality" of the cross-system design paradigm have resulted in the popularity of using artificial intelligence (AI) to optimize the Internet of information. However, many significant research challenges remain to be addressed for the AI approach, including the lack of high-quality training data due to privacy and resources constraints in this data-driven approach. To address these challenges, we need to take a look at humans' cooperation in a larger time scale. To facilitate cooperation in modern history, we have built three major technologies: ``grid of transportation", ``grid of energy", and ``the Internet of information". In this paper, we argue that the next cooperation paradigm could be the ``Internet of intelligence (Intelligence-Net)", where intelligence can be easily obtained like energy and information, enabled by the recent advances in blockchain technology. We present some recent advances in these areas, and discuss some open issues and challenges that need to be addressed in the future.

研究の動機と目的

• 情報インターネットにおける現在のAI駆動のクロスシステム設計の限界、特にデータ不足と信頼性の問題を解決すること。
• 交通網、電力網、情報インターネットの進化を基盤として、協働基盤の進化を検討し、新たなパラダイムを想起すること。
• 知能がエネルギーと情報と同様に共有・アクセス可能な次世代の協働形態として、インテリジェンス・ネット（Intelligence-Net）を提唱すること。
• ブロックチェーン技術が分散型で安全かつ監査可能な知能共有をどのように実現できるかを検討すること。
• インテリジェンス・ネットのモデリング、システムアーキテクチャ、ブロックチェーンおよびAIシステムのスケーラビリティに関する未解決の研究課題を特定・議論すること。

提案手法

• 交通網、電力網、情報インターネットに続く次世代の協働基盤として、インテリジェンス・ネット（Intelligence-Net）のビジョンを提示する。
• ブロックチェーン技術を活用し、分散型で信頼性があり、監査可能な知能共有を、分散型AIシステム間で実現する。
• スマートコントラクトを活用して、自律的AIエージェント間の相互作用をモデル化・管理し、動的で安全な協働を可能にする。
• インテリジェンス・ネットのグローバルな相互運用性とイノベーションを促進するため、インターネットのIP層に類似した「スリム・ウェスト（thin-waist）」アーキテクチャモデルを導入する。
• ブロックチェーンと連携したローカルでデバイス内でのAI学習を強調し、中央集権的なデータ収集なしにプライバシーを保護しながら集団学習を実現する。
• AI意思決定における透明性と信頼性を高めるために、ブロックチェーンに基づく監査ログの導入を提言する。特に、自動運転車両などの高リスク応用分野において有効である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 グローバルかつ分散型のシステムにおいて、知能をエネルギーと情報と同様に簡単に共有・アクセスできる仕組みは何か？
• RQ2 ブロックチェーン技術は、AI駆動のシステム連携における信頼性、透明性、セキュリティをどのように実現できるか？
• RQ3 分散型でデバイス内での学習とブロックチェーンベースの調整を組み合わせることで、AI学習におけるデータ不足とプライバシー課題をどのように軽減できるか？
• RQ4 スケーラビリティと相互運用性を確保するための、『スリム・ウェスト』モデルのようなアーキテクチャ的原則は何か？
• RQ5 知能を情報エントロピーに類似した形で定量化・モデル化できるか。そのようなモデル化により、インテリジェンス・ネットの体系的設計と最適化が可能になるか？

主な発見

• 本稿は、人間の協働基盤の次世代の主要パラダイムとして、知能がエネルギーと情報と同様に共有・アクセス可能なインテリジェンス・ネット（Intelligence-Net）が登場すると提唱する。
• ブロックチェーン技術により、分散型で信頼性があり、監査可能な知能共有が可能となり、AIシステムの信頼性とデータプライバシーの課題を克服できる。
• ブロックチェーン上のスマートコントラクトは、自律的AIエージェント間の相互作用をモデル化・管理でき、動的で安全かつスケーラブルな協働を実現する。
• 集団的で分散型の学習を可能にすることで、クロスシステムAI最適化における「モデリングの呪い」と「次元の呪い」を克服できる。
• インテリジェンス・ネットには、インターネットのIP層に類似した「スリム・ウェスト」アーキテクチャモデルが想定されており、グローバルな相互運用性とイノベーションを促進する。
• 知能のモデリング、ブロックチェーンとAIの統合のスケーラビリティ設計、インテリジェンス・ネットにおける多様なサービス間のQoS（サービス品質）の確保といった未解決の課題が依然として存在する。