Aprendizado federado baseado em múltiplas árvores de decisão para aplicações iot com computação de borda cooperativa

A Internet das Coisas (IoT) tem dependido de nós de computação em borda para descentralizar a computação e trazer mais poder de processamento próximo aos dispositivos IoT, como sensores e atuadores. Os nós de compu tação de borda da IoT têm mais poder de processamento de dados e recursos energéticos do que os dispositivos IoT regulares que visam monitorar e atuar no ambiente. No entanto, em geral, os nós de computação de borda não são pro jetados para treinamento intensivo de Aprendizado de Máquina (ML) ou para hospedar grandes modelos de ML. Nas arquiteturas de rede IoT atuais, existem múltiplos nós de computação de borda estrategicamente localizados perto de um grande número de dispositivos, onde cada um dos nós de computação de borda tem acesso a parte dos dados produzidos por toda a rede IoT. Neste cená rio, cada nó de computação de borda executa modelos de ML leves em seu con junto de dados local. Neste artigo, propomos uma solução, chamada FEderated Decison Tree (FEDT), Árvore de Decisão Federada, que agrega o aprendizado produzido por múltiplas árvores de decisão de nós de borda cooperativos, se guindo os princípios de aprendizado federado. Apresentamos quatro estratégias de aprendizado federado diferentes e demonstramos que o FEDT pode alcançar cerca de 80% de um modelo de ML centralizado em termos de correlação de Pearson.