Kooperation: Der Schlüssel zum Potenzial des Edge Computing

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Setareh Maghsudi
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 499449365

Die explosionsartige Nachfrage nach rechenintensiven Anwendungen wie Online-Spielen macht Edge-/Fog-Computing zu einem wesentlichen Bestandteil zukünftiger Netzwerke. Durch die Verlagerung der Berechnungen in die Nähe des Netzes werden Verzögerungen reduziert, die Ressourceneffizienz verbessert, der Backhaul-Verkehr gemindert und die Infrastrukturkosten gesenkt. Die raschen Fortschritte auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz und der drahtlosen Kommunikation von Gerät zu Gerät ermöglichen die Edge/Fog-Architektur als dichtes drahtloses Netzwerk, das aus intelligenten Einheiten besteht, die lernen, Entscheidungen treffen und kommunizieren können. Es ist bekannt, dass die Kooperation kognitiver Einheiten eine geschickte Aufteilung der Kosten, der Risiken und des Nutzens ermöglicht. Damit erschließt sie auch das wahre Potenzial des Edge Computing in Bezug auf Ressourceneffizienz (Selbstoptimierung), stabile dezentrale Steuerung (Selbstorganisation) und Nachhaltigkeit (Selbstdiagnose und Selbstheilung). Trotz ihres großen Potenzials ist die Umsetzung der Kooperation in drahtlosen Netzwerken mit erheblichen Hürden verbunden. Dazu gehören Informationsmangel, Heterogenität der Edge-/Fogknoten, Kommunikationsbeschränkungen und Zufälligkeit der entscheidenden Optimierungsparameter. In diesem Projekt konzentrieren wir uns auf drei wesentliche Herausforderungen im autonomen Edge/Fog-Computing-Paradigma: verteiltes Aufgabenmanagement, effizientes Ressourcen-Pooling und strategische Funktionsverteilung. Das Ziel ist es, diese Probleme trotz der oben genannten Beschränkungen in einem realen System durch die Entwicklung von Kooperationsmethoden zu lösen. Kurz gesagt, das Projekt schlägt eine Brücke zwischen der Theorie der Kooperation in Multiagentensystemen und den praktischen Aspekten der drahtlosen Kommunikation, um einige der wichtigsten Herausforderungen des Edge-Computing-Paradigmas zu bewältigen. Das Ergebnis sind recheneffiziente Entscheidungsfindungsmethoden, die die Effizienz und Produktivität der Edge-Computing-Technologie in Bezug auf wichtige Leistungskennzahlen wie Energieeffizienz und Reaktionsgeschwindigkeit verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen