Ученые разрабатывают революционный искусственный интеллект, сохраняющий конфиденциальность

Исследователи разработали инновационный метод машинного обучения, сохраняющий конфиденциальность, для геномных исследований, балансируя конфиденциальность данных с производительностью модели искусственного интеллекта.

Ученые разрабатывают революционный искусственный интеллект, сохраняющий конфиденциальность

Исследовательская группа KAUST разработала метод машинного обучения, который включает в себя набор алгоритмов, направленных на обеспечение конфиденциальности данных. Этот подход адресует основную проблему медицинских исследований, связанную с использованием искусственного интеллекта (ИИ) для анализа геномных данных без нарушения личной конфиденциальности.

Данные Omics часто содержат большое количество личной информации, такой как экспрессия генов и состав клеток, которая часто может быть связана с заболеваниями или состоянием здоровья человека. Модели искусственного интеллекта, обученные на этих данных, особенно модели глубокого обучения, могут удерживать личные данные о людях. Наша главная задача — найти оптимальный баланс между сохранением конфиденциальности и эффективностью модели.

Традиционный подход к обеспечению конфиденциальности данных заключается в шифровании. Однако для этого необходимо дешифровать данные для обучения, что требует значительных вычислительных ресурсов. Кроме того, обученная модель по-прежнему может содержать личную информацию, делая ее пригодной только для использования в безопасных средах.

Другой метод обеспечения конфиденциальности заключается в разбиении данных на более мелкие порции и обучении модели отдельно на каждой порции с использованием локальных алгоритмов обучения. Этот подход, известный как локальное или федеративное обучение, все же может привести к утечке личной информации в обученную модель. Метод дифференциальной конфиденциальности может быть использован для разделения данных таким образом, чтобы обеспечить конфиденциальность, но в результате создается "зашумленная" модель, что снижает ее полезность для точных исследований на основе генов.

Ведущий автор статьи и доктор философии Цзюэсяо Чжоу, сказал:

При использовании структуры дифференциальной конфиденциальности добавление устройства для перемешивания может улучшить производительность модели, сохраняя при этом тот же уровень конфиденциальности; однако предыдущий подход, основанный на централизованном тасовании, имеет серьезный недостаток в области безопасности, поскольку тасование может быть недобросовестным. Основным достижением нашего подхода является интеграция децентрализованного алгоритма перемешивания.

Он объясняет, что такой подход не только решает проблему доверия, но и обеспечивает лучший баланс между сохранением конфиденциальности и производительностью модели, обеспечивая при этом идеальную защиту конфиденциальности.

Команда продемонстрировала свой метод машинного обучения, сохраняющий конфиденциальность (называемый PPML-Omics), обучив три репрезентативные модели глубокого обучения трем сложным задачам, используя различные типы омиков. PPML-Omics не только создал оптимизированные модели с большей эффективностью, чем другие методы, но и продемонстрировал свою устойчивость к современным кибератакам.

Читайте также

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов

Цифровые двойники помогут наделить вагон-термос беспрецедентными свойствами

Цифровые двойники помогут наделить вагон-термос беспрецедентными свойствами

В МАИ научили дроны видеть препятствия и думать самостоятельно

В МАИ научили дроны видеть препятствия и думать самостоятельно

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Телескоп James Webb обнаружил возможный новый тип космических объектов — «звезду-черную дыру»

Телескоп James Webb обнаружил возможный новый тип космических объектов — «звезду-черную дыру»

Эмулятор PlayStation 5 впервые запустил Astro’s Playroom на Steam Deck

Эмулятор PlayStation 5 впервые запустил Astro’s Playroom на Steam Deck