Komplexný prehľad blockchainu v AI

AI a Blockchain sa v poslednom čase ukázali ako dve najprelomovejšie technické inovácie.

• Umelá inteligencia (AI): Umožňuje strojom a počítačom napodobňovať ľudské myslenie a procesy rozhodovania.
• Blockchain: Distribuovaná a nemenná účtovná kniha, ktorá bezpečne uchováva údaje a informácie decentralizovaným a dôveryhodným spôsobom.

Nedávno sa vedci ponorili do skúmania potenciálnych aplikácií týchto technológií v rôznych sektoroch. V tomto článku poskytneme stručný prehľad toho, ako možno blockchain integrovať s AI, čo je koncept, ktorý by sa dal označiť ako „decentralizovaná AI“. Poďme sa ponoriť.

Decentralizovaná AI: Úvod do blockchainu v AI

V poslednom desaťročí bol blockchain jednou z najviac medializovaných inovácií a začal naberať na sile, keď našiel uplatnenie v iných oblastiach. Od svojho založenia v roku 2008 sa neustále objavovala ako prevratná technológia, ktorá mala potenciál spôsobiť revolúciu v spôsobe, akým ukladáme alebo vymieňame údaje alebo informácie, a spôsob, akým sledujeme a sledujeme transakcie alebo ich automatizujeme. 

Jeden z najdiskutovanejších bodov blockchain je, že každá blockchain transakcia je podpísaná kryptograficky a ťažobné uzly, ktoré uchovávajú repliku celej účtovnej knihy zreťazeného bloku všetkých transakcií, overia každú takúto transakciu, čo vedie k vytvoreniu synchronizovaných, bezpečných a zdieľaných záznamov s časovou pečiatkou, ktoré nie je možné zmeniť. . V dôsledku toho môže byť blockchain efektívnou možnosťou, ako eliminovať požiadavku, aby centrálny orgán overoval a riadil transakcie a interakcie medzi používateľmi v sieti. 

Technický priemysel postupne produkuje a generuje obrovské množstvo údajov vďaka technickým inováciám, ako sú zariadenia IoT, smartfóny, sociálne médiá a webové aplikácie, ktoré významne prispeli k vzostupu AI, pretože systémy AI fungujú efektívne a efektívne. často využívajú veľké množstvo dát hlboké vzdelávanie a postupy strojového učenia na vykonávanie rôznych analýz. 

Dokonca aj dnes sa obrovské množstvo techník strojového učenia a hlbokého učenia pre modely AI spolieha na centralizovaný model, ktorý trénuje skupinu serverov, ktoré spúšťajú alebo trénujú konkrétny model podľa tréningových údajov, a potom overuje učenie pomocou validácie alebo tréningového súboru údajov. Vysoká požiadavka na efektívne trénovanie modelu AI je dôvodom, prečo veľké technologické organizácie a vývojové tímy často ukladajú veľké množstvo údajov, aby trénovali svoje modely pre čo najlepšie výsledky a výkon. 

Väčšina modelov a postupov AI je dnes centralizovaná a hoci centralizácia priniesla odvetviu AI veľa úspechov, centralizované ukladanie údajov pre modely AI má veľkú nevýhodu. Keď sú všetky údaje uložené centralizovaným spôsobom, zvyšuje sa možnosť manipulácie s údajmi alebo poškodenia údajov, pretože centralizované ukladanie údajov je vždy predmetom malvéru a útokov na kybernetickú bezpečnosť. Okrem toho pri práci s veľkým množstvom údajov je náročnou úlohou overiť pravosť a pôvod zdroja údajov nie je zaručený, čo môže viesť k nesprávnemu trénovaniu modelu, čo môže ďalej viesť k nechceným, nepresným a dokonca nebezpečným výsledky. 

Problémy s ukladaním údajov pre modely AI sú hlavným dôvodom používania blockchainu v AI a rozvoja decentralizovanej AI. Primárnym cieľom decentralizovanej AI je umožniť proces a vykonávať rozhodovanie alebo analýzy pomocou digitálne podpísaných, zabezpečených a dôveryhodných zdieľaných údajov, ktoré boli uložené a spravované v blockchain sieti decentralizovaným alebo distribuovaným spôsobom bez použitia externých tretích strán. zdrojov. 

Modely AI majú povesť, že často pracujú s veľkým množstvom údajov a vedci už predpovedali, že blockchain bude budúcnosťou ukladania údajov. Okrem toho má blockchain inteligentné zmluvy, ktoré umožňujú používateľom naprogramovať blockchainovú sieť tak, aby riadila transakcie medzi účastníkmi zapojenými do generovania alebo prístupu k údajom alebo rozhodovania. Autonómne aplikácie a stroje založené na blockchain smart kontraktoch sa môžu učiť a prispôsobovať zmenám v priebehu času a môžu tiež robiť presné a dôveryhodné rozhodnutia, výsledky overené a overené ťažobnými uzlami blockchainovej siete. 

Ako môže blockchain transformovať umelú inteligenciu?

Niekoľko nedostatkov priemyslu umelej inteligencie a blockchainu možno efektívne vyriešiť kombináciou oboch technických systémov. Blockchain funguje ako distribuovaná účtovná kniha, ktorá ukladá a prenáša dáta kryptograficky podpísanou metódou, ktorá je odsúhlasená a overená ťažobnými uzlami siete. Blockchainové siete uchovávajú údaje s vysokou odolnosťou a integritou, vďaka čomu je takmer nemožné s nimi manipulovať, čo je hlavný dôvod, prečo nemožno spochybniť výsledok algoritmov strojového učenia, keď sa rozhodujú pomocou inteligentných zmlúv blockchainu, a dá sa im dôverovať. Použitie blockchainových sietí s technológiami AI môže pomôcť pri vytváraní decentralizovaných, nemenných a bezpečných systémov pre vysoko citlivé údaje, ktoré môžu zhromažďovať, spracovávať a využívať aplikácie poháňané AI. Bezpečnosť a bezpečnosť, ktorú ponúka používanie blockchainu v AI, môže mať revolučné aplikácie v rôznych odvetviach, najmä v tých citlivejších, ako sú zdravotníctvo a nemocnice, financie, obrana a ďalšie. 

Nižšie sú uvedené niektoré z významných výhod integrácie AI a blockchainu. 

• Zvýšená bezpečnosť údajov

Hlavným dôvodom obrovskej popularity blockchainu je, že ponúka vysoko bezpečný a bezpečný spôsob ukladania informácií na webe. Blockchainy ponúkajú alternatívu na ukladanie citlivých a kritických informácií na disky, a to ukladaním digitálne podpísaných údajov, ku ktorým je možné pristupovať iba pomocou súkromných kľúčov. Používanie blockchainu na ukladanie údajov pre algoritmy AI teda umožňuje modelom AI pracovať s citlivými údajmi, čo vedie k presnejším a dôveryhodnejším informáciám. 

• Kolektívne rozhodovanie

V technickom ekosystéme musia zapojené aplikácie alebo nástroje pracovať vo vzájomnej koordinácii, aby sa cieľ dosiahol s maximálnou účinnosťou. Blockchain systémy ponúkajú decentralizované a distribuované riešenia pre rozhodovacie algoritmy, ktoré môžu nahradiť požiadavku na centrálnu autoritu. Odstránenie centrálnej autority umožní robotom diskutovať o probléme interne, hlasovať o akomkoľvek probléme a vyriešiť záležitosť väčšinou, kým sa nedohodne záver. 

• Zvýšená dôvera v robotické rozhodnutia

Blockchain ukladá údaje vysoko bezpečným spôsobom, ktorý nie je možné meniť, čím je zabezpečená kvalita údajov počas celého tréningového procesu. Výsledkom je, že model bude trénovať na vysoko presných údajoch, ktoré v konečnom dôsledku pomôžu zvýšiť presnosť režimu. 

• Vyššia účinnosť

Jedným z hlavných dôvodov, prečo sú obchodné procesy, ktoré často zahŕňajú viacerých používateľov, ako sú viacerí akcionári alebo zainteresované strany, vládne organizácie a obchodné firmy, často neefektívne, je početné schvaľovanie obchodných transakcií. Používanie blockchainu a inteligentných zmlúv umožní DAO alebo decentralizovaným autonómnym agentom, ktorí budú automaticky, efektívne a rýchlo overovať prenosy údajov alebo aktív medzi rôznymi zainteresovanými stranami. 

Taxonómia blockchainu v AI

V tejto časti budeme hovoriť o niektorých kľúčových konceptoch používaných pri aplikácii blockchainových technológií pre aplikácie AI, ktoré sú uvedené na obrázku nižšie. 

Decentralizované aplikácie AI

Súčasné aplikácie AI vo všeobecnosti fungujú autonómnym spôsobom na vykonávanie informovaných rozhodnutí pomocou rôznych stratégií plánovania, hľadania, optimalizácie, učenia, obnovy znalostí a riadenia. Decentralizácia aplikácií AI je však z mnohých dôvodov náročná a náročná úloha. 

• Autonómne počítanie

Jedným z hlavných cieľov aplikácií AI je umožniť čiastočne alebo úplne autonómne operácie, pri ktorých bude množstvo spravodajských agentov alebo malých počítačových programov vnímať a analyzovať svoje miestne prostredie, zachovávať svoje vnútorné stavy a podľa toho vykonávať špecifikované akcie.

• Optimalizácia

Jednou z hlavných vlastností aplikácií AI je ich potenciál robiť najefektívnejšie a najefektívnejšie rozhodnutia filtrovaním súboru ideálnych riešení spomedzi všetkých možných riešení, čo je možné vďaka optimalizácii algoritmov a modelov AI. Techniky optimalizácie Cieľom je nájsť najlepšie riešenie problému prevádzkou v obmedzenom alebo neobmedzenom prostredí v závislosti od úrovne systému a cieľov na úrovni aplikácie. Decentralizovaná optimalizácia bude mať za následok lepšiu efektivitu a zvýšený výkon. 

• Plánovanie

Aplikácie AI využívajú stratégie plánovania pri spolupráci s inými aplikáciami a systémami na riešenie zložitých problémov v nových alebo náročných prostrediach. Stratégie plánovania zohrávajú dôležitú úlohu pri udržiavaní odolnosti a účinnosti modelov AI. Použitie blockchainu na plánovanie stratégií môže viesť k navrhnutiu nemennejších a kritickejších stratégií používaných pre kritické systémy a strategické aplikácie. 

• Objavovanie znalostí a manažment znalostí

Aplikácie AI majú povesť práce s veľkým množstvom údajov a spoliehajú sa na centralizované systémy spracovania údajov. S využitím decentralizácie budú procesy objavovania znalostí a manažmentu znalostí schopné poskytovať personalizované znalostné vzorce, ktoré zohľadňujú potreby všetkých zainteresovaných strán. 

• Štúdium

V srdci aplikácií Ai sú učiace sa algoritmy, ktoré umožňujú proces objavovania vedomostí a automatizácie. Existujú rôzne druhy algoritmov učenia, ako je učenie pod dohľadom, učenie bez dozoru, učenie s čiastočným dohľadom, posilňovacie učenie, súbor, modely hlbokého učenia a mnoho ďalších, ktoré riešia rôzne problémy strojového učenia. Použitie decentralizovaných modelov učenia môže viesť k vysoko autonómnym vzdelávacím systémom, ktoré podporujú lokálnu inteligenciu v rôznych vertikálach v systémoch AI. 

Decentralizované operácie AI

Modely a algoritmy AI často trénujú, testujú a overujú na veľkom množstve údajov, aby sa mohli robiť lepšie a všestrannejšie rozhodnutia. Používanie riešení centralizovaného ukladania údajov, ako sú dátové centrá, cloudy a klastre, však predstavuje hlavnú prekážku pri vývoji vysoko bezpečných aplikácií AI, ktoré chránia súkromie svojich používateľov. Tu sú niektoré z najlepších implementácií blockchainu, ktoré môžu prijať mnohé aplikácie AI. 

• Decentralizované úložisko

Centralizované riešenia na ukladanie údajov sú veľmi citlivé, pokiaľ ide o bezpečnosť a súkromie, pretože tieto riešenia ukladania údajov zahŕňajú osobné a citlivé údaje používateľa spolu s jeho umiestnením, zdravotnými záznamami, aktivitami a finančnými informáciami. Blockchain ponúka decentralizované a kryptograficky bezpečné úložné riešenia v rámci zúčastnených aplikácií a sietí. Decentralizované riešenia ukladania údajov využívajú uzly a každý uzol v sieti uchováva šifrovanú kópiu databázy zameranú na klienta, aby sa zabezpečila dostupnosť údajov pre klientov. Klienti môžu voľne používať a ťažiť svoje údaje podľa svojich potrieb a požiadaviek. 

Dve z najbežnejších techník ukladania používaných v riešeniach decentralizovaného ukladania údajov sú Sharding a Swarming. Zdieľanie je proces, v ktorom vytvárate logické oddiely databáz známe ako „črepy”, kde je každému oddielu priradený jedinečný kľúč, ktorý možno použiť na prístup k oddielu. Na druhej strane, rojenie je metóda, ktorá využíva „Roje” na umožnenie paralelného prístupu k dátam z viacerých uzlov v sieti na zníženie latencie v aplikáciách AI, čo vedie k efektívnejšiemu a plynulejšiemu výkonu. Úlomky sú zoskupené, čo vedie k vytvoreniu zhromaždeného úložiska, ktoré je podporované v sieti skupinou uzlov vo forme rojov. 

Použitie decentralizovaných úložných riešení môže viesť k zvýšenej spoľahlivosti a škálovateľnosti úložného priestoru vďaka viacstranným geografickým distribúciám, ktoré ponúkajú decentralizované úložné riešenia. Niektoré z vznikajúcich decentralizovaných úložných riešení zahŕňajú Storj, Swarm, Sia, FileCoin, IPFS a ďalšie. 

• data management

Jednou z hlavných požiadaviek vývoja aplikácie AI je spravovať údaje tak, aby bolo možné zbierať vysoko presné, relevantné a úplné súbory údajov zo spoľahlivých a dôveryhodných zdrojov údajov. Aplikácie a algoritmy AI zvyčajne používajú centralizované metódy správy údajov, ako je segmentácia údajov, filtrácia údajov a ukladanie údajov s ohľadom na obsah, ktoré sa vykonávajú vo všetkých uzloch v sieti. V porovnaní s decentralizovaným ukladaním údajov, ktoré ponúkajú siete blockchain, sa centralizovanému spravovaniu údajov darí zle, pretože nielenže bude vysoká miera duplikácie údajov, aj keď sa v údajoch vykonajú len malé zmeny, ale vysoká bude aj potreba opakovane prenášať podobné súbory údajov. . 

Na druhej strane metódy decentralizovaného riadenia údajov boli navrhnuté tak, aby boli nasadené na úrovni uzlov v sieti s ohľadom na priestorové a časové atribúty v údajoch. Okrem toho, aby sa zachoval pôvod a bezpečnosť údajov, schémy decentralizovaného riadenia môžu umiestniť metadáta do blockchainu. 

Typy blockchainu pre aplikácie AI

Blockchain technológiu možno rozdeliť do dvoch kategórií: Povolené kde iba oprávnení používatelia majú prístup k blockchainovým aplikáciám v cloudových, konzorciálnych alebo súkromných nastaveniach a Bez dovolenia kde ktokoľvek môže verejne pristupovať k systémom pomocou internetu. 

• Verejné blockchainy

Verejný blockchain patrí do kategórie blockchainových sietí bez povolenia, kde majú používatelia slobodu stiahnuť si blockchainový kód do svojich systémov, upraviť kód a použiť kód podľa svojich vlastných potrieb a požiadaviek. Okrem toho sú verejné blockchainy často open source pre operácie čítania a zápisu a sú ľahko dostupné. Keďže verejné blockchainy sú prístupné každému, tieto systémy využívajú komplexné protokoly pre bezpečnosť a informácie o identite a transakčnom súkromí používateľov v sieti sa spravujú pomocou pseudonymných a anonymných údajov v sieti. Na prenos údajov a aktív používa každá verejná blockchain sieť natívne tokeny známe aj ako ukazovatele hodnoty alebo kryptomeny. 

• Súkromné ​​blockchainy

Na rozdiel od verejných blockchainov sú súkromné ​​blockchainové siete povolené systémy, ktoré spravuje jedna organizácia a sú navrhnuté ako systémy bez povolení, v ktorých sú používatelia alebo účastníci vždy známi v rámci siete a majú predbežné schválenie na operácie čítania a zápisu. sieť. Súkromné ​​blockchainy často ponúkajú vyššiu efektivitu, pretože identita návštevníkov je známa a sú vopred schválenými účastníkmi siete, aby sa eliminovala potreba zložitých algoritmov a matematických operácií na overenie akejkoľvek transakcie v sieti. Okrem toho môžu súkromné ​​blockchainové siete prenášať akýkoľvek druh aktív, hodnôt alebo pôvodných údajov v rámci siete. 

Rovnako ako vo verejných blockchainových sieťach sa schvaľovanie transakcie a prevody aktív v súkromnej blockchainovej sieti vykonáva viacstrannými konsenzuálnymi algoritmami alebo hlasovaním, ktoré nielenže umožňujú rýchlejšie transakcie, ale spotrebúvajú aj nízku energiu. Je prekvapujúce, že priemerný čas schválenia transakcie v súkromnej blockchainovej sieti je menej ako sekunda. 

• Konzorcium Blockchain Networks

Konzorcium Blockchains, tiež známe ako federované blockchainy, prevádzkuje skupina organizácií, kde sa skupiny vo všeobecnosti vytvárajú na základe spoločného záujmu týchto organizácií. Konzorciálne blockchainové siete vo všeobecnosti ponúkajú vládne organizácie a orgány, banky a tiež niektoré súkromné ​​blockchainové spoločnosti. 

Rovnako ako ich súkromní blockchain náprotivky, blockchainová sieť konzorcia funguje ako povolené systémy, hoci niekoľko používateľov v sieti má v sieti oprávnenia na čítanie aj zápis. Vo všeobecnosti majú všetci používatelia v blockchainovej sieti konzorcia prístup na čítanie, ale iba hŕstka jednotlivcov môže zapisovať údaje do siete. 

Decentralizovaná infraštruktúra pre aplikácie AI

Architektúry blockchainu tradične navrhovali vývojári ako lineárnu infraštruktúru pomocou kombinácie hashovacích stratégií a dátových štruktúr prepojených zoznamov. V poslednej dobe však vývojári pracujú na nelineárnych infraštruktúrach, ktoré využívajú informácie o radení a teóriu grafov na spracovanie veľkých dát a uspokojujú požiadavky aplikácií založených na AI v reálnom čase. 

Aplikácie AI s podporou blockchainu

Decentralizované ukladanie údajov a správa údajov s AI

Používanie Blockchainu s AI umožnilo vývojárom pracovať na vývoji stabilných systémov, ktoré podporujú interakciu rôznych technických inovácií, a tak poskytujú platformu pre bezpečnú a bezpečnú správu dát, prenos dát a ukladanie dát. Obrázok nižšie ukazuje kombinované funkcie technológií blockchain a AI pre medicínsky priemysel, ktoré zahŕňajú rôzne fázy, ako je analýza, diagnostika, validácia lekárskych objavov a správ a rozhodovanie v kritických prípadoch. 

V posledných rokoch boli hlavnými prioritami v odvetví AI a ML spracovanie veľkého množstva údajov, exponenciálne zvyšovanie výpočtového výkonu algoritmov a modelov a rastúca akceptácia prepojených systémov a aplikácií zo strany používateľov. Keďže umelé neurónové siete často vyžadujú veľké množstvo údajov a výpočtového výkonu na tréningové účely, je nevyhnutné vytvoriť výkonné dátové centrá na získavanie veľkých súborov údajov. Počas procesu auditu môžu byť blockchainové siete použité na ukladanie údajov a informácií o dotazoch pri dosiahnutí vyššej úrovne bezpečnosti a súkromia. Okrem toho integrácia technológií AI a Blockchain poskytne silný mechanizmus konsenzu, ktorý je nemenný, robustný a decentralizovaný. 

Decentralizovaná infraštruktúra pre AI

Zavedenie sieťovej infraštruktúry Blockchain pridalo k tradičným distribuovaným architektúram tri nové charakteristiky: decentralizované a zdieľané riadenie údajov a aktív, natívne výmeny aktív a nemenné auditné záznamy. Keď bola blockchainová infraštruktúra skombinovaná s technológiami AI, infraštruktúra poskytla používateľom nové dátové modely a ponúkla zdieľanú kontrolu nad modelmi AI a tréningovými dátami a zároveň zvýšila dôveryhodnosť dát. Na výrobu lepších a efektívnejších dátových modelov potrebujú modely AI prístup k veľkému množstvu údajov, ktoré poskytujú blockchainové siete. 

Decentralizované siete ako IPFS a Ethereum dokážu spracovať ukladanie dát a obrovské výpočtové zdroje, čím poskytujú záznamy bez manipulácie s vysokou úrovňou súkromia. Open source decentralizované platformy AI, ako je ChainIntel, majú za cieľ zbaviť sa monopolizácie služieb AI veľkými spoločnosťami. 

Decentralizované aplikácie AI

Kolektívne rozhodovanie a decentralizovaná inteligencia môžu mať množstvo aplikácií. Napríklad obrázok nižšie ukazuje vlastnosti a výhody kombinácie Blockchain s IoT a technológiami AI na zvýšenie výnosov na poľnohospodárskych poliach. Senzory internetu vecí dokážu monitorovať hladiny živín v pôde a zachytávať snímky, ktoré môžu pomôcť pri sledovaní rastu plodín v priebehu času. Umelá inteligencia môže využívať údaje získané zo senzorov internetu vecí na poskytovanie prediktívnej analýzy, ktorá umožňuje farmárom monitorovať rôzne podmienky. Použitie blockchainu zaisťuje, že každý používateľ v sieti má prístup k transakciám, čo pomáha znižovať čas strávený logistikou. 

Vyššie uvedený obrázok demonštruje systémy založené na blockchaine používané na bezpilotné automatizované inteligentné skúmanie morských dna. 

Vyššie uvedený obrázok ukazuje použitie Blockchainu a AI na finančné a bankové účely a ako môže blockchain a AI zlepšiť efektivitu, bezpečnosť a zabezpečenie finančného systému. 

záver

V tomto článku sme hovorili o aplikácii a prípadoch použitia blockchainu v AI. Článok poskytuje prehľad o decentralizovanom úložisku a o tom, ako môže byť blockchain kľúčom k riešeniu niekoľkých problémov s AI. Ďalej sme diskutovali aj o taxonómii blockchainu v AI a súvisiacich technológiách a porovnaní implementácií blockchainu z hľadiska typov a infraštruktúry blockchainu, decentralizovaných operácií AI a protokoly. Nakoniec diskutujeme o rôznych aplikáciách blockchainu v AI. 

Aby sme to zhrnuli, dalo by sa s istotou povedať, že implementácia blockchainu v AI má potenciál riešiť a vyriešiť existujúce problémy v odvetví AI súvisiace so súkromím používateľov, zabezpečenými orakulami, zabezpečenie inteligentných zmlúv, konsenzuálne protokoly, štandardizácia a riadenie.