特開 2024-115514 クラスターに基づく連合学習予約プラットフォーム、予約システムおよび予約方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115514

(43)【公開日】2024-08-26

(54)【発明の名称】クラスターに基づく連合学習予約プラットフォーム、予約システムおよび予約方法

(51)【国際特許分類】

   G06N 20/00 20190101AFI20240819BHJP

【ＦＩ】

G06N20/00

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023212797

(22)【出願日】2023-12-18

(31)【優先権主張番号】112105224

(32)【優先日】2023-02-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】502250743

【氏名又は名称】國立成功大學

【氏名又は名称原語表記】ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＣＨＥＮＧ ＫＵＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100146374

【弁理士】

【氏名又は名称】有馬 百子

(72)【発明者】

【氏名】▲せん▼ 宝珠

(72)【発明者】

【氏名】楊 惟中

(72)【発明者】

【氏名】荘 朝鈞

(72)【発明者】

【氏名】邱 彦榕

(72)【発明者】

【氏名】王 聿泰

(57)【要約】      （修正有）

【課題】クラスターに基づく連合学習予約プラットフォーム、予約システム及び予約方法を提供する。
【解決手段】第１ユーザーエンドが予約情報を入力してトレーニングを行うために用いられる予約プラットフォームＰは、データセットを有している第２ユーザーエンド、メインサーバー及びスレーブサーバーを含む。スレーブサーバーは、メインサーバーにより動作を指示され、メインサーバーはサービスサーバーを含み、スレーブサーバーは、バックアップホストからなり、サービスサーバーは予約情報を受信すると共にそれに基づいてバックアップホスト及び第１ユーザーエンドと通信し、バックアップホストは第２ユーザーエンドがデータセットを保存するために用いられているトレーニング端と、を備え、第１ユーザーエンドが予約情報を入力した後、第１ユーザーエンド及びバックアップホストが同期でトレーニングすることで、トレーニングの成功率を大幅に高める。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ユーザーエンドが予約情報を入力してトレーニングするためのクラスターに基づく連合学習予約プラットフォームであって、
データセットを有している第２ユーザーエンドと、
メインサーバー及びスレーブサーバーを含むトレーニング端であって、前記スレーブサーバーは前記メインサーバーにより動作を指示され、前記メインサーバーはサービスサーバーを含み、前記スレーブサーバーはバックアップホストからなり、前記サービスサーバーは前記予約情報を受信すると共にそれに基づいて前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドとの通信を行い、前記バックアップホストは前記第２ユーザーエンドが前記データセットを保存するために用いられているトレーニング端と、を備えていることを特徴とするクラスターに基づく連合学習予約プラットフォーム。

【請求項2】

前記トレーニング端は、前記第１ユーザーエンドが前記予約情報を伝送するための予約インターフェースを備え、前記サービスサーバーは前記予約情報を受信すると共にそれに基づいて前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドとの通信を行うことを特徴とする請求項１に記載のクラスターに基づく連合学習予約プラットフォーム。

【請求項3】

前記サービスサーバーは第１伝送プロトコルにより前記第１ユーザーエンドとの通信及び暗号化を行い、前記第１伝送プロトコルはHTTPS（HyperText Transfer Protocol Secure）であることを特徴とする請求項１に記載のクラスターに基づく連合学習予約プラットフォーム。

【請求項4】

前記予約インターフェースは第２伝送プロトコルにより前記サービスサーバーとの通信及び暗号化を行い、前記第２伝送プロトコルはSSH（Secure Shell Protocol）であることを特徴とする請求項２に記載のクラスターに基づく連合学習予約プラットフォーム。

【請求項5】

予約情報を入力する第１ユーザーエンドと、
データセットを有している第２ユーザーエンドと、
メインサーバーと、スレーブサーバーと、予約インターフェースと、を含むトレーニング端であって、前記スレーブサーバーは前記メインサーバーにより動作を指示され、前記メインサーバーはサービスサーバーを含み、前記スレーブサーバーはバックアップホストからなり、前記サービスサーバーは前記予約インターフェースにより前記予約情報受信すると共にそれに基づいて前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドとの通信を行い、前記バックアップホストは前記第２ユーザーエンドが前記データセットを保存するために用いられているトレーニング端と、を備えていることを特徴とするクラスターに基づく連合学習予約システム。

【請求項6】

前記サービスサーバーは前記予約情報に基づいて対応する制御情報及び第１初期トレーニングモデルを前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに伝送することを特徴とする請求項５に記載のクラスターに基づく連合学習予約システム。

【請求項7】

前記バックアップホストは前記制御情報に基づいて前記第１初期トレーニングモデル及び前記データセットによりトレーニングを行い、第１トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信し、前記第１ユーザーエンドは前記制御情報に基づいて前記第１初期トレーニングモデルによりトレーニングを行い、第２トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信し、前記サービスサーバーは前記第１トレーニングモデルを受信すると共にそれに基づいて前記第２トレーニングモデルの演算を行い、第３トレーニングモデルを生成すると共に前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに返信することを特徴とする請求項６に記載のクラスターに基づく連合学習予約システム。

【請求項8】

前記第１ユーザーエンドが前記予約インターフェースに前記予約情報を再度入力すると、前記サービスサーバーが前記第１トレーニングモデル、前記第２トレーニングモデル、及び前記第３トレーニングモデルによりテストを行ってテスト結果を生成し、
且つ前記テスト結果を第２初期トレーニングモデルとし、
前記サービスサーバーが前記予約情報に基づいて制御情報及び前記第２初期トレーニングモデルを前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに伝送し、
前記バックアップホストが前記制御情報に基づいて前記第２初期トレーニングモデル及び前記データセットによりトレーニングを行い、
第４トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信し、且つ、前記第１ユーザーエンドが前記制御情報に基づいて前記第２初期トレーニングモデルによりトレーニングを行い、
第５トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信し、
前記サービスサーバーが前記第４トレーニングモデル及び前記第５トレーニングモデルに基づいて演算を行い、
第６トレーニングモデルを生成すると共に前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに返信する、
ことを特徴とする請求項７に記載のクラスターに基づく連合学習予約システム。

【請求項9】

前記第２ユーザーエンドの数量は前記第１ユーザーエンドの数量以上であることを特徴とする請求項５に記載のクラスターに基づく連合学習予約システム。

【請求項10】

トレーニング端のサービスサーバーが第１ユーザーエンドから予約情報を受信すると、前記サービスサーバーが前記予約情報に基づいて前記トレーニング端のバックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドとの通信を行い、前記バックアップホストは前記サービスサーバーにより動作を指示され、且つ、前記バックアップホストが第２ユーザーエンドからデータセットを取得するステップと、
前記サービスサーバーから制御情報及び第１初期トレーニングモデルを前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに伝送するステップと、
前記制御情報に基づいて前記バックアップホストが前記第１初期トレーニングモデル及び前記データセットによりトレーニングを行い、第１トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信するステップと、
前記制御情報に基づいて前記第１ユーザーエンドが前記第１初期トレーニングモデルによりトレーニングを行い、第２トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信するステップと、
前記サービスサーバーから前記第１トレーニングモデル及び前記第２トレーニングモデルを演算し、第３トレーニングモデルを生成すると共に前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに返信し、且つ、前記第２ユーザーエンドは前記バックアップホストにより前記第３トレーニングモデルを取得するステップと、を含み、
前記サービスサーバーは前記第１トレーニングモデル、前記第２トレーニングモデル、及び前記第３トレーニングモデルによりテストを行ってテスト結果を生成し、且つ前記テスト結果を第２初期トレーニングモデルとし、前記サービスサーバーが前記第１ユーザーエンドから前記予約情報を再度受信すると、前記サービスサーバーから前記制御情報及び前記第２初期トレーニングモデルを前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに伝送することを特徴とするクラスターに基づく連合学習予約方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、連合学習（Federated Learning）に関し、更に詳しくは、クラスターに基づく連合学習予約プラットフォーム、予約システムおよび予約方法（A cluster-based federated learning booking platform、 a booking system and a method thereof）に関するものである。

【背景技術】

【0002】

連合学習（Federated Learning）は機械学習技術である。従来の集中機械学習では、トレーニング時に全ての関連データを同じ計算装置に集中させてトレーニングを行ってモデルを生成するが、これとは反対に連合学習では、複数の装置でトレーニングデータを伝送せずに機械学習モデルのトレーニングを行うことができる。連合学習は、分散システムのマルチノード演算を結合し、モデルのトレーニング作業を複数のノードに分散させている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

分散システムは主に大量のデータを処理する際に、演算量を関連するユニットに分配している。しかしながら、連合学習では、データのプライバシー保護を強化するため、トレーニングデータは単一のサーバーに集中させずに分散して演算を行い、装置がそれぞれ直接モデルのトレーニングを行う。

【0004】

連合学習はプライバシーに関して高い利点を有しているが、装置のそれぞれの演算能力に依存するため、複数の装置で同時にトレーニングを行う場合、装置のそれぞれの演算能力に差があるために、演算能力の高い装置は、演算能力較の低い装置のトレーニング終了を待たなければ、次のトレーニングを行うことができなった。さらには、何れかの装置のトレーニングが失敗すると、全ての装置がそのトレーニングを完了することができなくなった。このため、装置の数量が増えるほどトレーニングの失敗率が明らかに高まり、他のユーザーがトレーニングに参加する意欲が低下した。

【0005】

上述の事情に鑑みて、従来の連合学習プラットフォームのような場所も性能も異なる装置により実行する方式とは違い、本発明は場所も性能も異なる装置及び場所は異なるが性能は同じである装置により実行する方式を結合してサービスを提供する連合学習予約プラットフォームを提供し、且つクラスターを採用することで同じ場所で異なる性能の装置により実行するという特徴を実現し、トレーニングの失敗率を大幅に低下させると同時に、参加するユーザーがトレーニングをいつでもどこでも予約可能にする。

【0006】

本発明は、上記問題点に鑑みて本発明者の鋭意研究により成されたものであり、その主目的は、クラスターに基づく連合学習予約プラットフォームを提供することにある。すなわち、ユーザーエンドが予約を行えるプラットフォームを提供し、少なくとも１つのユーザーエンドがデータセットをトレーニング端のバックアップホストに保存する。トレーニング端が他のユーザーエンドからの予約情報を受信すると、トレーニング端がバックアップホスト及び他のユーザーエンドのホストと通信を行い、スケジューリングを更に弾力的に行えるようにする。

【0007】

本発明の他の目的は、第１ユーザーエンドと、第２ユーザーエンドと、トレーニング端と、を備えているクラスターに基づく連合学習予約システムを提供する。トレーニング端が第２ユーザーエンドのデータセットを取得した後、第１ユーザーエンドが予約情報を提出すると、トレーニング端が第１ユーザーエンドのホストとトレーニング端にバックアップされたデータセットとを同期でトレーニングを行うように制御し、トレーニング効率を大幅に高める。

【0008】

本発明のさらなる他の目的は、クラスターに基づく連合学習予約方法を提供する。トレーニング端が予約情報を取得した後、制御情報及びトレーニングモデルを対応するユーザーエンドのホスト及びトレーニング端のバックアップホストに伝送し、それぞれトレーニングを行い、トレーニング端がそのトレーニングモデルをそれぞれ収集し、最終トレーニングモデルを生成すると共に返信することでトレーニングの成功率を高める。

【0009】

上述した目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、クラスターに基づく連合学習予約プラットフォームが提供される。前記クラスターに基づく連合学習予約プラットフォームは、第１ユーザーエンドが予約情報を入力してトレーニングを行い、データセットを有している第２ユーザーエンドと、メインサーバー及びスレーブサーバーを含むトレーニング端であって、前記スレーブサーバーは前記メインサーバーにより動作を指示され、前記メインサーバーはサービスサーバーを含み、前記スレーブサーバーはバックアップホストからなり、前記サービスサーバーは前記予約情報を受信すると共にそれに基づいて前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドとの通信を行い、前記バックアップホストは前記第２ユーザーエンドが前記データセットを保存するために用いられているトレーニング端と、を備えている。

【0010】

本発明の好適例において、前記トレーニング端は、前記第１ユーザーエンドが前記予約情報を伝送するための予約インターフェースを備え、前記サービスサーバーは前記予約情報を受信すると共にそれに基づいて前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドとの通信を行う。

【0011】

本発明の好適例において、前記サービスサーバーは第１伝送プロトコルにより前記第１ユーザーエンドとの通信及び暗号化を行い、前記第１伝送プロトコルはHTTPS（HyperText Transfer Protocol Secure）である。

【0012】

本発明の好適例において、前記予約インターフェースは第２伝送プロトコルにより前記サービスサーバーとの通信及び暗号化を行い、前記第２伝送プロトコルはSSH（Secure Shell Protocol）である。

【0013】

上述した他の目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、クラスターに基づく連合学習予約システムが提供される。前記クラスターに基づく連合学習予約システムは、予約情報を入力する第１ユーザーエンドと、データセットを有している第２ユーザーエンドと、メインサーバーと、スレーブサーバーと、予約インターフェースと、を含むトレーニング端であって、前記スレーブサーバーは前記メインサーバーにより動作を指示され、前記メインサーバーはサービスサーバーを含み、前記スレーブサーバーはバックアップホストからなり、前記サービスサーバーは前記予約インターフェースにより前記予約情報受信すると共にそれに基づいて前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドとの通信を行い、前記バックアップホストは前記第２ユーザーエンドが前記データセットを保存するために用いられているトレーニング端と、を備えている。

【0014】

本発明の好適例において、前記サービスサーバーは前記予約情報に基づいて対応する制御情報及び第１初期トレーニングモデルを前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに伝送する。

【0015】

本発明の好適例において、前記バックアップホストは前記制御情報に基づいて前記第１初期トレーニングモデル及び前記データセットによりトレーニングを行い、第１トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信する。前記第１ユーザーエンドは前記制御情報に基づいて前記第１初期トレーニングモデルによりトレーニングを行い、第２トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信する。前記サービスサーバーは前記第１トレーニングモデルを受信すると共にそれに基づいて前記第２トレーニングモデルの演算を行い、第３トレーニングモデルを生成すると共に前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに返信する。

【0016】

本発明の好適例において、前記第１ユーザーエンドが前記予約インターフェースに前記予約情報を再度入力すると、前記サービスサーバーが前記第１トレーニングモデル、前記第２トレーニングモデル、及び前記第３トレーニングモデルによりテストを行ってテスト結果を生成し、且つ前記テスト結果を第２初期トレーニングモデルとする。前記サービスサーバーが前記予約情報に基づいて制御情報及び前記第２初期トレーニングモデルを前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに伝送し、前記バックアップホストが前記制御情報に基づいて前記第２初期トレーニングモデル及び前記データセットによりトレーニングを行い、第４トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信する。また、前記第１ユーザーエンドが前記制御情報に基づいて前記第２初期トレーニングモデルによりトレーニングを行い、第５トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信し、前記サービスサーバーが前記第４トレーニングモデル及び前記第５トレーニングモデルに基づいて演算を行い、第６トレーニングモデルを生成すると共に前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに返信する。

【0017】

本発明の好適例において、前記第２ユーザーエンドの数量は前記第１ユーザーエンドの数量以上である。

【0018】

上述したさらなる他の目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、クラスターに基づく連合学習予約方法が提供される。前記クラスターに基づく連合学習予約方法は、トレーニング端のサービスサーバーが第１ユーザーエンドから予約情報を受信すると、前記サービスサーバーが前記予約情報に基づいて前記トレーニング端のバックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドとの通信を行い、前記バックアップホストは前記サービスサーバーにより動作を指示され、且つ、前記バックアップホストが第２ユーザーエンドからデータセットを取得するステップと、前記サービスサーバーから制御情報及び第１初期トレーニングモデルを前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに伝送するステップと、前記制御情報に基づいて前記バックアップホストが前記第１初期トレーニングモデル及び前記データセットによりトレーニングを行い、第１トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信すると、前記制御情報に基づいて前記第１ユーザーエンドが前記第１初期トレーニングモデルによりトレーニングを行い、第２トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信するステップと、前記サービスサーバーから前記第１トレーニングモデル及び前記第２トレーニングモデルを演算し、第３トレーニングモデルを生成すると共に前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに返信し、且つ、前記第２ユーザーエンドは前記バックアップホストにより前記第３トレーニングモデルを取得するステップと、を含む。

【0019】

前記サービスサーバーは前記第１トレーニングモデル、前記第２トレーニングモデル、及び前記第３トレーニングモデルによりテストを行ってテスト結果を生成し、且つ前記テスト結果を第２初期トレーニングモデルとし、前記サービスサーバーが前記第１ユーザーエンドから前記予約情報を再度受信すると、前記サービスサーバーから前記制御情報及び前記第２初期トレーニングモデルを前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに伝送する。

【発明の効果】

【0020】

このように、本発明によれば、次のような効果がある。
本発明は、異なる場所で異なる性能の装置及び同じ場所で異なる性能の装置により同時に実行する方式でサービスを提供し、且つクラスターを採用することで同じ場所で異なる性能の装置により実行する方式を実現し、トレーニングの成功率を大幅に高め、更に柔軟に且つ効率的にスケジューリングを行えるようにしている。

【0021】

本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施例の構成の一例を概略的に示す。

【図2】本発明の一実施例のプラットホームの一例を概略的に示す。

【図3】本発明の一実施例のシステムの一例を概略的に示す。

【図4】本発明の一実施例の方法のフローチャートを示す。

【図5】本発明の一実施例のステップを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0024】

図１は本発明の一実施例の構成の一例を概略的に示す。図２は本発明の一実施例のプラットホームの一例を概略的に示す。同図に示すように、本発明の一実施例は主にクラスターにより同じ場所で異なる性能の装置により実行する方式でサービスを実現している。第２ユーザーエンドＵ２はそのデータセットＵ２１をバックアップホストＴ２１に保存する。また、予約プラットフォームはユーザーエンドがトレーニングを予約するために用いられ、その作動方式について詳細に説明する。本発明の一実施例に係る予約プラットフォームは、第１ユーザーエンドＵ１が予約情報を入力して予約を行うために用いられ、予約プラットフォームＰは、第２ユーザーエンドＵ２及びトレーニング端Ｔを備えている。

【0025】

一実施例において、第１ユーザーエンドＵ１は第１ユーザーエンドＵ１のホスト、サーバー、またはトレーニングを実行可能なあらゆる電子装置により予約情報を入力し、トレーニングを予約することができる。第１ユーザーエンドＵ１の数量は制限されず、１つでも複数でもよい。予約情報は予約日及び時間を含むが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0026】

一実施例において、第２ユーザーエンドＵ２はデータセットＵ２１を有している。好ましくは、データセットＵ２１は第２ユーザーエンドＵ２のあらゆるホスト、サーバー、またはクラウド端の保存ロケーションに保存可能である。第２ユーザーエンドＵ２の数量は制限されず、１つまたは複数でもよい。好ましくは、第２ユーザーエンドＵ２の数量は第１ユーザーエンドＵ１の数量以上であるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0027】

一実施例において、トレーニング端ＴはメインサーバーＴ１及びスレーブサーバーＴ２を備え、メインサーバーはサービスサーバーＴ１１を含み、スレーブサーバーＴ２はバックアップホストＴ２１を含む。サービスサーバーＴ１１が予約情報を受信した後、予約情報に基づいてバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１との通信を行い、バックアップホストＴ２１は第２ユーザーエンドＵ２がそのデータセットＵ２１を保存するために用いられている。サービスサーバーＴ１１は第１伝送プロトコルにより第１ユーザーエンドＵ１との通信及び暗号化を行い、第１伝送プロトコルはHTTPS（HyperText Transfer Protocol Secure）でもよい。

【0028】

好ましくは、メインサーバーＴ１及びスレーブサーバーＴ２がクラスターであるため、スレーブサーバーＴ２はメインサーバーＴ１により動作を指示される。サーバーの数量は制限されない。

【0029】

好ましくは、トレーニング端Ｔは予約インターフェースＴ３を更に含み、第１ユーザーエンドＵ１は予約インターフェースＴ３を介して予約情報を入力し、サービスサーバーＴ１１が予約情報に基づいて対応する制御情報及び第１初期トレーニングモデルをバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１に伝送可能である。一実施例において、予約インターフェースＴ３は他のウェブサーバーが提供する予約ウェブページでもよく、サービスサーバーＴ１１が提供する予約ウェブページでもよい。

【0030】

好ましくは、予約インターフェースＴ３は第２伝送プロトコルによりサービスサーバーＴ１１との通信及び暗号化を行う。第２伝送プロトコルはSSH（Secure Shell Protocol）でもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0031】

一実施例において、予約プラットフォームは、学習トレーニングを行う必要がある医療産業、金融業、或いは他のプライベートなデータに適用可能であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0032】

一実施例において、図３は本発明の一実施例のシステムの一例を概略的に示す。同図に示すように、本発明の一実施例に係る予約システムＳは、第１ユーザーエンドＵ１と、第２ユーザーエンドＵ２と、トレーニング端Ｔと、を備えている。第１ユーザーエンドＵ１及び第２ユーザーエンドＵ２は前述した実施例と同じであるため、その説明は繰り返さない。システムの作動について下述する。
第１ユーザーエンドＵ１及び第２ユーザーエンドＵ２は共にトレーニングを行うデータを、指定したあらゆるホストやクラウド端の保存ロケーションにそれぞれ保存する。一実施例において、第１ユーザーエンドＵ１はトレーニングするデータをトレーニング端Ｔに保存しておらず、第２ユーザーエンドＵ２のデータセットＵ２１はトレーニング端Ｔに保存されるか、或いは、トレーニング端ＴのバックアップホストＴ２１をデータセットＵ２１を保存するための空間として使用している。

【0033】

他の実施例において、第１ユーザーエンドＵ１はトレーニングするデータをトレーニング端Ｔに保存してもよく、或いは、トレーニング端ＴのバックアップホストＴ２１をデータを保存するための空間として使用してもよい。すなわち、第１ユーザーエンドＵ１及び第２ユーザーエンドＵ２のデータはトレーニング端Ｔのクラスターでトレーニングを行うことができるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0034】

トレーニング端Ｔは、メインサーバーＴ１と、スレーブサーバーＴ２と、予約インターフェースＴ３と、を備えている。一実施例において、メインサーバーＴ１はサービスサーバーＴ１１を含み、スレーブサーバーＴ２はバックアップホストＴ２１を含む。メインサーバーＴ１及びスレーブサーバーＴ２はクラスターであり、すなわち、スレーブサーバーＴ２はメインサーバーＴ１により動作を指示されるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0035】

好ましくは、第１ユーザーエンドＵ１は予約インターフェースＴ３を介して予約情報を入力し、サービスサーバーＴ１１が予約インターフェースＴ３により予約情報を受信した後、サービスサーバーＴ１１が予約情報に基づいて対応する制御情報及び第１初期トレーニングモデルをバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１に伝送する。

【0036】

一実施例において、第２ユーザーエンドＵ２は予約インターフェースＴ３により予約情報を入力するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0037】

好ましくは、制御情報はアプリケーションプログラムを含み、バックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１がセキュリティメカニズムを介してサービスサーバーＴ１１に接続される。一実施例において、サービスサーバーＴ１１をバックアップホストＴ２１に接続する場合、サービスサーバーＴ１１はバックアップホストＴ２１のホストアカウントを有する必要があり、ホストアカウントを認証メカニズムとするが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0038】

一実施例において、バックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１が制御情報に基づいてインストールした後、バックアップホストＴ２１が第１初期トレーニングモデル及びデータセットＵ２１によりトレーニングを行い、第１トレーニングモデルを生成すると共にサービスサーバーＴ１１に返信する。また、第１ユーザーエンドＵ１が第１初期トレーニングモデルによりトレーニングを行い、第２トレーニングモデルを生成すると共にサービスサーバーＴ１１に返信し、サービスサーバーＴ１１が第１トレーニングモデル及び第２トレーニングモデルを受信すると共にそれらに基づいて演算を行い、第３トレーニングモデルを生成すると共にバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１に返信する。

【0039】

一実施例において、バックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１が第３トレーニングモデルを受信した後、第３トレーニングモデルのトレーニングをそれぞれ行い、第４トレーニングモデル及び第５トレーニングモデルを生成すると共にサービスサーバーＴ１１にそれぞれ返信し、サービスサーバーＴ１１は第４トレーニングモデル及び第５トレーニングモデルを受信すると共にそれらに基づいて演算を行い、第６トレーニングモデルを生成すると共にバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１に返信し、トレーニングが終了するまで前述したフローチャートを継続する。

【0040】

一実施例において、トレーニングが完了した後、第１ユーザーエンドＵ１及び第２ユーザーエンドＵ２にメールで通知する。この際、第１ユーザーエンドＵ１及び第２ユーザーエンドＵ２は、ホスト、サーバー、トレーニングに使用する電子装置、或いはクラウド端の保存ロケーションのファイルフォルダーから最終的なトレーニングモデルをそれぞれ取得可能である。

【0041】

第２ユーザーエンドＵ２はトレーニング端ＴのバックアップホストＴ２１を個人用のレンタル空間とし、この空間を利用してデータを共有して学習する。換言すれば、第２ユーザーエンドＵ２はデータをバックアップホストＴ２１に保存するか、或いはバックアップホストＴ２１を直接主要なデータを保存また使用するための空間とすることで、プライバシーの問題が無くなるほか、第２ユーザーエンドＵ２のホスト、サーバー、またはトレーニングに用いる電子装置の演算能力に制限されず、連合学習の柔軟性及び効率性が更に高まっている。

【0042】

一実施例において、トレーニングが終了した後、サービスサーバーＴ１１は現有の全てのトレーニングモデルのテストを行うと共に、生成したテスト結果を次回の初期モデルとする。一例を挙げると、現有の全てのトレーニングモデルは、バックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１がそれぞれ返信した第１トレーニングモデル及び第２トレーニングモデル、及びサービスサーバーＴ１１が第１トレーニングモデル及び第２トレーニングモデルに基づいて演算を行って生成した第３トレーニングモデルである場合、第１トレーニングモデル、第２トレーニングモデル、及び第３トレーニングモデルによりテストを行うと共に、そのテスト結果を第２初期トレーニングモデルとする。同様に、バックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１が第４トレーニングモデル及び第５トレーニングモデルを更に返信し、サービスサーバーＴ１１が第４トレーニングモデル及び第５トレーニングモデルに基づいて演算を行って第６トレーニングモデルを生成すると、第１トレーニングモデル、第２トレーニングモデル、第３トレーニングモデル、第４トレーニングモデル、第５トレーニングモデル、及び第６トレーニングモデルによりテストを行い、そのテスト結果を第２初期トレーニングモデルとする。すなわち、次回の初期モデルとし、ユーザーエンドが好適なモデルによりトレーニングを継続することで、トレーニングのやり直しを防止し、トレーニング効率を高めている。

【0043】

一実施例において、第１ユーザーエンドＵ１が予約インターフェースＴ３に予約情報を再度入力すると、サービスサーバーＴ１１が予約情報に基づいて制御情報及び前回のトレーニング後に生成された第２初期トレーニングモデルをバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１に伝送する。この際、バックアップホストＴ２１は第２初期トレーニングモデル及びデータセットによりトレーニングを行い、第１ユーザーエンドＵ１は第２初期トレーニングモデルによりトレーニングを行う。そのトレーニング方式は前述した通りであるため、そこで、その説明を繰り返さない。

【0044】

一実施例において、第２ユーザーエンドＵ２が定時または非定時にデータセットＵ２１をバックアップホストＴ２１に保存すると、データセットのパスデータ及びバックアップ命令をサービスサーバーＴ１１に伝送可能であり、サービスサーバーＴ１１がバックアップ命令に基づいて、第２ユーザーエンドＵ２からデータセットＵ２１を取得するように指示されたバックアップホストＴ２１を制御する、一実施例において、バックアップホストＴ２１が取得したデータセットＵ２１はデータセットＵ２１のコピーまたはデータセットＵ２１のデータショートカットでもよい。すなわち、バックアップホストＴ２１が取得したデータセットＵ２１は実際に存在するデータでもよく、１つのパスのみでもよく、保存するデータ形式はこれらに限定されるものではない。

【0045】

他の状況では、第２ユーザーエンドＵ２はサービスサーバーＴ１１に権限を付与し、指定されたバックアップホストＴ２１が定時または非定時に第２ユーザーエンドＵ２からデータセットＵ２１を取得し、第２ユーザーエンドＵ２から更新されたデータセットＵ２１を即時取得するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0046】

また他の状況では、サービスサーバーＴ１１は定時または非定時に第２ユーザーエンドＵ２に権限の取得に同意するかどうかを問い合わせることができ、バックアップ命令を受信した後、バックアップ命令に基づいて第２ユーザーエンドＵ２からデータセットＵ２１を取得するように指定されたバックアップホストＴ２１を制御するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0047】

さらに他の状況では、第２ユーザーエンドＵ２はバックアップホストＴ２１を保存空間とし、そのデータセットＵ２１をバックアップホストＴ２１に直接保存するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0048】

図４は本発明の一実施例の方法のフローチャートを示す。同図に示すように、本発明の一実施例の予約方法は、前述の予約プラットフォームまたは予約システムを実行し、その方法は下記ステップを含む。
＜ステップＳ１＞:トレーニング端のサービスサーバーが第１ユーザーエンドから予約情報を受信すると、前記サービスサーバーが前記予約情報に基づいて前記トレーニング端のバックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドとの通信を行い、前記バックアップホストは前記サービスサーバーにより動作を指示され、且つ、前記バックアップホストが第２ユーザーエンドからデータセットを取得する。
＜ステップＳ２＞:前記サービスサーバーから制御情報及び第１初期トレーニングモデルを前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに伝送する。
＜ステップＳ３＞:前記制御情報に基づいて前記バックアップホストが前記第１初期トレーニングモデル及び前記データセットによりトレーニングを行い、第１トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信する。
＜ステップＳ４＞: 前記制御情報に基づいて前記第１ユーザーエンドが前記第１初期トレーニングモデルによりトレーニングを行い、第２トレーニングモデルを生成すると共に前記サービスサーバーに返信する。
＜ステップＳ５＞: 前記サービスサーバーから前記第１トレーニングモデル及び前記第２トレーニングモデルを演算し、第３トレーニングモデルを生成すると共に前記バックアップホスト及び前記第１ユーザーエンドに返信し、且つ、前記第２ユーザーエンドは前記バックアップホストにより前記第３トレーニングモデルを取得する。

【0049】

ステップＳ１において、トレーニング端ＴのサービスサーバーＴ１１が第１ユーザーエンドＵ１から予約情報を受信すると、サービスサーバーＴ１１は予約情報に基づいてバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１との通信を行う。バックアップホストＴ２１はサービスサーバーＴ１１により動作を指示される。また、バックアップホストＴ２１は第２ユーザーエンドＵ２からデータセットＵ２１を取得する。

【0050】

ステップＳ２において、サービスサーバーＴ１１から制御情報及び第１初期トレーニングモデルをバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１に伝送する。この際、バックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１はインストール制御情報を実行する。

【0051】

ステップＳ３において、続いて、制御情報によりバックアップホストＴ２１が第１初期トレーニングモデル及びデータセットＵ２１によりトレーニングを行い、第１トレーニングモデルを生成すると共にサービスサーバーＴ１１に返信する。

【0052】

ステップＳ４において、同様に、制御情報に基づいて第１ユーザーエンドＵ１が第１初期トレーニングモデルによりトレーニングを行い、第２トレーニングモデルを生成すると共にサービスサーバーＴ１１に返信する。一実施例において、ステップＳ３及びステップＳ４は同じ時間にそれぞれ実行するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0053】

ステップＳ５において、サービスサーバーＴ１１から第１トレーニングモデル及び第２トレーニングモデルにより演算を行い、第３トレーニングモデルを生成すると共にバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１に返信する。第２ユーザーエンドＵ２はバックアップホストＴ２１により第３トレーニングモデルを取得すると同時に、さらに、サービスサーバーＴ１１が第１トレーニングモデル、第２トレーニングモデル、及び第３トレーニングモデルによりテストを行い、そのテスト結果を第２初期トレーニングモデルとする。すなわち、第２初期トレーニングモデルを次回のトレーニングの初期モデルとすることで、サービスサーバーＴ１１が第１ユーザーエンドＵ１から予約情報を再度受信した際に、サービスサーバーＴ１１から制御情報及び第２初期トレーニングモデルをバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１に伝送し、続いてステップＳ３～Ｓ５を実行する。

【0054】

本発明に係る予約方法の一実施例をさらに詳しく説明するために、適宜添付図５を参照する。図５は本発明の一実施例のステップを示す概略図である。例を挙げて説明する。
第１ユーザーエンドＵ１はそれぞれ医療機関Ａ及び医療機関Ｂである。
第２ユーザーエンドＵ２はそれぞれ医療機関Ｃ及び医療機関Ｄである。
トレーニング端ＴのバックアップホストＴ２１は医療機関Ｃのバックアップホスト及び医療機関Ｄのバックアップホストをそれぞれ備えている。

【0055】

第１ユーザーエンドＵ１はホストによりトレーニング端Ｔの予約インターフェースＴ３にログインし、予約情報を入力する。例えば、7月20日17:00である。この際、予約インターフェースＴ３は予約情報をサービスサーバーＴ１１に伝送し、サービスサーバーＴ１１が予約情報に基づいて7月20日17:00に第１ユーザーエンドＵ１のホスト及びトレーニング端ＴのバックアップホストＴ２１との通信を行い、制御情報及び第１初期トレーニングモデルをバックアップホストＴ２１及び第１ユーザーエンドＵ１のホストに伝送した後、トレーニング端Ｔの医療機関Ｃのバックアップホスト及び医療機関Ｄのバックアップホストが第１初期トレーニングモデル及びそれが取得したデータセットＵ２１によりそれぞれトレーニングを行い、第１トレーニングモデルを取得してサービスサーバーＴ１１に返信する。医療機関Ａ及び医療機関Ｂはそのホストが第１初期トレーニングモデルによりそれぞれトレーニングを行い、第２トレーニングモデルを取得してサービスサーバーＴ１１に返信する。

【0056】

最終的にサービスサーバーＴ１１が第１トレーニングモデル及び第２トレーニングモデルの演算を行い、生成された第３トレーニングモデルを医療機関Ａのホスト、医療機関Ｂのホスト、医療機関Ｃのバックアップホスト、及び医療機関Ｄのバックアップホストに返信する。医療機関Ｃのホストは医療機関Ｃのバックアップホストを介して第３トレーニングモデルを取得可能であり、医療機関Ｄのホストは医療機関Ｄのバックアップホストを介して第３トレーニングモデルを取得可能である。

【0057】

以上を総合すると、本発明の一実施例であるクラスターに基づく連合学習予約プラットフォーム、予約システムおよび予約方法は、トレーニング端のバックアップホストがクラスターを採用することで同じ場所で異なる性能の装置により実行する方式を実現し、バックアップホストが第２ユーザーエンドからデータセットを取得する。第１ユーザーエンドが予約情報を入力した後、第１ユーザーエンド及びバックアップホストが同期でトレーニングを行うことで、トレーニングの成功率を大幅に高め、スケジューリングを更に柔軟で効率的にし、本発明の目的を確実に達成している。

【0058】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0059】

Ｓ 予約システム
Ｓ１ ステップ
Ｓ２ ステップ
Ｓ３ ステップ
Ｓ４ ステップ
Ｓ５ ステップ
Ｔ トレーニング端
Ｔ１ メインサーバー
Ｔ１１ サービスサーバー
Ｔ２ スレーブサーバー
Ｔ２１ バックアップホスト
Ｔ３ 予約インターフェース
Ｐ 予約プラットフォーム
Ｕ１ 第１ユーザーエンド
Ｕ２ 第２ユーザーエンド
Ｕ２１ データセット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】