Autonomiser les petites et moyennes entreprises grâce à la synergie de l'IA et de la blockchain

Par Yan Pang

La capacité d'utiliser efficacement la technologie de l'IA est jusqu'à présent restée du ressort des grandes entreprises, avec leur accès à d'énormes quantités de données. N'y a-t-il pas un moyen pour que les petites et moyennes entreprises puissent également réaliser le potentiel de l'IA ? Yan Pang pense qu'il y a, et ici il explique comment.

Dans tous les secteurs, L'intelligence artificielle (IA) change la façon dont les grandes entreprises font des affaires. Cependant, les petites et moyennes entreprises (PME) n'ont pas pu profiter des dividendes du développement rapide des technologies de l'IA, en raison du manque de données et de talent. Cet article traite des défis auxquels les PME sont confrontées à l'ère de l'IA et propose un cadre de collaboration pour un marché de l'IA ouvert. Le cadre garantit l'utilisation éthique des données dans un marché ouvert de l'IA et responsabilise les PME grâce à la synergie de l'IA et de la blockchain. Avec ce cadre, Les PME peuvent potentiellement surmonter les défis des données et des talents, et bénéficiez grandement du développement rapide des technologies de l'IA et de la blockchain.

1. Introduction

Dans la dernière décennie, nous avons assisté à l'essor remarquable de l'intelligence artificielle (IA). La technologie a eu un impact profond dans de nombreux domaines de notre vie quotidienne - de la recommandation de produits aux clients sur les plateformes de commerce électronique, à détecter la fraude et le risque dans les transactions par carte de crédit, à l'optimisation des flux de trafic dans les systèmes de transport, à fournir une aide à la décision aux médecins dans les hôpitaux. L'IA est déjà devenue la priorité absolue de nombreuses grandes entreprises en tant que catalyseur de la transformation numérique des industries. Dans tous les secteurs, L'IA change la façon dont les grandes entreprises font des affaires et crée une valeur commerciale énorme pour elles. Selon Alibaba, leur chatbot alimenté par l'IA peut comprendre plus de 90 % des requêtes des clients et sert plus de 3,5 millions d'utilisateurs par jour [1]. Google rapporte qu'un système de recommandation d'IA a déjà permis de réaliser des économies d'énergie constantes d'environ 30 % en moyenne pour les centres de données hautement optimisés de Google [2]. Afin d'intégrer l'IA dans les opérations de l'entreprise et d'avoir un réel impact commercial, il y a deux éléments fondamentaux, c'est à dire., modèle et données. Des techniques de modélisation sont utilisées pour transformer les exigences commerciales du monde réel en modèles d'IA mathématiques adaptés à l'analyse scientifique. Les données sont utilisées pour entraîner ces modèles d'IA, afin qu'ils puissent faire des prédictions précises sur la base de nouvelles données (Figure 1). Alors que les techniques de modélisation sont toujours vitales dans la construction de solutions d'IA [3], les données deviennent de plus en plus critiques dans les performances des solutions d'IA modernes basées sur les données. Michele et Eric [4] ont présenté une étude des effets de la taille des données sur les performances des modèles d'apprentissage automatique pour la désambiguïsation en langage naturel. Il a montré que les performances de différentes techniques d'apprentissage automatique pouvaient bénéficier de manière significative de grands ensembles de données d'entraînement. Avec de petites données (par exemple, taille des données de 10 ⁵ ), le meilleur modèle est environ x pour cent meilleur que le pire modèle, alors que l'amélioration des performances générée par les mégadonnées (par exemple, taille des données de 10 ⁹ ) est y%>>x% (Figure 2). De la même manière, Gabriel et Michael [5] ont démontré que davantage de données l'emportaient sur des algorithmes plus intelligents en comparant des informations mutuelles ponctuelles avec une analyse sémantique latente.

De ces études, il est clair que les données sont essentielles pour les entreprises afin de mettre en œuvre des solutions d'IA pour améliorer leurs activités. Cependant, les données les plus précieuses sont actuellement contrôlées par les grandes entreprises, par exemple., Google, Facebook, Alibaba, Tencent, etc. C'est pourquoi la plupart des réussites bien connues de l'IA sont venues de ces grandes entreprises au cours des dix dernières années. Bien que ces grandes entreprises apportent des contributions substantielles à l'introduction de solutions d'IA dans notre vie quotidienne, de plus en plus de personnes se posent une question importante :comment les petites et moyennes entreprises (PME) peuvent-elles également bénéficier du développement rapide des technologies de l'IA ? Nous savons tous que les PME jouent un rôle crucial dans la plupart des économies, notamment dans les pays en développement. Selon un récent rapport de la Banque mondiale [6], Les PME représentent la majorité des entreprises dans le monde et sont des contributeurs essentiels à la création d'emplois et au développement économique mondial. Ils représentent environ 90 pour cent des entreprises et plus de 50 pour cent des emplois dans le monde. Actuellement, Les PME n'ont pas pu profiter des dividendes de l'IA, en raison du manque de données et de talent. Les PME ne disposent généralement pas d'un grand volume de données par rapport aux grandes entreprises. Outre, il leur est difficile d'attirer des experts en IA, en raison de la concurrence intense pour les talents de l'IA. Avec toutes ces contraintes, les PME ont-elles encore de bonnes chances de concurrencer les grandes entreprises à l'ère de l'IA, comme ils l'ont fait à l'ère d'Internet ? Il y a vingt ans, de nombreuses PME innovantes, par exemple., Alibaba, Google et Facebook, s'est rapidement démarqué de la concurrence des grandes entreprises et a grandi pour devenir des géants de la technologie à l'ère d'Internet. Les PME peuvent-elles reproduire les mêmes réussites à l'ère de l'IA ? C'est un grand point d'interrogation. Pour que les PME émergent à l'ère de l'IA, les défis des données et des talents doivent être relevés. Récemment, blockchain, un pair à pair, technologie de réseau décentralisé, est devenu une solution prometteuse pour surmonter ces défis.

2. La technologie Blockchain permet aux PME à l'ère de l'IA

La technologie Blockchain peut potentiellement être utilisée pour construire une collaboration, marché ouvert de l'IA [7] pour les PME. Par ce moyen, Les PME peuvent collaborer efficacement pour surmonter les défis en matière de données et de talents, et développer des solutions d'IA réussies.

2.1. Concepts clés de la blockchain et marché de l'IA ouvert

Les blocs de construction fondamentaux de la blockchain comprennent un réseau décentralisé, un algorithme de consensus, cryptographie et un contrat intelligent. Tous ces éléments jouent un rôle essentiel dans la construction d'un marché ouvert de l'IA pour les PME.

Réseau décentralisé

Une blockchain est un registre ouvert d'informations collectées via un réseau peer-to-peer décentralisé situé au-dessus d'Internet. Les réseaux peer-to-peer sont des systèmes participatifs qui résistent au contrôle d'un seul superpuissance centralisée. Les participants établissent des règles convenues qui évoluent en fonction du besoin ou de la complexité. En distribuant le pouvoir et la valeur à travers un monde, réseau décentralisé, l'échange d'informations et de valeur peut devenir plus efficace, équitable et ouvert. Les blockchains ne sont contrôlées par aucune autorité centrale mais par l'ensemble du réseau des participants, qui établissent les règles de participation et choisissent de faire évoluer le système selon le consensus. Cela les rend résistants à la censure et intrinsèquement plus élastiques que la plupart des autres mécanismes de prise de décision pour de grands groupes de participants. En utilisant la technologie blockchain, Les PME peuvent travailler ensemble et construire un réseau collaboratif pour différents participants afin de contribuer à des cas d'utilisation commerciale, données et modèles d'IA. Ce réseau collaboratif n'est contrôlé par aucune organisation centralisée, mais profite à l'ensemble de l'écosystème des PME.

Algorithme de consensus

Un protocole de consensus est une procédure par laquelle tous les pairs du réseau décentralisé blockchain parviennent à un accord commun sur l'état actuel du grand livre ouvert. De cette façon, les protocoles de consensus assurent la fiabilité du réseau blockchain et établissent la confiance entre des pairs inconnus dans un environnement informatique distribué. Essentiellement, le protocole de consensus garantit que chaque nouveau bloc ajouté à la blockchain est la seule version de la vérité acceptée par tous les nœuds actifs du réseau. Du point de vue des données, les protocoles de consensus décideront :1) qui a le pouvoir d'ajouter un nouveau bloc de données sur la blockchain; et 2) quelles données sont incluses dans le nouveau bloc [8]. Les protocoles de consensus garantissent que les données de la blockchain sont cohérentes dans les différents nœuds et réduisent le risque de transactions de données contrefaites. Cela améliore considérablement la qualité des données, ce qui est essentiel pour créer des solutions d'IA réussies.

Cryptographie

Les blockchains utilisent deux types d'algorithmes cryptographiques, c'est à dire., algorithmes à clé asymétrique et fonctions de hachage. Les principaux domaines d'application des algorithmes à clé asymétrique dans la blockchain sont la gestion des clés publiques-privées et les signatures numériques. Les signatures numériques assurent l'intégrité du processus de transaction sur les blockchains. Ils sont facilement vérifiables et ne peuvent pas être corrompus, ce qui garantit que la blockchain est valide et que les données sont vérifiées et correctes. Les fonctions de hachage sont utilisées pour fournir la fonctionnalité d'une vue unique de la blockchain à chaque participant et rendre le bloc de données inviolable. Une fois qu'un nouveau bloc de données est ajouté à la blockchain, la valeur de hachage, c'est à dire., une chaîne de caractères unique, de cet enregistrement de bloc est généré à l'aide de fonctions de hachage, par exemple., SHA (algorithme de hachage sécurisé)-256. En raison de la propriété de résistance aux collisions des fonctions de hachage, si quelque chose à l'intérieur d'un bloc change, même juste un changement à un chiffre, le bloc obtiendra une valeur de hachage complètement différente [9]. Les technologies de cryptographie sont au cœur de la blockchain, rendre les données de la blockchain immuables et fiables. Aussi, La confidentialité et la confidentialité des données peuvent être bien protégées sur les blockchains utilisant les technologies de cryptographie. Tous ces éléments sont essentiels à la construction d'une plate-forme d'IA collaborative et ouverte pour les PME.

Contrat intelligent

Les contrats intelligents sont des lignes de code informatique qui sont stockées sur une blockchain et s'exécutent automatiquement lorsque les termes et conditions prédéterminés sont remplis. Ce sont des programmes qui s'exécutent tels qu'ils ont été configurés pour être exécutés par les développeurs au niveau le plus élémentaire. Les avantages des contrats intelligents sont les plus évidents dans les collaborations commerciales, dans lequel ils sont généralement utilisés pour faire respecter certains accords, afin que tous les participants puissent être certains du résultat sans l'intervention d'un intermédiaire [10]. Grâce aux contrats intelligents, les technologies blockchain peuvent potentiellement faciliter la coordination décentralisée et l'alignement des incitations à une échelle qui ne les structures descendantes le pouvaient auparavant. Coordonner des groupes de participants sans confiance sur le réseau de blockchain décentralisé et les amener à se comporter de manière productive et pacifique peut être réalisé à l'aide de contrats intelligents. Dans un marché de l'IA ouvert, nous pouvons créer un mécanisme incitatif équitable sur les contrats intelligents. Il garantit que tous les participants à la blockchain, par exemple., contributeur de données, contributeur et validateur du modèle, peuvent recevoir des récompenses équitables si leurs contributions conduisent à une valeur commerciale réelle.

2.2. L'éthique des données au grand jour Marché de l'IA

Bien que les grandes entreprises contrôlent la plupart des données, Les PME et les consommateurs sont les créateurs de ces données. Dans un marché de l'IA ouvert, éthique des données, qui concerne la manière dont les données sont collectées et utilisées, est cruciale. Un marché de l'IA ouvert et florissant devrait être soumis à une norme éthique plus élevée qui crée des valeurs commerciales parallèlement aux exigences des lois et réglementations. L'éthique des données peut, donc, combler le fossé entre les exigences légales et la création de valeur commerciale. En réalité, l'utilisation éthique des données est un bon sens commercial pour que les PME collaborent sur le marché ouvert de l'IA. Une utilisation respectueuse et équitable des données peut améliorer la réputation de l'entreprise et renforcer la confiance du marché. Lorsque le marché ouvert de l'IA garantit que les données personnelles sont utilisées de manière éthique grâce aux technologies blockchain, les individus auront une plus grande confiance dans la protection de leurs données. À son tour, la confiance des clients grandira et deviendra un avantage concurrentiel pour le marché ouvert de l'IA.

Technologie blockchain, intentionnellement, offre une solution fiable de collecte de données, échange et analyse. Dans un réseau décentralisé blockchain, les pairs partagent l'accès à un grand livre ouvert, qui sert de confiance, base de données à ajout uniquement et la source unique de données transactionnelles. Les algorithmes de consensus garantissent que seules les données approuvées par la majorité des nœuds homologues seront ajoutées à la blockchain. Les échanges de données sur la blockchain sont bien protégés par les technologies cryptographiques et les smart contracts. Les politiques d'éthique peuvent également être mises en œuvre sous forme de contrats intelligents dans la blockchain. Que les données soient biaisées ou que les modèles d'IA répondent aux exigences éthiques peuvent être ajoutés au grand livre ouvert de la blockchain. Par conséquent, les nœuds homologues de la blockchain sauront si les données et les modèles répondent aux exigences éthiques, et décidez s'il faut créer des solutions d'IA en plus de cela.

3. Un cadre proposé Pour un marché de l'IA ouvert

La section 2 décrit comment la blockchain peut aider à créer un marché collaboratif et ouvert de l'IA pour les PME. Un cadre détaillé est proposé dans cette section grâce à la synergie des technologies de l'IA et de la blockchain (Figure 3). Dans le cadre Internet actuel, bien que les PME et les consommateurs soient les créateurs de la majorité des précieuses données Internet, les grandes entreprises tirent la majeure partie de la valeur commerciale générée par ces données. Il n'existe aucun mécanisme efficace pour restituer la valeur commerciale aux véritables créateurs de données. Avec les technologies blockchain, Les PME et les consommateurs peuvent potentiellement devenir les véritables propriétaires de leurs données et profiter de la valeur commerciale créée en utilisant leurs propres données. Une autonomie, La plate-forme de données ouvertes peut être construite à l'aide des technologies blockchain. Des modèles d'incitation appropriés peuvent être conçus à l'aide de contrats intelligents pour encourager les propriétaires de données à partager des données sur ce cadre. Par conséquent, la puissance de l'IA n'est plus contrôlée uniquement par les grandes entreprises, mais profite aux PME.

Dans le projet de collaboration, cadre d'IA ouvert, il existe cinq types de participants différents :1) les initiateurs de tâches d'IA, 2) des traducteurs modèles, 3) contributeurs de données, 4) contributeurs de modèles et 5) validateurs de modèles. Chaque participant est totalement autonome et responsable de son propre comportement individuel. Les initiateurs de tâches d'IA sont généralement des PME. Bien que les PME n'aient pas l'expertise et les données pour construire et former les modèles d'IA, ils ont généralement une compréhension approfondie des affaires. Ils peuvent identifier des cas d'utilisation précieux de l'IA qui génèrent potentiellement d'énormes valeurs commerciales. Les initiateurs de tâches d'IA décriront les tâches d'IA en utilisant le langage des affaires, par exemple., contexte et objectifs de l'entreprise, et définir les engagements de compensation financière. Certains modèles de tâches métier d'IA peuvent être fournis dans le cadre collaboratif pour aider les initiateurs de tâches PME à expliquer plus précisément les tâches métier d'IA. Ces tâches d'IA seront automatiquement regroupées dans des contrats intelligents et publiées sur le réseau de blockchain décentralisé.

Une fois les tâches d'IA publiées, les nœuds de traduction du modèle sur le réseau blockchain recevront les exigences métier. Ils transformeront ensuite ces exigences métier en exigences techniques du modèle d'IA, par exemple., des données d'entrée, critères d'évaluation du modèle, des données de sortie, etc. Ces exigences techniques du modèle d'IA seront ensuite diffusées sur le réseau blockchain à l'aide de contrats intelligents. La relation correspondante entre les tâches commerciales d'IA d'origine et les exigences techniques du modèle sera définie dans les contrats intelligents.

Une fois les exigences techniques du modèle d'IA définies, les nœuds décentralisés du réseau blockchain sauront quels types de données sont requis par la tâche d'IA. Certains nœuds peuvent contenir des données pertinentes pour l'entraînement du modèle d'IA. Ces contributeurs potentiels de données peuvent évaluer les engagements de compensation financière définis dans le contrat intelligent et décider s'ils participent à cette tâche d'IA. S'ils choisissent de contribuer à la tâche d'IA, ils peuvent partager leur jeu de données via un stockage décentralisé (DS), tels que le système de fichiers interplanétaire (IPFS) [11]. Ces données partagées seront bien protégées à l'aide de DS et de techniques de cryptographie. Par conséquent, les droits et les intérêts des contributeurs de données peuvent être bien protégés. Avec des exigences commerciales claires, les exigences techniques et les jeux de données partagés, les contributeurs de modèles peuvent créer et former des modèles d'IA appropriés. Les contributeurs du modèle forment les modèles d'IA localement pour une tâche donnée en utilisant soit un actif de données local, soit les données partagées par les contributeurs de données associés. Après avoir entraîné avec succès le modèle d'IA local selon les critères définis par le traducteur de modèle via des contrats intelligents, comme un score de précision supérieur à 90 %, les contributeurs du modèle annoncent l'exhaustivité de la formation et partagent le modèle d'IA avec le réseau blockchain via le DS. Les technologies d'apprentissage fédéré (FL) [12] peuvent être utilisées à ce stade pour créer des modèles d'IA haute performance pour les tâches, tout en protégeant la confidentialité des données.

Les validateurs de modèles disponibles sont sélectionnés par le réseau blockchain à l'aide de protocoles de consensus appropriés [13] pour vérifier les contributions des modèles d'apprentissage formés localement. La vérification est effectuée selon les critères définis par les traducteurs modèles via des smart contracts, par exemple si la précision peut être améliorée après la fusion du modèle revendiqué. Le vote majoritaire parmi les validateurs du modèle est utilisé pour déterminer la contribution des contributeurs du modèle correspondants. L'initiateur de la tâche d'IA est informé de la conclusion du vote à la majorité. Si cette conclusion est positive, la transaction du modèle d'IA vérifié et formé localement, aussi appelé modèle privé, s'établit entre l'initiateur de la tâche IA et les contributeurs associés, c'est à dire., traducteur de modèle, contributeur de données, contributeur de modèle et validateur de modèle. Par conséquent, ces contributeurs reçoivent une compensation financière et l'initiateur de la tâche d'IA obtient l'accès au modèle d'IA dans IPFS. En outre, les validateurs de modèles impliqués dans la tâche sont également récompensés par les initiateurs pour leur effort. Une fois la fenêtre de temps attribuée à la tâche IA terminée, l'initiateur de l'application fusionne tous les modèles privés vérifiés reçus pour obtenir le métamodèle qui sera appliqué pour traiter la tâche d'IA.

Dans ce cadre, un nœud du réseau blockchain peut participer au rôle de traducteur de modèle, contributeur de données, contributeur de modèle et validateur de modèle en même temps. Cependant, ces différents rôles seront généralement remplis par des nœuds différents. Les contrats intelligents jouent un rôle essentiel dans l'ensemble du cadre pour créer un modèle d'incitation équitable pour tous les participants. Il définira les récompenses que les différents contributeurs peuvent obtenir si les applications d'IA créent réellement des valeurs commerciales. En raison de la propriété immuable du contrat intelligent blockchain, les contributeurs sont très motivés à travailler ensemble et à apporter des contributions.

4. Conclusion et Travail futur

Bien que l'IA ait changé la façon dont les grandes entreprises fonctionnent aujourd'hui et ait eu des impacts profonds et étendus sur leurs activités, la plupart des PME ne peuvent toujours pas bénéficier du développement rapide des technologies de l'IA. Cet article traite des principaux défis auxquels les PME sont confrontées à l'ère de l'IA, c'est à dire., le manque de données et de talent. Afin de surmonter ces défis, cet article propose de tirer parti des technologies blockchain pour construire un environnement collaboratif, marché ouvert de l'IA. Un cadre de collaboration détaillé des marchés ouverts de l'IA est proposé pour autonomiser les PME à l'ère de l'IA. Ce cadre garantit l'utilisation éthique des données dans le développement de solutions d'IA. Différents acteurs du marché ouvert de l'IA, c'est à dire., Initiateur de tâche IA, traducteur de modèle, contributeur de données, contributeur de modèle et validateur de modèle, peuvent collaborer efficacement pour créer des solutions d'IA réussies pour les PME. Tous les participants peuvent recevoir une juste compensation financière pour leurs contributions en définissant le mécanisme d'incitation à l'aide de contrats intelligents sur la blockchain. A travers ce cadre, la puissance de l'IA n'est pas contrôlée par les grandes entreprises mais profite à un grand nombre de PME.

L'IA et la blockchain ont encore un long chemin à parcourir, et davantage de recherches doivent être menées pour libérer pleinement le potentiel de la synergie de l'IA et de la blockchain [14]. À l'avenir, nous pouvons explorer davantage comment concevoir et mettre en œuvre un cadre similaire dans les domaines de l'éthique de l'IA [15] et de l'IA explicable [16]. En outre, l'intégration de l'informatique de pointe dans un cadre similaire est également un domaine de recherche émergent et important pour fournir des solutions d'IA inclusives aux PME [17].