In recent years, companies of all sizes have become increasingly dependent on customer user data and processing it using machine learning (ML) methods. These methods do, however, require the raw user data to be stored locally on a server or cloud service, raising privacy concerns. Hence, the purpose of this paper is to analyze a new alternative ML method, called federated learning (FL). FL allows the data to remain on each respective device while still being able to create a global model by averaging local models on each client device. The analysis in this report is based on two different types of simulations. The first is simulations in a virtual environment where a larger number of devices can be included, while the second is simulations on a physical testbed of Raspberry Pi (RPI) single-board computers. Different parameters are changed and altered to find the optimal performance, accuracy, and loss of computations in each case. The results of all simulations show that fewer clients and more training epochs increase the accuracy when using independent and identically distributed (IID) data. However, when using non-IID data, the accuracy is not dependent on the number of epochs, and it becomes chaotic when decreasing the number of clients which are sampled each round. Furthermore, the tests on the RPIs show results which agree with the virtual simulation. / På den senaste tiden har företag blivit allt mer beroende av ku rs användardata och har börjat använda maskininlärningsmodeller för att processera datan. För att skapa dessa modeller behövs att användardata lagras lokalt på en server eller en molntjänst, vilket kan leda till integritetsproblematik. Syftet med denna rapport är därför att analysera en ny alternativ metod, vid namn ”federated learning” (FL). Denna metod möjliggör skapandet av en global modell samtidigt som användardata förblir kvar på varje klients enhet. Detta görs genom att den globala modellen bestäms genom att beräkna medelvärdet av samtliga enheters lokala modeller. Analysen av metoden görs baserat på två olika typer av simuleringar. Den första görs i en virtuell miljö för att kunna inkluderastörre mängder klientenheter medan den andra typen görs på en fysisk testbädd som består av enkortsdatorerna Raspberry Pi (RPI). Olika parametrar justeras och ändras för att finna modellens optimala prestanda och nogrannhet. Resultaten av simuleringarna visar att färre klienter och flera träningsepoker ökar noggrannheten när oberoende och likafördelad (på engelska förkortat till IID) data används. Däremot påvisas att noggrannheten inte är beroende av antalet epoker när icke-IID data nyttjas. Noggrannheten blir däremot kaotisk när antalet klienter som används för att träna på varje runda minskas. Utöver observeras det även att testresultaten från RPI enheterna stämmer överens med resultatet från simuleringarna. / Kandidatexjobb i elektroteknik 2022, KTH, Stockholm
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-323729 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Sondén, Simon, Madadzade, Farhad |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:172 |
Page generated in 0.0237 seconds