ഫെഡറേറ്റഡ് ലേണിങ്: സ്വകാര്യ വിവരങ്ങൾ ചോർത്താതെ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ അറിവ് നേടുന്നത് എങ്ങനെ?

രഹസ്യങ്ങൾ പരസ്പരം പങ്കുവെക്കാതെ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ ഒന്നിച്ചു പഠിക്കുന്നത് എങ്ങനെ?

നിങ്ങളുടെ സ്മാർട്ട്‌ഫോണിൽ വാട്സാപ്പിലോ മെസ്സേജിലോ സുഹൃത്തുക്കളുടെ പേരുകളും മലയോര നാട്ടിൻപുറങ്ങളിലെ നാടൻ പ്രയോഗങ്ങളും നിങ്ങൾ ടൈപ്പ് ചെയ്യുമ്പോൾ, കീബോർഡ് ആ വാക്കുകൾ സ്വയം ഓർത്തു വെച്ച് അടുത്ത തവണ അക്ഷരങ്ങൾ തെറ്റാതെ കൃത്യമായി നിർദ്ദേശിക്കുന്നത് നിങ്ങൾ ശ്രദ്ധിച്ചിട്ടുണ്ടാകും. നിങ്ങളുടെ ബാങ്ക് പാസ്‌വേഡുകൾ, സ്വകാര്യ ചാറ്റുകൾ, പ്രിയപ്പെട്ടവരുടെ പേരുകൾ എന്നിവയൊന്നും കമ്പനികളുടെ വലിയ കേന്ദ്ര കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലേക്ക് (സെർവറുകൾ അഥവാ Central Servers) അയക്കാതെയാണ് കീബോർഡ് ഇത് പഠിച്ചെടുക്കുന്നത്. ഉപയോക്താവിന്റെ സ്വകാര്യ വിവരങ്ങൾ സ്വന്തം ഫോണിൽ തന്നെ ഭദ്രമായി സൂക്ഷിച്ചുകൊണ്ട്, അതേസമയം ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ഉപകരണങ്ങളെ ഒരേസമയം മിടുക്കുള്ളതാക്കി മാറ്റുന്ന ഈ അത്ഭുത വിദ്യയാണ് ഫെഡറേറ്റഡ് ലേണിങ് (Federated Learning).

പണ്ടുകാലത്ത് കമ്പ്യൂട്ടർ സ്വയംപഠന സംവിധാനങ്ങളെ (മെഷീൻ ലേണിംഗ് മോഡലുകൾ അഥവാ Machine Learning Models) പരിശീലിപ്പിക്കാൻ ആളുകളുടെ വ്യക്തിഗത വിവരങ്ങളും ശബ്ദസന്ദേശങ്ങളും വലിയ കേന്ദ്ര കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലേക്ക് (സെർവറുകൾ അഥവാ Servers) നേരിട്ട് അപ്‌ലോഡ് ചെയ്യണമായിരുന്നു. ഇത് സാധാരണക്കാരുടെ സ്വകാര്യതയ്ക്ക് വലിയൊരു സുരക്ഷാ ഭീഷണിയായിരുന്നു. എന്നാൽ ഫെഡറേറ്റഡ് ലേണിംഗിൽ കേന്ദ്ര കമ്പ്യൂട്ടർ ഒരു അടിസ്ഥാന എഐ മോഡൽ നിങ്ങളുടെ ഫോണിലേക്ക് അയച്ചുതരുന്നു. രാത്രിയിൽ ഫോൺ ചാർജ്ജിലിരിക്കുമ്പോഴും വൈഫൈ കണക്റ്റഡായിരിക്കുമ്പോഴും, ഫോൺ സ്വന്തം നിലയിൽ ആ വിവരങ്ങൾ പരിശീലിച്ച് മോഡലിനെ കൂടുതൽ സ്മാർട്ടാക്കുന്നു. തുടർന്ന് ഫോണിലെ സ്വകാര്യ രേഖകൾ തൊടാതെ, പഠിച്ച പാഠത്തിന്റെ ചെറിയൊരു ഗണിത സംഗ്രഹം (മാത്തമാറ്റിക്കൽ മോഡൽ അപ്‌ഡേറ്റ് അഥവാ Model Weights) മാത്രം രഹസ്യ കോഡുകളാക്കി മാറ്റി (എൻക്രിപ്റ്റ് ചെയ്ത് അഥവാ Encrypted) കേന്ദ്ര സെർവറിലേക്ക് തിരിച്ചയക്കുന്നു. കമ്പനി ഈ സംഗ്രഹങ്ങൾ കോടിക്കണക്കിന് ഫോണുകളിൽ നിന്ന് ഒരുമിച്ച് കൂട്ടി പ്രധാന സോഫ്റ്റ്‌വെയർ അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്യുന്നു.

നാട്ടിൻപുറങ്ങളിലെ ബേക്കറിക്കാരും പങ്കുവെച്ച രഹസ്യക്കൂട്ടും തമ്മിലുള്ള സാദൃശ്യം

ഈ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയ എളുപ്പത്തിൽ ഗ്രഹിക്കാൻ കേരളത്തിലെ വിവിധ ഗ്രാമങ്ങളിലുള്ള നൂറ് പ്രശസ്ത ബേക്കറികളെ സങ്കൽപ്പിക്കുക. ഓരോ ബേക്കറിക്കാരനും ഏറ്റവും സ്വാദിഷ്ടമായ കേക്കുകളും പലഹാരങ്ങളും ഉണ്ടാക്കാൻ തലമുറകളായി കാത്തുസൂക്ഷിക്കുന്ന സ്വന്തമായ ചില രഹസ്യക്കൂട്ടുകളുണ്ട്. എന്നാൽ ആരും തങ്ങളുടെ കുടുംബ രഹസ്യങ്ങൾ മറ്റുള്ളവർക്ക് മുന്നിൽ പരസ്യപ്പെടുത്താൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നില്ല.

എല്ലാ ബേക്കറികൾക്കും കൂടി നാടിനാകെ പ്രിയങ്കരമായ മികച്ചൊരു കേക്ക് ഉണ്ടാക്കണമെന്ന് ആഗ്രഹമുണ്ടായി. ഇതിനായി ഒരു പ്രധാന കോർഡിനേറ്റർ ഒരു അടിസ്ഥാന കേക്ക് റെസിപ്പി എല്ലാവർക്കും അയച്ചു കൊടുത്തു. ഓരോ ബേക്കറിക്കാരനും സ്വന്തം അടുക്കളയിൽ വെച്ച് തങ്ങളുടെ രഹസ്യ ചേരുവകൾ ചേർത്ത് അത് പരീക്ഷിച്ച് നോക്കി. ഒരാൾ പത്ത് മിനിറ്റ് കൂടുതൽ വേവിച്ചാൽ പഞ്ഞിപോലെയാകും എന്ന് കണ്ടെത്തി, മറ്റൊരാൾ തീ അല്പം കുറച്ചാൽ സ്വാദ് കൂടും എന്ന് മനസ്സിലാക്കി. ആരും തങ്ങളുടെ സ്വന്തം ചേരുവകൾ പുറത്തു പറഞ്ഞില്ല; പത്ത് മിനിറ്റ് കൂടുതൽ വേവിക്കണം എന്ന ചെറിയ സാങ്കേതിക നിർദ്ദേശം മാത്രം അവർ പ്രധാനയാൾക്ക് അയച്ചു കൊടുത്തു.

പ്രധാന കോർഡിനേറ്റർ ഈ നൂറ് ബേക്കറികളിൽ നിന്നും വന്ന വിലപ്പെട്ട നിർദ്ദേശങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് വിശകലനം ചെയ്ത്, ഏറ്റവും മികച്ച പുതിയൊരു റെസിപ്പി തയ്യാറാക്കി എല്ലാവർക്കും പങ്കുവെച്ചു. ഇപ്പോൾ ആരുടെയും അടുക്കള രഹസ്യങ്ങൾ പുറത്തുപോയില്ല, എന്നാൽ എല്ലാവരുടെയും കേക്കിന്റെ ഗുണനിലവാരം ഏറ്റവും മികച്ചതായി മാറുകയും ചെയ്തു. നമ്മുടെ മൊബൈൽ ഫോണുകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നതും ഇതേ സുരക്ഷിതമായ കൂട്ടായ്മയിലാണ്.

ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ ഫെഡറേറ്റഡ് ലേണിങ് എവിടെയൊക്കെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു?

നമ്മുടെ സ്വകാര്യ ഡാറ്റ ഉപകരണങ്ങളിൽ തന്നെ ഭദ്രമാക്കി വെച്ചുകൊണ്ട് സാങ്കേതികവിദ്യ കൂടുതൽ സ്മാർട്ടാകുന്ന ചില പ്രധാന മേഖലകൾ ഇവയാണ്:

• മൊബൈൽ കീബോർഡുകളിലെ അടുത്ത വാക്ക് പ്രവചനം: നിങ്ങൾ പതിവായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രാദേശിക ശൈലികൾ സ്വന്തം ഫോണിൽ മാത്രം പഠിച്ച് വേഗത്തിൽ ടൈപ്പ് ചെയ്യാൻ കീബോർഡ് നിങ്ങളെ സഹായിക്കുന്നത്.
• ആശുപത്രികളിലെ സംയുക്ത മെഡിക്കൽ ഗവേഷണങ്ങൾ: രോഗികളുടെ വ്യക്തിഗത ചികിത്സാ രേഖകൾ പുറത്തുവിടാതെ വിവിധ ആശുപത്രികൾ രോഗലക്ഷണങ്ങളുടെ പൊതുമാതൃകകൾ മാത്രം പരസ്പരം പങ്കുവെച്ച് പുതിയ മരുന്നുകൾ കണ്ടെത്തുന്നത്.
• ശബ്ദം കേട്ട് സഹായിക്കുന്ന ഫോൺ സംവിധാനങ്ങൾ (വോയ്‌സ് അസിസ്റ്റന്റുകൾ അഥവാ Voice Assistants): നിങ്ങളുടെ വീട്ടിലെ സംഭാഷണങ്ങൾ ഇന്റർനെറ്റിലെ വിദൂര കമ്പ്യൂട്ടറുകളിലേക്ക് (ക്ലൗഡ് അഥവാ Cloud) അയക്കാതെ പ്രാദേശിക ഉച്ചാരണങ്ങൾ ഫോൺ സ്വന്തമായി പഠിച്ച് ശബ്ദ നിർദ്ദേശങ്ങൾ കൂടുതൽ കൃത്യമാക്കുന്നത്.
• സ്മാർട്ട്‌ഫോണുകളുടെ ബാറ്ററി സംരക്ഷണം: ഉപയോക്താവ് ഏത് സമയത്താണ് ഏത് ആപ്പുകൾ കൂടുതൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്ന് ഫോണിൽ തന്നെ വിശകലനം ചെയ്ത് ബാറ്ററി ചാർജ്ജ് ലാഭിക്കുന്നത്.

ഭാവിയിലെ വിവര സുരക്ഷയ്ക്കായി നാം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട കാര്യങ്ങൾ

ഡാറ്റ സ്വന്തം ഉപകരണത്തിൽ തന്നെ നിലനിൽക്കുന്നത് ശക്തമായ സുരക്ഷ ഉറപ്പുനൽകുന്നു. ഈ സാങ്കേതിക സൗകര്യം ഫലപ്രദമായി വിനിയോഗിക്കാൻ താഴെ പറയുന്ന കാര്യങ്ങൾ ഓർക്കുക:

• വിവരങ്ങൾ പുറത്തുവിടാതെ സ്വന്തം ഫോണിൽ തന്നെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന സംവിധാനങ്ങൾ (ഓൺ-ഡിവൈസ് പ്രോസസ്സിംഗ് അഥവാ On-Device Processing) പിന്തുണയ്ക്കുന്ന ആപ്പുകൾ ഉപയോഗിക്കുക: സ്വകാര്യ വിവരങ്ങൾ സെർവറുകളിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകാതെ ഉപകരണത്തിൽ തന്നെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന വിശ്വസനീയമായ ആപ്പുകൾക്ക് മുൻഗണന നൽകുക.
• വൈഫൈയും ചാർജ്ജിംഗും ഉള്ളപ്പോൾ സിസ്റ്റം അപ്‌ഡേറ്റുകൾ നൽകുക: ഫെഡറേറ്റഡ് ലേണിങ് സാധാരണയായി രാത്രിയിൽ ഫോൺ ചാർജ്ജിലിരിക്കുമ്പോൾ മാത്രം പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനാൽ ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന വേഗതയെ ഇത് ബാധിക്കില്ല.
• ആപ്പുകളുടെ സ്വകാര്യതാ സുരക്ഷാ അനുമതികൾ (പ്രൈവസി പെർമിഷനുകൾ അഥവാ Privacy Permissions) പരിശോധിക്കുക: ടൈപ്പ് ചെയ്യുന്ന വിവരങ്ങളും ലൊക്കേഷനും ഇന്റർനെറ്റിലേക്ക് അയക്കുന്നുണ്ടോ അതോ ഉപകരണത്തിൽ മാത്രം സൂക്ഷിക്കുന്നുണ്ടോ എന്ന് സെറ്റിങ്സിൽ ഉറപ്പുവരുത്തുക.

വ്യക്തിഗത വിവരങ്ങൾ സ്വന്തം വീട്ടിൽ തന്നെ സുരക്ഷിതമായിരിക്കണം എന്നത് ഡിജിറ്റൽ യുഗത്തിലെ ഓരോ പൗരന്റെയും മൗലിക അവകാശമാണ്. വിവരങ്ങൾ കേന്ദ്രീകൃതമായി ചോർത്താതെ അറിവുകൾ കൂട്ടായി വികസിപ്പിക്കുന്ന ഇത്തരം സുരക്ഷിത സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഭാവിയുടെ വലിയ വാഗ്ദാനമാണ്. സ്വകാര്യതയും സാങ്കേതിക മുന്നേറ്റവും കൈകോർത്തു പോകുമ്പോഴാണ് മനുഷ്യന് ഡിജിറ്റൽ ലോകത്ത് യഥാർത്ഥ സ്വാതന്ത്ര്യം അനുഭവപ്പെടുന്നത്.