An Evaluation of Autoencoder Neural Network Role in IoT Edge Computing


Çoban R., Kakız M. T., Tekin Kakız A.

Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi (Online), cilt.5, sa.3, ss.1383-1392, 2022 (Hakemli Dergi)

Özet

İnternete bağlı IoT cihazların sayısındaki hızlı artış ile çok büyük miktarda üretilen veri depolanmak ve analiz edilmek üzere Bulut Bilişim düğümlerine gönderilir. IoT cihazlar enerji, hesaplama gücü ve depolama açısından kısıtlı makineler olduğundan, Bulut Bilişim depolama ve veri analizi için etkili bir paradigmadır. Bulut Bilişimin avantajlarına rağmen, genellikle uzun mesafelerde konumlandığı için trafik sıkışıklığı ve gecikmelere neden olur. Bunun yanında, güvenlik ve gizlilik meseleleri de Bulut Bilişimin dezavantajlarındandır. Uç bilişim hesaplama gücünü veri kaynağına yaklaştırarak Bulut Bilişimin kusurlarını bertaraf edecek umut verici bir sistemdir. Uç Bilişim, IoT cihazdan daha fazla; Bulut Bilişimden ise daha az hesaplama gücüne sahip. Uç Bilişim ile birlikte Bulut Bilişimin olumsuzluklarının azalmasına rağmen, tamamen ortadan kalkmaz. Çünkü, yoğun hesaplamalı görevlerin hala uçtan bulut kaynaklarına gönderilmesi gerekir. Otokodlayıcı, girdi verisini etkili bir şekilde kodlayan/sıkıştıran ve orijinal girdi verisine daha yakın olacak şekilde kodu çözmeyi öğrenen denetimsiz sinir ağı tekniğidir. Uç bilişim ve Bulut Bilişimdeki veri trafiği ve gecikmeyi azaltmak için ideal bir adaydır. Bu çalışmanın amacı, ağ trafiği, güvenlik ve gecikme açısından Otokodlayıcı yönteminin uç bilişimde kullanılan çalışmaları ve performans etkilerini araştırmaktır. Uç ve bulut katman arasında Otokodlayıcı kullanan çalışmaların performans sonuçları büyük veri, ağ trafiği ve doğruluk açısından değerlendirilmiştir.

With rapid increase in numbers of connected Internet of Things (IoT) devices, huge amount of data is generated and sent to Cloud Computing nodes to be stored and analysed. Cloud computing is an effective paradigm for storage and data analysis since IoT devices are restricted machines in terms of energy, computation power and storage. Despite the advantages of cloud computing, it causes network congestion and latency due to generally located at long distances. Besides, security and privacy issues are also drawbacks of the cloud. Edge Computing is a promising system to eliminate the flaws of cloud computing by getting computational power closer to data sources. Edge Computing has more computation power than IoTD but lower than cloud computing. Although the deficiencies of cloud computing decrease with edge computing, they are not completely eliminated because computation intensive tasks still should be sent from edge to cloud resources. Since Autoencoder is an unsupervised neural network technique that learns to efficiently encode/compress input data and learns to efficiently decode it as closer to the original input, it is an ideal candidate for reducing data traffic and latency in edge computing and cloud computing. The main purpose of this paper is to investigate the studies using AE in edge computing and their performance implications with respect to network traffic, security, and delay. The performance results of the proposals that have used autoencoder between edge and cloud layer are evaluated in terms of eliminating big data, network traffic and accuracy.