[논문 리뷰] From the Internet of Information to the Internet of Intelligence

F. Richard Yu|arXiv (Cornell University)|2019. 08. 30.

Caching and Content Delivery참고 문헌 13인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 블록체인 기술에 의해 가능해지는 에너지와 정보처럼 지식을 공유하고 접근할 수 있는 차세대 패러다임인 인공지능의 인터넷(Intelligence-Net)을 제안한다. 블록체인의 탈중앙화, 투명성, 신뢰 메커니즘이 데이터 부족, 신뢰성, 상호운용성 등의 문제를 해결함으로써 AI 기반의 다중 시스템 최적화에서 발생하는 핵심 과제를 극복할 수 있으며, 분산된 시스템 간에 탈중앙화되고 감사 가능한 공동 지능 공유를 가능하게 한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 정보의 인터넷에서 현재의 AI 기반 다중 시스템 설계의 한계, 특히 데이터 부족과 신뢰 문제를 해결하기 위해.
• 교통망, 에너지망, 정보의 인터넷 등 인간 협업 인프라의 진화를 탐색하여 새로운 패러다임을 상상하는 기초를 마련하기 위해.
• 지능이 에너지와 정보처럼 공유되고 접근 가능한 차세대 협업 패러다임인 인공지능의 인터넷(Intelligence-Net)을 제안하기 위해.
• 블록체인 기술이 분산된 AI 실체 간에 안전하고 탈중앙화되며 감사 가능한 지능 공유를 어떻게 가능하게 할 수 있는지 조사하기 위해.
• 블록체인과 AI 시스템의 모델링, 시스템 아키텍처, 확장성에 관한 열린 연구 과제를 규명하고 논의하기 위해.

제안 방법

• 교통망, 에너지망, 정보의 인터넷 이후의 다음 단계 협업 인프라로 인공지능의 인터넷(Intelligence-Net)의 비전을 제시한다.
• 블록체인 기술을 활용해 분산된 AI 시스템 간에 탈중앙화되고 신뢰할 수 있으며 감사 가능한 지능 공유를 가능하게 한다.
• 블록체인의 스마트 계약을 활용해 자율 AI 실체 간 상호작용을 모델링하고 통제함으로써 동적이고 안정적인 협업을 가능하게 한다.
• 인터넷의 IP 계층과 유사한 '박스 없는' 아키텍처 모델을 도입하여 글로벌 상호운용성과 혁신을 지원한다.
• 블록체인과 함께 현지에서 장치 내에서의 AI 학습을 활용해 개인정보 보호를 유지하고 중앙 집중식 데이터 수집 없이도 공동 학습을 가능하게 한다.
• 블록체인 기반 감사 기록을 도입해 AI 의사결정의 투명성과 신뢰도를 향상시키며, 자율 주행 차량과 같은 고위험 응용 분야에 특히 유리하다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 글로벌 탈중앙화 시스템에서 에너지와 정보처럼 지능을 쉽게 공유하고 접근할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ2 블록체인 기술이 AI 기반 시스템 협업에서 신뢰성, 투명성, 보안성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ3 탈중앙화된 장치 내 학습과 블록체인 기반 조율을 통해 AI 학습의 데이터 부족과 개인정보 문제를 어떻게 완화할 수 있는가?
• RQ4 확장성과 상호운용성을 확보하기 위해 Intelligence-Net 설계에 지침이 되는 아키텍처 원칙(예: '박스 없는' 모델)은 무엇인가?
• RQ5 지능을 정보 엔트로피와 유사하게 정량화하거나 모델링할 수 있는 방법은 무엇인가, 이를 통해 Intelligence-Net의 체계적 설계와 최적화를 가능하게 할 수 있는가?

주요 결과

• 논문은 인간 협업의 다음 주요 패러다임으로 지능이 에너지와 정보처럼 공유되고 접근 가능한 인공지능의 인터넷(Intelligence-Net)을 제안한다.
• 블록체인 기술은 탈중앙화되고 신뢰할 수 있으며 감사 가능한 지능 공유를 가능하게 하여 AI 시스템의 신뢰성과 데이터 프라이버시 문제를 해결한다.
• 블록체인 상의 스마트 계약은 자율 AI 실체 간 상호작용을 모델링하고 통제함으로써 동적이고 안정적이며 확장 가능한 협업을 가능하게 한다.
• Collective, distributed learning을 통해 cross-system AI 최적화에서 발생하는 '모델링의 저주'와 '차원의 저주' 문제를 Intelligence-Net이 해결할 수 있다.
• 인터넷의 IP 계층과 유사한 '박스 없는' 아키텍처 모델이 Intelligence-Net에 도입되어 글로벌 상호운용성과 혁신을 보장한다.
• 지능의 모델링, 블록체인-AI 통합의 확장성 설계, 그리고 Intelligence-Net 내 이질적인 서비스 간 QoS 보장에 관한 열린 과제가 남아 있다.