Neuromorphic Event-Driven Semantic Communication in Microgrids

要約

高度な通信、コンピューティング、人工知能の間の相乗効果により、マイクログリッドにおける調整された運用と回復力の新しい方向性が明らかにされています。
一方で、ソース間の調整は、複数の場所で分散されたプライバシー重視の処理によって促進されますが、他方では、通信の信頼性の問題の中でもとりわけサイバー物理的攻撃につながる可能性のある、敵対者にとっての外来データ到着パスも作成されます。
層。
この長年の問題により、システムの制御パフォーマンスを最適化するために、電力線を介してコンバータ間で情報を交換する新しい固有の方法が必要になります。
この論文は、効率性とスケーラビリティの問題によって制限される既存の電力とデータの同時転送技術を超えて、各ノードでスパイキング ニューラル ネットワーク (SNN) を使用してコミュニケーション機能を埋め込むニューロモーフィック学習を提案します。
ノード間の電力交換。
スパイク信号で動作する従来のニューロモーフィック センサーとは対照的に、SNN のトレーニング用にスパース データを収集するイベント駆動型の選択プロセスを採用しています。
最後に、その何倍もの有効性と信頼性の高いパフォーマンスが、さまざまなマイクログリッド トポロジとコンポーネントを使用したシミュレーション条件下で検証され、パワー エレクトロニクスが主流のグリッドとマイクログリッドのセンス-アクチュエート-コンピューティング サイクルにおける新しい方向性が確立されます。

要約(オリジナル)

Synergies between advanced communications, computing and artificial intelligence are unraveling new directions of coordinated operation and resiliency in microgrids. On one hand, coordination among sources is facilitated by distributed, privacy-minded processing at multiple locations, whereas on the other hand, it also creates exogenous data arrival paths for adversaries that can lead to cyber-physical attacks amongst other reliability issues in the communication layer. This long-standing problem necessitates new intrinsic ways of exchanging information between converters through power lines to optimize the system’s control performance. Going beyond the existing power and data co-transfer technologies that are limited by efficiency and scalability concerns, this paper proposes neuromorphic learning to implant communicative features using spiking neural networks (SNNs) at each node, which is trained collaboratively in an online manner simply using the power exchanges between the nodes. As opposed to the conventional neuromorphic sensors that operate with spiking signals, we employ an event-driven selective process to collect sparse data for training of SNNs. Finally, its multi-fold effectiveness and reliable performance is validated under simulation conditions with different microgrid topologies and components to establish a new direction in the sense-actuate-compute cycle for power electronic dominated grids and microgrids.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google