智慧城市利益的最新全球增长导致了数万亿美元用于研发的投资。这些连接的城市有可能建立技术和社会的共生,并在全球范围内彻底改变社会的生活,安全,生态可持续性和生活质量。智能城市结构的一些关键组成部分是连接的智能电网,自动驾驶汽车,联合学习系统,智能公用事业,大规模的公共交通和积极的监视系统。尽管前景令人兴奋,但如果不解决这种高度自动化和数据共享的潜在社会影响,这些技术及其后续集成就无法尝试。此外,协调如此多的不同任务的可行性将需要一个快速,可扩展,统一的框架。为此,我们提出了Faro2,这是一个完全重新构想的Faro1的继任者,它是从头开始建造的。 FARO2提供了与其前身相同的功能,它充当统一的生物识别API线束,可为异构生物识别软件提供无缝评估,部署和简单的管道创建。 FARO2还提供了完全声明的功能来定义和协调自定义机器学习和传感器管道,从而使过程在原本不兼容的硬件和网络中分布。 Faro2最终提供了一种方法,可以在线快速配置,热门塑料和扩展大型协调或联合系统,而不会中断维护。由于在智能城市中收集的许多数据都包含个人识别信息(PII),因此FARO2还提供内置工具和层,以确保跨分布式系统跨系统的安全和加密的流媒体,存储和访问PII数据。
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数据库中的部署机学习(ML)算法是由于现代ML算法的不同计算脚印和多数数据库技术的挑战,每个数据库技术都具有自己的限制性语法。我们介绍了一个基于Apache Spark的微服务编排框架,其扩展了数据库操作以包含Web服务基元。我们的系统可以协调数百台机器的Web服务,并充分利用群集,线程和异步并行性。使用此框架,我们为智能服务提供大规模客户端,如语音,视觉,搜索,异常检测和文本分析。这允许用户将随意使用的智能集成到具有Apache Spark连接器的任何数据存储器中。为了消除网络通信的大多数开销,我们还引入了我们架构的低延迟集装箱版本。最后,我们证明我们调查的服务在各种基准上具有竞争力,并在此框架中展示了两个应用程序来创建智能搜索引擎和实时自动竞赛分析系统。
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研究过程自动化 - 对科学仪器,计算机,数据存储和其他资源的可靠,高效和可重复执行的可靠,高效和可重复执行,这是现代科学的基本要素。我们在此处报告Globus研究数据管理平台内的新服务,该服务可以将各种研究过程的规范作为可重复使用的动作集,流量以及在异质研究环境中执行此类流动的集合。为了以广泛的空间范围(例如,从科学仪器到远程数据中心)和时间范围(从几秒钟到几周),这些Globus自动化服务功能:1)云托管以可靠地执行长期持久的流量,尽管零星的失败,但这些Globus自动化服务功能:1) ; 2)声明性符号和可扩展的异步行动提供商API,用于定义和执行涉及任意资源的各种行动和流动规范; 3)授权授权机制,用于安全调用动作。这些服务允许研究人员将广泛的研究任务的管理外包和自动化为可靠,可扩展和安全的云平台。我们向Globus自动化服务提供用例
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边缘计算是一个将数据处理服务转移到生成数据的网络边缘的范式。尽管这样的架构提供了更快的处理和响应,但除其他好处外,它还提出了必须解决的关键安全问题和挑战。本文讨论了从硬件层到系统层的边缘网络体系结构出现的安全威胁和漏洞。我们进一步讨论了此类网络中的隐私和法规合规性挑战。最后,我们认为需要一种整体方法来分析边缘网络安全姿势,该姿势必须考虑每一层的知识。
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我们认为,利用公共,跨平台,语言 - 不可止结的包管理器和jupyter紧密地耦合广泛使用的机器人操作系统,这是有益的,这是一种提供科学计算的基于网络的互动计算环境。我们为公务员提供新的ROS套餐,可以轻松地安装ROS沿着数据科学和机器学习套件。多个ROS版本(目前ROS1 Melodic和Neatic以及ROS2 Foxy和Galactic)可以同时在一台机器上运行,具有适用于Linux,Windows和OSX的预编译二进制文件,以及ARM架构(例如Raspberry PI和新的苹果硅)。要处理ROS生态系统的大尺寸,我们通过重写C ++的关键零件来显着提高公共求解器和构建系统的速度。我们进一步为ROS提供了一系列jupyterlab扩展,包括用于实时绘图,调试和机器人控制的插件,以及与ZETHU的紧密集成,RVIZ如可视化工具。罗布斯特克在一起结合了最好的数据科学和机器人世界,帮助研究人员和开发人员为学术和工业项目建立定制解决方案。
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机器学习传感器代表了嵌入式机器学习应用程序未来的范式转移。当前的嵌入式机器学习(ML)实例化遭受了复杂的整合,缺乏模块化以及数据流动的隐私和安全问题。本文提出了一个以数据为中心的范式,用于将传感器智能嵌入边缘设备上,以应对这些挑战。我们对“传感器2.0”的愿景需要将传感器输入数据和ML处理从硬件级别隔离到更广泛的系统,并提供一个薄的界面,以模拟传统传感器的功能。这种分离导致模块化且易于使用的ML传感器设备。我们讨论了将ML处理构建到嵌入式系统上控制微处理器的软件堆栈中的标准方法所带来的挑战,以及ML传感器的模块化如何减轻这些问题。 ML传感器提高了隐私和准确性,同时使系统构建者更容易将ML集成到其产品中,以简单的组件。我们提供了预期的ML传感器和说明性数据表的例子,以表现出来,并希望这将建立对话使我们朝着传感器2.0迈进。
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传统的深度学习方法(DL)需要在中央服务器上收集和处理的培训数据,这些中央服务器通常在保健等隐私敏感域中挑战。为此,提出了一种新的学习范式,称为联合学习(FL),在解决隐私和数据所有权问题的同时将DL的潜力带到了这些域。 FL使远程客户端能够在保持数据本地时学习共享ML模型。然而,传统的FL系统面临多种挑战,例如可扩展性,复杂的基础设施管理,并且由于空闲客户端而被浪费的计算和产生的成本。 FL系统的这些挑战与无服务器计算和功能 - AS-Service(FAAS)平台旨在解决的核心问题密切对齐。这些包括快速可扩展性,无基础设施管理,自动缩放为空闲客户端,以及每次使用付费计费模型。为此,我们为无服务器FL展示了一个新颖的系统和框架,称为不发烟。我们的系统支持多个商业和自主主机的FAAS提供商,可以在机构数据中心和边缘设备上部署在云端,内部部署。据我们所知,我们是第一个能够在一大面料的异构FAAS提供商中启用FL,同时提供安全性和差异隐私等重要功能。我们展示了全面的实验,即使用我们的系统可以成功地培训多达200个客户功能的不同任务,更容易实现。此外,我们通过将其与传统的FL系统进行比较来证明我们的方法的实际可行性,并表明它可以更便宜,更资源效率更便宜。
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Vizier是Google的DeCACTO BlackBox和Hyper参数优化服务,它优化了Google一些最大的产品和研究工作。为了按照调整数千个用户的关键系统的规模运行,Google Vizier在提供多个不同的功能方面解决了关键的设计挑战,同时保持完全容忍。在本文中,我们介绍了基于Google内部Vizier基础架构和框架的基于Python的独立界面开源(OSS)Vizier。 OSS Vizier提供了一个能够定义和解决各种优化问题的API,包括多样性,早期停止,转移学习和条件搜索。此外,它被设计为可确保可靠性的分布式系统,并允许对用户的目标函数进行多次平行评估。基于RPC的灵活基础架构使用户可以从任何语言编写的二进制文件中访问OSS Vizier。 OSS Vizier还提供了一个后端(“ Pythia”)API,该API为算法作者提供了一种与Core OSS Vizier系统接口新算法的方法。 OSS Vizier可从https://github.com/google/vizier获得。
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Healthcare Ai持有增加患者安全性,增强效率和改善患者结果的潜力,但研究通常受到数据访问,队列策划和分析工具的限制。电子健康记录数据,实时数据和实时高分辨率设备数据的集合和翻译可能是具有挑战性和耗时的。现实世界AI工具的发展需要克服数据采集,稀缺医院资源和数据治疗需求的挑战。这些瓶颈可能导致资源沉重的需求和AI系统的研究和开发延迟。我们提供了一种系统和方法,可加速数据采集,数据集开发和分析和AI模型开发。我们创建了一个依赖于可扩展的微服务后端的交互式平台。该系统可以每小时摄取15,000名患者记录,其中每个记录代表数千个多式数级测量,文本备注和高分辨率数据。统称,这些记录可以接近数据的数据。该系统可以在2-5分钟内进一步执行队列和初步数据集分析。因此,多个用户可以在实时同时协作以迭代数据集和模型。我们预计这种方法将推动现实世界的AI模型开发,并且在长期运行中,有意义地改善医疗保健交付。
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Video, as a key driver in the global explosion of digital information, can create tremendous benefits for human society. Governments and enterprises are deploying innumerable cameras for a variety of applications, e.g., law enforcement, emergency management, traffic control, and security surveillance, all facilitated by video analytics (VA). This trend is spurred by the rapid advancement of deep learning (DL), which enables more precise models for object classification, detection, and tracking. Meanwhile, with the proliferation of Internet-connected devices, massive amounts of data are generated daily, overwhelming the cloud. Edge computing, an emerging paradigm that moves workloads and services from the network core to the network edge, has been widely recognized as a promising solution. The resulting new intersection, edge video analytics (EVA), begins to attract widespread attention. Nevertheless, only a few loosely-related surveys exist on this topic. A dedicated venue for collecting and summarizing the latest advances of EVA is highly desired by the community. Besides, the basic concepts of EVA (e.g., definition, architectures, etc.) are ambiguous and neglected by these surveys due to the rapid development of this domain. A thorough clarification is needed to facilitate a consensus on these concepts. To fill in these gaps, we conduct a comprehensive survey of the recent efforts on EVA. In this paper, we first review the fundamentals of edge computing, followed by an overview of VA. The EVA system and its enabling techniques are discussed next. In addition, we introduce prevalent frameworks and datasets to aid future researchers in the development of EVA systems. Finally, we discuss existing challenges and foresee future research directions. We believe this survey will help readers comprehend the relationship between VA and edge computing, and spark new ideas on EVA.
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目前,大多数社会机器人通过传感器与周围环境和人类相互作用,这些传感器是机器人的组成部分,这限制了传感器,人机相互作用和互换性的可用性。在许多应用中需要一种适合许多机器人的可穿戴传感器衣服。本文介绍了一个经济实惠的可穿戴传感器背心,以及带有物联网(物联网)的开源软件架构,用于社会人形机器人。背心由触摸,温度,手势,距离,视觉传感器和无线通信模块组成。 IOT功能允许机器人与人类和互联网一起与人类交互。设计的体系结构适用于任何具有通用图形处理单元(GPGPU),I2C / SPI总线,Internet连接和机器人操作系统(ROS)的任何社交机器人。此架构的模块化设计使开发人员能够轻松地添加/删除/更新复杂行为。所提出的软件架构提供IOT技术,GPGPU节点,I2C和SPI总线管理器,视听交互节点(语音到文本,文本到语音和图像理解),以及行为节点和其他节点之间的隔离。所提出的IOT解决方案包括机器人中的相关节点,RESTful Web服务和用户界面。我们使用HTTP协议作为与Internet的社会机器人双向通信的手段。开发人员可以在C,C ++和Python编程语言中轻松编辑或添加节点。我们的架构可用于为社会人形机器人设计更复杂的行为。
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In the Metaverse, the physical space and the virtual space co-exist, and interact simultaneously. While the physical space is virtually enhanced with information, the virtual space is continuously refreshed with real-time, real-world information. To allow users to process and manipulate information seamlessly between the real and digital spaces, novel technologies must be developed. These include smart interfaces, new augmented realities, efficient storage and data management and dissemination techniques. In this paper, we first discuss some promising co-space applications. These applications offer opportunities that neither of the spaces can realize on its own. We then discuss challenges. Finally, we discuss and envision what are likely to be required from the database and system perspectives.
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随着物联网,AI和ML/DL算法的出现,数据驱动的医疗应用已成为一种有前途的工具,用于从医学数据设计可靠且可扩展的诊断和预后模型。近年来,这引起了从学术界到工业的广泛关注。这无疑改善了医疗保健提供的质量。但是,由于这些基于AI的医疗应用程序在满足严格的安全性,隐私和服务标准(例如低延迟)方面的困难,因此仍然采用较差。此外,医疗数据通常是分散的和私人的,这使得在人群之间产生强大的结果具有挑战性。联邦学习(FL)的最新发展使得以分布式方式训练复杂的机器学习模型成为可能。因此,FL已成为一个积极的研究领域,尤其是以分散的方式处理网络边缘的医疗数据,以保护隐私和安全问题。为此,本次调查论文重点介绍了数据共享是重大负担的医疗应用中FL技术的当前和未来。它还审查并讨论了当前的研究趋势及其设计可靠和可扩展模型的结果。我们概述了FL将军的统计问题,设备挑战,安全性,隐私问题及其在医疗领域的潜力。此外,我们的研究还集中在医疗应用上,我们重点介绍了全球癌症的负担以及有效利用FL来开发计算机辅助诊断工具来解决这些诊断工具。我们希望这篇评论是一个检查站,以彻底的方式阐明现有的最新最新作品,并为该领域提供开放的问题和未来的研究指示。
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软件体系结构定义了大型计算系统的蓝图,因此是设计和开发工作的关键部分。在移动机器人的背景下,对此任务进行了广泛的探索,从而导致了大量参考设计和实现。由于软件体系结构定义了实现所有组件的框架,因此自然是移动机器人系统的一个非常重要的方面。在本章中,我们概述了特定问题域(移动机器人系统)对软件框架强加的要求。我们讨论了一些当前的设计解决方案,提供了有关共同框架的历史观点,并概述了未来发展的方向。
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当今的车辆越来越多地嵌入了产生大量数据的计算机和传感器。这些数据是为了内部目的而利用的,随着连接的基础架构和智能城市的开发,车辆相互交互,以及与生成其他类型数据的道路使用者相互作用。对这些数据和车载资源及其货币化的访问面临本文提出的许多挑战。此外,与H2020 5GMETA项目中所面临的开放和新颖方法相比,最重要的商业解决方案。
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机器学习中的隐私和安全挑战(ML)已成为ML普遍的开发以及最近对大型攻击表面的展示,已成为一个关键的话题。作为一种成熟的以系统为导向的方法,在学术界和行业中越来越多地使用机密计算来改善各种ML场景的隐私和安全性。在本文中,我们将基于机密计算辅助的ML安全性和隐私技术的发现系统化,以提供i)保密保证和ii)完整性保证。我们进一步确定了关键挑战,并提供有关ML用例现有可信赖的执行环境(TEE)系统中限制的专门分析。我们讨论了潜在的工作,包括基础隐私定义,分区的ML执行,针对ML的专用发球台设计,TEE Awawe Aware ML和ML Full Pipeline保证。这些潜在的解决方案可以帮助实现强大的TEE ML,以保证无需引入计算和系统成本。
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AI / Compling在Scale是一个难题,特别是在医疗保健环境中。我们概述了要求,规划和实施选择,以及导致我们安全的研究计算平台,埃森医疗计算平台(EMCP)的实施的指导原则,与德国主要医院隶属。遵从性,数据隐私和可用性是系统的不可变的要求。我们将讨论我们的计算飞地的功能,我们将为希望采用类似设置的团体提供我们的配方。
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This paper presents the OPUS ecosystem with a focus on the development of open machine translation models and tools, and their integration into end-user applications, development platforms and professional workflows. We discuss our on-going mission of increasing language coverage and translation quality, and also describe on-going work on the development of modular translation models and speed-optimized compact solutions for real-time translation on regular desktops and small devices.
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The pervasive application of artificial intelligence and machine learning algorithms is transforming many industries and aspects of the human experience. One very important industry trend is the move to convert existing human dwellings to smart buildings, and to create new smart buildings. Smart buildings aim to mitigate climate change by reducing energy consumption and associated carbon emissions. To accomplish this, they leverage artificial intelligence, big data, and machine learning algorithms to learn and optimize system performance. These fields of research are currently very rapidly evolving and advancing, but there has been very little guidance to help engineers and architects working on smart buildings apply artificial intelligence algorithms and technologies in a systematic and effective manner. In this paper we present B-SMART: the first reference architecture for autonomic smart buildings. B-SMART facilitates the application of artificial intelligence techniques and technologies to smart buildings by decoupling conceptually distinct layers of functionality and organizing them into an autonomic control loop. We also present a case study illustrating how B-SMART can be applied to accelerate the introduction of artificial intelligence into an existing smart building.
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该项目旨在使用称为KubeFlow [1]的开源工具(端到端ML堆栈编排工具包)探索在Kubernetes上部署机器学习模型的过程。我们以管道形式创建端到端的机器学习模型,并分析各个点,包括设置,部署模型,性能,限制,限制和功能。我们希望我们的项目几乎像一个研讨会/入门报告一样,可以帮助Vanilla Cloud/Kubernetes用户对KubeFlow的零知识使用KubeFlow来部署ML模型。从不同的云上的设置到通过互联网提供训练有素的模型 - 我们提供详细信息和指标,详细介绍KubeFlow的性能。
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