Development of decentralized artificial intelligence algorithms for data processing on the Internet of Things based on graph databases
How to cite
Abstract
This article presents a comprehensive study on the development of decentralized artificial intelligence algorithms for data processing on the Internet of Things (IoT) using graph databases. The relevance of the work is determined by the growing volume of information generated by IoT devices and the need to create fault-tolerant systems capable of efficiently processing complex data relationships without centralized control. The Introduction section substantiates the problem of traditional centralized systems that are vulnerable to failures and maladaptive to scaling, which requires the use of decentralized approaches that integrate AI algorithms and graph structures. The developed methodology is described further in the "Methods" section.: the choice of a decentralized algorithm architecture, the use of graph databases to model connections between IoT devices, and the introduction of machine learning algorithms for predictive analysis and information flow processing. The experimental platform was simulation models of the IoT network, which provided verification of the operability of the proposed algorithms in real conditions. The "Results" section demonstrates that the proposed architecture provides a significant improvement in system parameters.: reducing response time, increasing fault tolerance, and optimizing the allocation of computing resources through a decentralized approach. The experiments have confirmed that the adaptation of AI algorithms to work with graph structures makes it possible to effectively identify hidden dependencies between devices, optimizing the processes of integration and data analysis. The "Discussion" section analyzes the advantages and limitations of the algorithms under study. The issues of scalability, security, and potential integration with existing distributed systems are discussed, which opens up prospects for further research in this area. The authors emphasize that the proposed approach contributes to the development of new models of device interaction in the Internet of Things, capable of adapting to dynamic changes in the network. Thus, the presented research makes a significant contribution to the development of IoT data processing technologies by providing reliable and scalable solutions capable of meeting the needs of modern distributed information systems.
Keywords
References
Андреева С.Л. Подготовка данных для решения задач управления средствами искусственного интеллекта // Конкурентоспособность территорий: мат. XIX Всеросс. экон. форума мол. уч-х и студ. В 8 ч. 2016. С. 49-51.
Бубнов А.А. Разработка универсальной гибридной системы интеллектуальной обработки данных на основе методов интеллектуального анализа данных с помощью нейросетей различных типов // Гагаринские чтения 2022: мат. Межд. науч. мол. конф. Т. XLVIII. М., 2022. С. 186-187.
Васильев А.Е., Донцова А.В., Мурго А.И. Алгоритмические подходы к повышению вычислительной производительности средств нечеткой обработки данных для встраиваемых интеллектуальных систем управления. В сб.: Вычислительные, измерительные и управляющие системы. СПб.: Министерство образования и науки Российской Федерации; Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2011. С. 59-62.
Вознесенский А.С. Разработка методов и алгоритмов обработки визуальных данных для интеллектуальных систем обработки информации. НИР: грант № СП-2089.2022.5. М.: Совет по грантам Президента Российской Федерации. 2022. 10 с.
Горбунов И.В. Создание комплекса инструментальных средств построения прикладных интеллектуальных систем на основе данных с применением нечетких правил и деревьев решений. НИР: грант № 16-37-60051. М.: Российский фонд фундаментальных исследований. 2016. 14 с.
Зиатдинов А.М. Применение системы искусственного интеллекта для анализа и распознавания графических данных // Севергеоэкотех-20136 мат. ХIV Межд. мол. науч. конф. В 5 ч. 2013. С. 152-154.
Калашников С.Н. Разработка информационно-обучающих систем с использованием искусственного интеллекта на основе алгебраического подхода к интеллектуальной обработке данных и знаний. НИР: грант № 19-37-90087. М.: Российский фонд фундаментальных исследований. 2019. 12 с.
Костоглотов А.А., Лазаренко С.В., Лященко З.В., Кириллов И.Е., Пугачев И.В. Синтез интеллектуальных алгоритмов обработки данных на основе метода структурной адаптации // Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте. Компьютерное и математическое моделирование (ИСУЖТ-2017): мат. VI Науч.-техн. конф. Под ред. В.Г. Матюхина, В.И. Строгонова. 2017. С. 88-91.
Микулич Л.И. Исследование методов автоматизированного построения когнитивно-графических форм представления данных в интеллектуальных информационных системах. НИР: грант № 96-01-00785. М: Российский фонд фундаментальных исследований. 1996. 15 с.
Морозов Д.А. Применение искусственного интеллекта в интернете вещей. // Информационные технологии: мат. 57-й Межд. науч. студ. конф. 2019. С. 147.
Мялова М.И., Пазин М.А. Разработка пользовательского интерфейса на основе Python для автоматического выбора алгоритма кластеризации данных. В сб.: Цифровые инфокоммуникационные технологии. Ростов н/Дону, 2021. С. 77-81.
Покровская И.В., Бауман Е.В., Гольдовская М.Д., Дорофеюк Ю.А. Алгоритмы интеллектуальной обработки качественных данных // Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD'2012): мат. VI Межд. конф. (ежегодный сборник). Под ред. С.Н. Васильева, А.Д. Цвиркуна. 2012. С. 304-312.
Пыркин А.А. Разработка методов прикладного искусственного интеллекта для робототехнических приложений с использованием геометрического подхода. НИР: грант № МД-3574.2022.4. М.: Совет по грантам Президента Российской Федерации. 2022. 8 с.
Сергушичева М.А., Сорокин С.И., Швецов А.Н. Инструментальный комплекс для проектирования распределенных интеллектуальных систем обработки данных // Научный сервис в сети Интернет: многоядерный компьютерный мир. 15 лет РФФИ: мат. Всеросс. науч. конф. М.: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Южный федеральный университет, Институт вычислительной математики РАН, 2007. С. 88-93.
Ситников Э.Р., Соколов А.Ю. Обработка графических данных при помощи искусственного интеллекта и построение математических моделей // Мировые научные исследования современности: возможности и перспективы развития: мат. XVI Межд. науч.-прак. конф. Ставрополь, 2022. С. 156-160
Metrics
License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.