2020 Fiscal Year Research-status Report
A Study on the Configuration of Autonomous Cooperative Edge AI Systems
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20K11734
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
布目 淳 京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 准教授 (60335320)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 博章 京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 教授 (90273549)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | エッジコンピューティング / 分散協調処理 / 高性能計算 / 計算機システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はエッジAI処理の新しい分散協調アーキテクチャを提案し、学習推論処理の飛躍的な性能向上を図ることを目的としている。具体的には、(1)「エッジデバイスの動的クラスタリング機能」及び「低オーバヘッド通信機能」を実現するソフトウェアモジュールおよび支援ハードウェア機構を設計し、(2)そのソフトウェア／ハードウェアの最適な機能分担を明らかにすること、を研究目的とする。これにより、性能的に制約の大きいエッジデバイスでも高度な自律協調動作を可能にする。
本年度は自律協調型エッジシステムの概略設計を行った。本研究で対象としている応用分野における典型的なAI処理の実装を調査・分類し、その中からエッジデバイス間で分担可能な処理を抽出した。エッジデバイス間で分担できる処理については、その処理に必要なデータの大きさ（情報交換1回あたりの情報量）とその交換頻度を検討した。これに基づいて自律協調型エッジシステムを実現するためのアーキテクチャの検討を行った。まず、エッジデバイスが多数存在した際に、その中で適切な台数のデバイス群（クラスタ）を形成するための動的クラスタリング機能を検討した。クラスタ化を適切に行うためには周辺デバイスの現状態を正確に認識している必要があり、そのための制御が重要であることがわかった。特に、デバイス間での情報交換頻度を高めると、正確性に優れる反面、デバイスの負荷が上がることから、低オーバヘッドな情報交換方式の検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
システムの概略設計に関して概ね計画通りに検討が進んでいる。また、シミュレーションベースで行う評価環境の構築も計画通り進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究計画の2年目として、令和3年度では既に行った方式設計をもとにしてシステムソフトウェアモジュールと支援ハードウェアの設計を行う。ソフトウェアとハードウェアの両面から検討を進め、両者の最適な機能分担ポイントを見出すことで、様々なデバイスのもつ多様性に対応しつつ、オーバヘッドの小さい実装方式を模索する。
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| Causes of Carryover |
（理由）新型コロナ感染症の影響により、参加を予定していた国際学会やシンポジウムが開催キャンセルとなり、そのための参加費および出張旅費を支出することがなくなったため。また、導入予定機材の市場入手性が著しく悪化したため、当該機材の導入を次年度に延期させたため。
（使用計画）令和3年度も多くの学会がオンライン開催に切り替わることから、出張旅費にかかる支出は減ると予想される。オンライン開催により、参加するための時間的な制約は緩和されるため、多くの学会に参加して情報収集を行う。また、当初予定よりも高性能な機材を導入するために充当する。
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