I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n  ( I J RA)   Vo l.  14 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 25 ,   p p .   5 9 1 ~ 6 0 1   I SS N:  2722 - 2 5 8 6 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /i jr a . v 14 i 4 . pp 5 9 1 - 601           591       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij r a . ia esco r e. co m   SH IE LD:   S ecu rit y  bas ed hybrid a u tono mo us deep le a rning   network  for lo a d  ba la ncing  in  clo u d       L o g a   P riy a da rsh ini   K a t hirma la iy a n ,   Nit hy a   M uthu   C e n t r e   f o r   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   & D a t a   S c i e n c e   ( C A I D S ) ,   D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   V i n a y a k a   M i ss i o n   K i r u p a n a n d a   V a r i y a r   E n g i n e e r i n g   C o l l e g e ,   V i n a y a k a   M i ssi o n   R e se a r c h   F o u n d a t i o n   ( D U ) ,   S a l e m,  Ta m i l   N a d u ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   6 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Au g   8 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  2 2 ,   2 0 2 5       Lo a d   b a lan c in g   in   th e   in te rn e t  o f  th in g s  ( Io T)  e n h a n c e s   th e   e ffi c i e n c y   o f  th e   sy st e m   b y   d y n a m ic a l ly   a ll o c a ti n g   ta sk s   a c ro s s  d e v ic e s  a n d   c lo u d   re so u r c e s.   Ho w e v e r,   ta sk   s c h e d u li n g   stru g g les   with   u n p re d ic tab l e   t a sk s,   s c a lab il it y ,   se c u r it y   ri sk s ,   a n d   u n a u th o ri z e d   a c c e s s  c o n t ro l.   To   o v e r c o m e   th e s e   li m it a ti o n s ,   a   n o v e l  s e c u rit y - b a s e d   h y b rid   a u to n o m o u s  d e e p   lea rn in g   n e two rk   fo r   lo a d   b a l a n c in g   in   c lo u d   (S HI EL D )  fr a m e wo rk   h a s   b e e n   p ro p o se d   fo r  se c u r e   t a sk   s c h e d u li n g   in   c lo u d   re so u r c e s.  In it ia ll y ,   th e   d a t a   re c e iv e d   fro m   th e   Io T  d e v ic e s  i s  p a s s e d   u n d e r  c e rt a in   se c u r it y   c o n str a in t s  t o   e n su re   th e   a u th e n ti c it y   o f   th e   d a t a .   Th e s e   p riv a c y - p re s e rv e d   d a t a   a r e   fe d   t o   th e   t a sk   s c h e d u li n g   m o d u le ,   wh i c h   i s  e m p lo y e d   b y   th e   d u a l  D L  Ne two rk   to   g e n e ra te   a   s c h e d u l e   fo r   r e so u r c e   m a n a g e m e n t .   F in a ll y ,   c lo u d   r e so u rc e s   e m p lo y   o p ti m a l  a ll o c a t io n   o f  t a sk s  b a s e d   o n   th e   g e n e r a t e d   s c h e d u le  to   e n su re   s e c u r e   lo a d   b a l a n c in g .   Th e   p ro p o s e d   fr a m e wo rk   is   s i m u l a t e d   b y   u sin g   Clo u d   S i m u l a to r  7 G   (Cl o u d S im7 G).  Th e   S HI EL D  fr a m e wo rk   i s   a s s e s s e d   b y   su c h   m e tri c s,  in c lu d in g   a c c u r a c y ,   r e c a l l,   p r e c isio n ,   F1 - s c o r e ,   a n d   sp e c ifi c i ty .   In   c o m p a r iso n ,   t h e   p ro p o s e d   S HIEL D  f r a m e wo r k   a c h i e v e s   a   p r iv a c y   o v e rh e a d   o f  1 4 %   o u tp e rfo r m s   th e   e x i stin g   QO D A - L B,   Be st - KFF ,   SPSO - TCS ,   a n d   VMM IS D  t e c h n iq u e s  b y   a c h i e v in g   1 0 % ,   1 1 % ,   1 2 % ,   a n d   1 3 %   re sp e c ti v e ly .   K ey w o r d s :   Gate d   r ec u r r e n t n eu r al  n etwo r k   I n ter n et  o f   T h in g s   L o ad   b alan ci n g   R ec u r r en t n eu r al  n etwo r k   Secu r ity   co n s tr ain ts   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   L o g a  Priy ad a r s h in i K ath ir m al aiy an   Vin ay a k a   Miss i o n   Ki r u p an an d a   V ar iy ar   E n g i n e e r i n g   C o lle g e ,   V in a y a k a   Miss io n   R ese ar c h   Fo u n d a ti o n   ( DU )   Salem ,   T am il Na d u ,   I n d ia     E m ail:  k av ip r iy as1 3 @ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n ter n et  o f   t h in g s   ( I o T )   an d   clo u d   co m p u tin g   ( C C )   h av e  r ev o lu tio n ized   d ata  p r o ce s s in g   an d   r eso u r ce   m an ag em en t   en ab lin g   th e  co n v en ien t  o p er atio n   o f   lin k ed   d e v ices  [ 1 ] ,   [ 2 ] .   R ea l - tim e  p r o ce s s in g   an d   ef f icien t   task   s ch ed u lin g   a r e  n ec ess ar y   b ec au s e  o f   th e  e n o r m o u s   v o lu m es  o f   d ata  g en e r ated   th r o u g h   I o T   d e v ices  [ 3 ] ,   [ 4 ] .   Ad ap tiv e   lo ad   b alan cin g   in   s u ch   s y s tem s   en s u r es  o p tim al  r eso u r ce   u tili za tio n   an d   p r e v en ts   s er v ice   in ter r u p tio n s   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   Ho wev e r ,   with   th e  s u r g e  in   d ata  ex ch an g e  an d   task   s ch ed u lin g   b etwe en   I o T   d ev ices a n d   clo u d   e n v ir o n m en ts   s ec u r ity   v u ln er ab ilit ies  h av e   escalate d   m ak in g   it  im p e r ativ e  to   ad o p t   s ec u r e  m ec h an is m s   th at  s af eg u ar d   task   e x ec u tio n   wh ile  m ain tain in g   s y s tem   p er f o r m an ce   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   Secu r e  task   s ch ed u lin g   in   I o T - clo u d   s y s tem s   ty p ically   in v o lv es  th e  im p lem en tatio n   o f   cr y p to g r ap h ic  tech n iq u es,  an o m aly   d etec tio n   m ec h an is m s ,   an d   in tellig en t   d ec is io n - m a k in g   f r am ewo r k s   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   Ad d itio n ally ,   l ev er ag in g   m ac h i n e  lear n in g   ( ML )   m o d els  f o r   d y n am ic  th r ea t  d etec tio n   a n d   ad ap tiv e  s ch ed u lin g   f u r th e r   en h an ce s   s y s tem   r esil ien ce   ag ain s t  p o ten tial  attac k s   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   Sev er al  e x is tin g   task   s ch ed u lin g   tech n i q u es  s u ch   as  h eu r is tic - b ased ,   m etah eu r is tic,   an d   r u le - b ased   alg o r ith m s   h av e   b ee n   d ev elo p e d   to   o p tim ize  r eso u r c e  allo ca tio n   in   I o T - clo u d   s y s tem s .   Ap p r o ac h es  s u ch   as  an t  co l o n y   o p tim iza tio n   ( AC O) ,   an d   f ir s t - co m e - f ir s t - s er v e  ( FC FS )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   14 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 25 :   5 9 1 - 6 0 1   592   Sch ed u lin g   f o cu s   o n   m in im iz in g   ex ec u tio n   tim e  an d   e n er g y   co n s u m p tio n   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   W h ile  th ese  m o d els   ad d r ess   v ar io u s   p er f o r m an ce   m etr ics  th eir   lack   o f   b u ilt - in   s ec u r ity   f ea tu r es  o f ten   ex p o s es  I o T - clo u d   s y s tem s   to   v u ln er ab ilit ies  [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   E n h an cin g   th ese  tech n iq u es with   s ec u r e  lo ad - b alan ci n g   m ea s u r es is   a  cr u cial  s tep   to war d   r eliab le  I o T - clo u d   in te g r atio n   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .    T ask   s ch ed u lin g   an d   r eso u r c e  allo ca tio n   in   I o T   s y s tem s   h av e  d r awn   th e   atten tio n   o f   n u m er o u s   ac ad em ics  in   r ec e n t  y ea r s .   T h is   s ec tio n   f o c u s es  o n   d y n am ic  lo ad   b alan cin g   th at  c o m p iles   th e  r elev a n t  r esear ch   in   th ese  f ield s .   I n   2 0 2 2 ,   L atch o u m i  an d   Par th ib a n   [ 1 9 ]   s u g g ested   b y   u s in g   th e  q u asi - o p p o s itio n al  b ased   lear n in g   p r in cip le,   a  Q ODA - L B   tech n iq u e  ca n   b e   a p p lied   to   b o o s t  th e  d r ag o n f ly   alg o r ith m ' s   ( DA)   ty p ical  co n v er g en ce   r ate.   T h e  s u g g ested   QODA - L B   tech n iq u e  co m p u tes  an   o b jectiv e   f u n ctio n   b ased   o n   ex ec u tio n   tim e  an d   ex ec u tio n   co s t.  I n   2 0 2 2 ,   Fath alla  et  a l.   [ 2 0 ]   s u g g ested   an   Allo ca tio n   o f   r eso u r ce s   f o r   C C   s y s tem s   b y   em p lo y in g   a  m u lti - g o al  s tr ateg y .   Pre em p tio n   tim es,  av er ag e  waitin g   tim es  f o r   ad v an ce d   r eser v atio n s ,   lease  p r e - em p ti o n ,   an d   en er g y   u s ag e  ar e   a ll  d ec r ea s ed   b y   th e  b est - KFF  tech n iq u e  wh ile  o p tim izin g   th e  PMs'  u s e  o f   r eso u r ce s .   I n   2 0 2 3 ,   Dev i  et  a l.   [ 2 1 ]   s u g g ested   Utilizin g   a  d ee p   lo ad   b alan ce r   with   im p r o v e d   s ec u r ity   an d   C L OUD  lo ad   b alan cin g   to   s to r e  d ata  f o r   th e   I o T .   T h e  s u g g e s ted   DL B   ap p r o ac h   ac h iev es  b etter   s ca lab ilit y ,   co s t  ef f icien cy ,   an d   en h an ce d   s ec u r ity   f o r   ef f icien t  lo ad   b alan cin g .   I n   2 0 2 3 ,   Sab a   et  a l.   [ 2 2 ]   s u g g ested   C lo u d - ed g e  lo ad   b alan cin g   f o r   in te r n et  o f   ev er y t h in g   ( I o E )   ap p licatio n s   b ased   o n   d is tr ib u ted   s war m   in tellig en ce .   T h e  s u g g ested   ap p r o ac h   l o wer s   n etwo r k   co s t,  en d - to - e n d   laten cy ,   s u cc ess   r ate,   an d   e n er g y   u s ag e  b y   2 0 %,  1 7 %,  an d   1 9 %,  r esp ec tiv ely .     I n   2 0 2 3 ,   A g h ap o u r   et   a l.   [ 2 3 ]   s u g g ested   allo ca tin g   r eso u r ce s   an d   u n lo ad in g   task s   th r o u g h   d ee p   r ein f o r ce m e n t  lear n in g   ( DR L ) .   T h e  s u g g ested   m eth o d ' s   av er ag e  p o we r   co n s u m p tio n   a n d   laten cy   v al u e  ar e  9 2 %,  1 7 %,  an d   1 2 %,  r esp ec tiv ely .   I n   2 0 2 4 ,   Me n a k a  an d   Ku m ar   [ 2 4 ]   s u g g ested   th e  lo ad   b alan cin g   s tr ateg y   in   C C   is   s u p p o r tiv e  p ar ticle  s wa r m   o p tim izatio n   with   tim e - c o n s cio u s   s ch ed u lin g   ( SP SO - T C S).   T h e  SP SO - T C S   m eth o d   u s es  T C S  an d   SP SO  to   s h o r ten   th e   m ak e - s p a n   ti m e  an d   ac h ie v e  in itial  l o ad   b alan ce .   I n   2 0 2 4 ,   B r ah m am   an d   An an d   [ 2 5 ]   s u g g ested   a  r o b u s t  v i r tu al  m a ch in e  lo ad   b alan cin g   p ar a d ig m .   VM   m ig r atio n   ef f icien cy   in c r ea s ed   b y   2 . 5 % ,   p r o jecte d   tim e  l o wer ed   b y   9 . 5 %,  an d   c o m p u tatio n al  co m p l ex ity   d ec r ea s ed   b y   8 . 3 %  with   th e   aid   o f   th e   p r o p o s ed   VM MI SD.  T h er ef o r e ,   o n e   o f   th e  p r im ar y   s h o r tc o m in g s   o f   ex is tin g   ap p r o ac h es  is   th e  r eq u ir em en t  f o r   lo ad   b alan cin g   s tr ateg ie s   an d   r eso u r ce   allo ca tio n   t h at  co n s id er   b o t h   task   r eq u ir em e n ts   an d   d esti n atio n   n o d e  ca p ab ilit ies.    T o   o v er co m e  th ese  is s u es,   a  n o v el  s ec u r ity - b ased   h y b r id   au t o n o m o u s   d ee p   lear n in g   n etwo r k   f o r   lo a d   b alan cin g   in   clo u d   ( SHI E L D)   f r am ewo r k   h as  b ee n   p r o p o s e d   to   d e v elo p   a  s ec u r ity - b ased   task   s ch ed u lin g   in   I o T   d ev ices  f o r   p r eser v in g   t h e   s en s itiv e  in f o r m atio n   f r o m   u n au th o r ize d   ac ce s s   an d   m itig a te  r is k s   f r o m   cy b er   th r ea ts   am o n g   th e  n etwo r k .   T h e  k ey   g o als  o f   th e  SHI E L D  f r am ewo r k   ar e  d escr ib ed   as  f o llo ws:   T h e  aim   o f   th is   SHI E L D  f r am ewo r k   is   to   d ev elo p   an   e f f icien t  f r am ewo r k   f o r   r o b u s t  lo ad   b alan ci n g   in   I o T   en v ir o n m en ts   b y   in co r p o r atin g   s ec u r ity   an d   p r iv ac y - b ased   m ea s u r es  with   ad v an ce d   h y b r id ized   d u al  d ee p   lear n in g   ( DL )   n etwo r k s .   T h e  SHI E L D  f r am ewo r k   p r o v i d es  s u b s tan tial  d a ta  s ec u r ity   b y   s ev er al   s ec u r it y   co n ce r n s   s u ch   as  d ata  co n f id e n tiality ,   ac ce s s   co n tr o l,  d ata  in te g r ity ,   an o m aly   d etec tio n ,   an d   d ata  av ailab ilit y   to   en s u r e  t h at  th e   I o T   d ata  is   r esil ien t  to   th r ea ts .   T h e  h y b r id ized   d u al  r ec u r r e n t  n eu r al  n etwo r k   ( HDRNN)   p r o ce s s es  th e  task s   b ased   o n   p r i o r ity   a n d   t h e  g ate d   r ec u r r en t   n eu r al   n etwo r k   ( G R U)   r ec o g n izes  th e   d ep e n d en cies  b etwe en   task s   to   co n t r ib u te  t o   a   p r ec is e  tas k   s ch ed u le .   A   s ec u r ed   lo ad   b alan cin g   an d   ef f icien t   r eso u r ce   m an a g em en t   is   f ac ilit ated   b y   clo u d   r eso u r ce s   b ased   o n   th e  s ch e d u le  g en e r at ed   b y   th e  HDRNN  f o r   o p tim a l  task   ex ec u tio n   in   I o T   en v ir o n m e n ts .   T h e  r em ain in g   s ec tio n s   o f   th e  r esear ch   is   g iv en   as f o llo ws:   Sectio n   2   p r esen ts   th e  SHI E L D   Fra m ewo r k .   Sectio n   3   d escr ib es  th e  ex p er im en tal  r esu lts   o f   th e  SHI E L D  f r am ewo r k .   Sectio n   4   p r esen ts   th e   d is cu s s io n   o f   th e  r esear ch   an d   s ec tio n   5   co n clu d es th e  r esear ch   with   f u tu r e  en h a n ce m en t.       2.   T H E   SH I E L D  M E T H O DO L O G Y   I n   th is   s ec tio n ,   a  n o v el  Secu r ity   b ased   h y b r id   au to n o m o u s   d ee p   lear n in g   n etwo r k   f o r   lo a d   b alan cin g   in   clo u d   ( SHI E L D)   f r am ew o r k   h as  b ee n   p r o p o s ed   to   d ev elo p   a  p r iv ac y - b ased   task   s ch e d u lin g   in   I o T   d ev ices   u s in g   d u al  DL   n etwo r k s .   I n itia lly ,   r aw   d ata  s u ch   as task   d ata,   r eso u r ce   d ata,   task   co n s tr ain ts ,   I o T   en v i r o n m e n t  in f o r m atio n ,   an d   h is to r ical  d ata  ar e  g ath er ed   f r o m   th e  I o T   d ev ices  f o r   d y n a m ic  task   s ch ed u lin g .   A  ze r o - tr u s t   s ec u r ity   m o d u le  is   in teg r ated   to   v er if ies  ev er y   in p u t  d ata  th r o u g h   r ea l - tim e  ev alu atio n s   an d   co n tex t - awa r e   p o licies  th at  d etec t  ad v er s ar ial  attac k s .   T h ese  v er if ied   d ata  ar e  f ed   to   s ev er al  s ec u r ity   co n s tr ain ts   s u ch   as  d ata  co n f id en tiality ,   ac ce s s   co n tr o l ,   d ata  in te g r ity ,   a n o m aly   d ete ctio n ,   an d   d ata   av ailab ilit y   f o r   d ata  v er if icatio n .   T h ese  v er if ied   an d   s ec u r ed   d a ta  alo n g   with   p r iv ac y   f ea tu r es   ar e  f ed   to   th e  HDRNN   f o r   task   s ch ed u lin g .   T h e   HDRNN  g en er ates  a  s ch ed u le  b y   p r o ce s s in g   th e  task s   b ased   o n   p r io r ity   th r o u g h   R NN  an d   th e  GR U  n etwo r k   r ec o g n izes  th e   d ep e n d en cies   b etwe en   task s .   T h e   SHAP  m eth o d   p r o ce s s es  th e  s ch ed u lin g   d ec is io n   f r o m   HDRNN  an d   ass ig n s   an   im p o r tan ce   s co r e  to   ea c h   task   a cc o r d in g   to   th e  task   f ea tu r es  f o r   th e  f in al  task   s ch ed u le.   L I ME   p r o v id es   a  tas k   s p ec if ic  e x p lan atio n   an d   e n s u r es  th at  t h e  h i g h - p r io r ity   an d   s en s itiv e  task s   ar e   h an d led   co r r ec tly   with o u t  p r i o r itizin g   th e  u n au th o r ized   task s .   Fin ally ,   th e  clo u d   r eso u r c es  allo ca te  th e  ta s k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         S HI E LD:   S ec u r ity  b a s ed   h yb r id   a u to n o mo u s   d ee p   lea r n in g   n etw o r k  …   ( Lo g a   P r iya d a r s h i n i Ka th ir ma la iya n )   593   b ased   o n   th e  s ch ed u le  g en e r ated   b y   th e  HDRNN  to   b alan ce   th e  lo ad   s ec u r ely   with   o p tim al  r eso u r ce   u tili za tio n .   T h e  b l o ck   d ia g r am   o f   th e  d ev elo p e d   SHI E L D  m o d el  is   r ep r esen ted   in   Fig u r e  1 .           Fig u r e  1 .   Pro p o s ed   SHI E L D  f r am ewo r k       2 . 1 .     Z er o - t rus t   m ec ha nis m   T h e  d iv er s e  ty p es  o f   d ata  ar e   g ath er ed   f r o m   th e  I o T   d ev ic es  wh ich   s h o u ld   co n tain   s u c h   s ec u r ity   r is k s .   T h e  in p u t  d ata  f r o m   th e   I o T   d e v ices  ar e  ca teg o r ize d   i n to   task   d ata,   r eso u r ce   d ata,   task   co n s tr ain ts ,   I o T   co n tex tu al  d ata,   task   f ea tu r es,   an d   h is to r ical  d ata   wh ich   co n s is t  o f   an   o p er atio n al  en v ir o n m en t  a n d   r eso u r ce   d em an d s .   T h e  ze r o - tr u s t  m o d u le  is   an   ad v an ce d   a n d   co n ti n u o u s   s ec u r ity   m ec h a n is m   th at  v er if ies  ev er y   in p u t  d ata  th r o u g h   r ea l - tim e  ev al u a tio n s   an d   co n tex t - awa r e  p o lic ies.  T h ese  ze r o - tr u s t  r o b u s t  s ec u r ity   m ec h an is m   v er if ies  th e  d ata  an d   d etec ts   th e  b lack - b o x   ad v er s ar ial  attac k s   in clu d in g   m o d el  ev asio n ,   m o d el  ex tr ac tio n ,   an d   p o is o n in g   attem p ts   f o r   ef f icie n t  th r ea t  m itig atio n   also   to   en s u r e  s ec u r e   an d   v er if ie d   lo ad   b alan cin g   am o n g   th e   clo u d   n etwo r k .     2. 2 .   P riv a cy   ba s ed  f ea t ures   T h e  in p u t  d ata  g ath er ed   f r o m   th e  I o T   d e v ices   n ee d s   to   b e  v er if ied   if   th e  task ' s   s ec u r ity   le v el  is   less   th an   th at  o f   th e   u n ass ig n ed   task .   T h e  s ec u r e d   task s   ar e  ex tr ac ted   f r o m   th e  i n p u t  d ata  b y   v alid atin g   ce r tai n   s ec u r ity   co n s tr ain ts   s u ch   as  ac ce s s   co n tr o l,  co n f id en tial ity ,   an o m aly   d etec tio n ,   a n d   d ata  av ailab ilit y .   Mo r eo v er ,   if   t h e  s ec u r ity   co n s tr ain ts   ar e  ev alu ated   a n d   th e   o b tain ed   s o lu tio n   is   in f ea s ib le  th en   th e   task   is   r ep r esen ted   as a n   u n s ec u r e d   ta s k   wh ich   will a ls o   b e  f ilter ed .   Priv ac y - b ased   f ilter in g   is   g iv e n   in   Alg o r ith m   1 .     Alg o r ith m   1 : Pr iv ac y   b ased   f ilter in g   Input: Security constraint of tasks    Output: Privacy Based Features   1. for    =   1   to N do   2.    for    =   1   to  | |   do   3.         ←   random (),     ←   random ()   4.      if  (  ( ( ) ) <  ( ) )   do    5.        = − 1   6.      end if   7.    end for    8.    while  (  (  ) >  )   do    9.      for each tc  ∈   CP do   10.        . [ .  ] ←   ( ) , . [ .  ] ←   ( )   11.      end for   12.    end while   13. end for     T h ese  s ec u r ed   d ata  alo n g   with   ce r tain   p r iv ac y   f ea tu r es  ar e  f ed   to   h y b r id ized   d u al  n e u r al  n etwo r k   f o r   s ec u r e   task   s ch ed u lin g .     2 . 2 .   T a s k   s cheduli ng   v ia   H DRNN   T h ese  v er if ied   d ata  alo n g   wit h   p r iv ac y   f ea tu r es  ar e  f ed   to   th e  HDRNN   wh ich   co m b in es  r ec u r r en t   n eu r al  n etwo r k   an d   g ate d   r e cu r r en t  n e u r al  n etwo r k   f o r   t ask   s ch ed u lin g .   T h e  SHI E L D  m eth o d o lo g y   f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   14 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 25 :   5 9 1 - 6 0 1   594   s ch ed u lin g   th e  s ec u r e d   d ata  u tili zin g   R NN,   Den s e,   an d   GR U  lay er s .   T h e  ar ch itectu r al  c o n f ig u r atio n   o f   th e   HDRNN i s   s h o wn   in   Fig u r e  2 .   T h e  ℎ   an d     d eter m in es th e  h id d en   s tate  an d   in p u t .   A  h id d e n   s tate  h _ t  an d   a n   in p u t  x _ t f r o m   th e   p r e v io u s   tim e   s tep   ar e   u s ed   b y   th e  R NN  to   cr e ate  a  n ew   ℎ + 1   an d   an   o u tp u t    at  ea ch   tim e  s tep   t.  E q u atio n s   ( 1 )   th r o u g h   ( 2 )   lis t th e  s tep s .       ℎ + 1 = ( ℎ ∗ + ℎℎ ∗ ℎ + )       ( 1 )     = ( ℎ ∗ ℎ + 1 + )                                  ( 2 )     H er e ,   ℎ ,  ℎℎ ,   an d   ℎ   en s u r es th e  i n p u t   to   h id d e n ,   h id d en   to   h id d e n ,   a n d   h id d en   to   o u tp u t w eig h t m a tr ices   ar e  d is tin g u is h ed   b y   th ei r   clas s if icatio n .   I n   th is   ca s e,     an d     ar e  b iass ed   ter m s .   T h e   h id d e n   la y er   em p lo y s   ,  an d   th e  o u tp u t la y er   u s es  .   I t is co n n ec ted   to   th e  d en s e  lay er   b y   ea ch   n eu r o n   f r o m   th e   p r ec e d in g   lev els.           Fig u r e  2 .   Ar c h itectu r e  o f   HDRNN       E q u atio n   ( 3 )   d escr ib es   th e  R e L U  o f   th e  d en s e  lay e r ,   a n d   th e  ( 4 )   d is p lay s   th e  p r ed icted   o u tco m e  o f   th e  d en s e  lay er .   W h er e    is   b ia s ed ,     is   th e  in p u t  o f   th e  d en s e  lay er ,   an d   ℎ   is   th e  we ig h t  m atr ix .   T h e  g atin g   m eth o d   allo ws th e  GR U  an d   R NN  to   s elec t u p d ate  o r   ig n o r e  d ata  f r o m   th e  p r ec ed in g   tim e   s tep .     ( ) =  ( 0 , )                             ( 3 )     ℎ = ( ℎ ∗ + )                              ( 4 )     T h e  r eset  a n d   u p d ate   g ates  a r e  th e  two   g ates  in   th e   GR U  th at  r eg u late   th e  f lo w  o f   i n f o r m atio n .   T h e   GR U ' s   o u tp u t  is   tr an s f o r m ed   in to   a  p r o b ab ilit y   d is tr ib u tio n   ac r o s s   all  p o ten tial  o u tp u ts   u s in g   th e  So f tMa x   ac tiv atio n   f u n ctio n .   E q u atio n   ( 5 ) – ( 8 )   p r o v id es  a  m ath em at ical  r ep r esen tatio n   o f   th e  GR U  o p er atio n s .    ,  ℎ ,   ,  ℎ ,  ℎ ,   an d   ℎℎ   r ep r esen ts   th e   weig h t  m atr ices  in   in p u t - u p d ate,   in p u t - r eset,  in p u t - h i d d en ,   an d   h id d en - h id d e n   co n n ec tio n s .   H er e,   ,  ,  ,   an d   ℎ   ar e  th e  b iased   ter m s .     =   (  ∗ + ℎ ∗ ℎ + )            ( 5 )     =  (  ∗ + ℎ ∗ ℎ + )                  ( 6 )     ℎ ′ =  ℎ ( ℎ ∗ + ℎℎ ∗ ( ∗ ℎ ) + ℎ )                                       ( 7 )     ℎ = ∗ ℎ + ( 1 − ) ∗ ℎ ′                                          ( 8 )     T h e  HDRNN  p r o ce s s es  th e  v er if ied   I o T   task   to   g en er ate  th e  s ch ed u lin g   d ec is io n   b ased   o n   th e  task   p r io r ity   an d   task   d ep en d en cy .   T h e  SHAP  m eth o d   p r o ce s s es  th e  s ch ed u lin g   d ec is io n   f r o m   HDRNN   an d   ass ig n s   an   im p o r ta n ce   s co r e   t o   ea ch   in p u t   f ea tu r e  f o r   th e   f i n al  task   s ch ed u le   ac co r d in g   to   th e  u r g en c y   o f   th e   task ,   task   s ize,   task   d ea d lin e,   an d   r eso u r ce   av ailab ilit y .   L I ME   p r o v id es  a   task - s p ec if ic  ex p lan atio n   to   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         S HI E LD:   S ec u r ity  b a s ed   h yb r id   a u to n o mo u s   d ee p   lea r n in g   n etw o r k  …   ( Lo g a   P r iya d a r s h i n i Ka th ir ma la iya n )   595   ad m in s   to   u n d er s tan d   th e  e x a ct  r ea s o n s   b eh in d   t h e  d ec is io n   f o r   a  p ar ticu lar   task   s ch ed u lin g .   LIME   en s u r es   th at  th e  h ig h - p r io r ity   an d   s en s itiv e  task s   wer e  h an d led   co r r ec tly   with o u t  p r io r itizin g   th e  u n au th o r ized   task s .   Pru n in g   is   a  s tr ateg y   th at  r ed u ce s   th e  s ize  an d   co m p u tatio n al  co m p lex ity   o f   th e  m o d el  with o u t  s ig n if ican tly   af f ec tin g   its   p er f o r m a n ce ,   in cr ea s in g   th e  HDRNN 's  ef f icac y   an d   ef f icien c y .   Pru n in g   is   th e  p r o ce s s   o f   elim in atin g   n etwo r k   elem e n ts   th at  h av e   th e  least  ef f ec t  o n   th e  n etwo r k ' s   o u tp u t,  s u ch   as  we ig h ts   an d   n eu r o n s .   T h is   ap p r o ac h   p r o d u ce s   a  co m p ac t a n d   ef f ec tiv e  m o d el  th at  en ab les q u ick er   in f e r en ce   tim e s   an d   lo wer   en er g y   u s e.   T o   m in im ize  th e  lo s s   f u n ctio n ,   th e  g r a d ien t  d escen t   is   u s ed   to   u p d ate  th e  weig h ts   th r o u g h o u t  th e   b ac k p r o p ag atio n   tr ain in g .   B ec au s e  q u an tizatio n   is   n ec ess a r y   f o r   b o th   m o d el  s ize  r ed u c tio n   an d   i n f er e n ce   s p ee d ,   it  ca n   b e  u s ed   in   s itu at io n s   with   lim ited   r eso u r ce s .   On e  im p o r ta n t  m eth o d   f o r   c o m p r ess in g   m o d els  is   q u an tizatio n ,   wh ich   lo wer s   s t o r ag e  n ee d s   an d   im p r o v es  co m p u tatio n   e f f icien cy .   Qu an tiz atio n ,   a  tech n iq u e   th at  in cr ea s es  co m p u tin g   s p ee d   an d   m em o r y   u s e  with o u t  s u b s tan tially   af f ec tin g   m o d el  p e r f o r m a n ce ,   in v o lv es   s im p lify in g   th e  m o d el  an d   r e d u cin g   th e  p r ec is io n   o f   th e  weig h ts   an d   ac tiv atio n s .   T h e  HDRNN  g en er ates  a   s ch ed u le  b y   p r o ce s s in g   th e  task s   b ased   o n   p r io r ity   th r o u g h   R NN  an d   th e  GR U  n etw o r k   r ec o g n izes  th e   d ep en d e n cies  b etwe en   task s .   Fin ally ,   th e  cl o u d   r eso u r ce s   al lo ca te  th e   task   b ased   o n   th e   s ch ed u le  g en er ate d   b y   th e  HDRNN to   b alan ce   th e  lo ad   s ec u r ely   with   o p tim al  r eso u r ce   u tili za tio n .       3.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   T h e  ex p e r im en tal  ass ess m en t  o f   th e  SHI E L D  a p p r o ac h   is   d i s cu s s ed   in   th is   s ec tio n .   T h e  P C   u s ed   f o r   th e  an aly s is   is   th e  W in d o ws 1 0   Pro   with   an   I n tel  ( R )   C o r e  ( T M)   i5   C PU,  clo ck in g   at  3 . 2 0   GHz   an d   with   8   GB   o f   R AM .   T h e  SHI E L D  ap p r o a ch   is   s im u lated   b y   u s in g   C lo u d Simu lato r   ( C lo u d Sim7 G) .       3 . 1 .     Co m pa ra t iv e  a na ly s is   T h e  SHI E L D  m o d el  is   an aly ze d   with   s ev er al  p r ev io u s ly   d ev elo p ed   m o d els  an d   d is p lay s   ex p er im en tal   r esu lts .   T h e  ac c u r ac y ,   r ec all,   p r ec is io n ,   F1 - s co r e,   a n d   s p ec if icity   o f   th e  S HI E L D  s tr ateg y   ar e   co n tr asted   with   ex is tin g   m eth o d s   in   Fig u r e  3 ( a) .   T h e  SHI E L D  s tr ateg y   o u tp er f o r m s   th e  QODA - L B ,   B est - KFF,  SP SO - T C S,  an d   VM MI SD  m o d els  an d   ac h ie v es  an   ac cu r ac y   o f   8 5 %,  9 0 %,  8 8 %,  8 7 %,  an d   9 3 . 5 %   r esp ec tiv ely .   T h e  c o m p ar is o n   o f   p o wer   co n s u m p tio n   f o r   th e  SHI E L D  f r a m ewo r k   is   r ep r esen ted   in     Fig u r e  3 ( b ) .   T h e   SHI E L D  f r a m ewo r k   ac h ie v es  th e  lo west  p o wer   co n s u m p tio n   o f   1 8 . 2 W   to   2 4 . 3 W   ac r o s s   all  task   r an g es  f r o m   2 0 0 0   to   1 0 , 0 0 0 .   T h is   in d icate s   th e  SHI E L D  f r am ewo r k ’ s   s u p e r io r   en er g y   e f f icien cy   b y   m ain tain in g   u p   to   4 1 %  lo wer   co n s u m p tio n   at   h ig h er   l o ad s   ag ain s t  th e   QODA - L B ,   B est - KFF,  SP SO - T C S,  an d   VM MI SD te ch n iq u es.           ( a)   ( b )     Fig u r e  3 .   An al y s is   o f   ( a)   p e r f o r m an ce   an d   ( b )   p o we r   co n s u m p tio n   o f   SHI E L D  f r am ewo r k       T h e  SHI E L D  f r am ewo r k   c o n s is ten tly   o u tp er f o r m s   ex is tin g   t ec h n iq u es  i n   s ca lab ilit y   ac r o s s   all  task s   is   r ep r esen ted   in   Fig u r e  4 .   I t  a ch iev es  s ca lab ilit y   r ates  o f   8 9 %,  8 7 %,  8 5 %,  an d   8 3 %  f o r   ta s k s   1 0 0 ,   2 0 0 ,   3 0 0 ,   an d   4 0 0 ,   r esp ec tiv ely .   T h e  SH I E L D  f r am ewo r k   o u tp e r f o r m s   ex is tin g   QODA - L B ,   B est - KF F,  SP S O - T C S,  an d   VM MI SD  ap p r o ac h es  b y   m a in tain in g   th e  h ig h est  s co r es  f r o m   9 3 %  at  2 0 0 0   task s   to   8 6 %  at  1 0 , 0 0 0   task s   r esp ec tiv ely .   T h e  SHI E L D  f r a m ewo r k   s h o ws  th e  s u p er io r   a b ilit y   to   h an d le  in cr ea s in g   task   lo ad s   ef f icien tly ,   with   u p   to   2 0 . 3 %  b etter   s ca lab ilit y   at  h i g h er   task   r a n g es.  T h e  p r o p o s ed   SHI E L D  f r am ew o r k   o u tp e r f o r m s   th e   ex is tin g   tech n iq u es  in   r eso u r c e  u tili za tio n   ac r o s s   all  task s   is   s h o wn   i n   Fig u r e  5 .   Fo r   task s   1 0 0 ,   2 0 0 ,   3 0 0 ,   an d   4 0 0 ,   it  ac h iev es  u tili za tio n   r ates  o f   8 9 %,  8 7 %,  8 5 %,  an d   8 3 %  r esp ec tiv ely .   I n   co m p ar is o n ,   QODA - L B   ac h ie v es   7 0 %,   B est - KFF   a ch ie v es   7 2 % ,   S PS O - T C S  ac h i e v es   7 1 % ,   a n d   V MM I SD   ac h i e v es   7 4 %   r es p e cti v e ly .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   14 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 25 :   5 9 1 - 6 0 1   596         Fig u r e  4 .   An al y s is   o f   s ca lab ilit y                     Fig u r e  5 .   An al y s is   o f   r eso u r ce   u tili za tio n       T h e  p r o p o s ed   f r am ewo r k   i n c u r s   s lig h tly   h ig h er   p r iv ac y   o v er h ea d s   co m p ar ed   to   ex is tin g   tech n iq u es  ac r o s s   all  task s   wh ich   ar e   illu s tr ated   in   Fig u r e   6 .   Fo r   task s   1 0 0 ,   2 0 0 ,   3 0 0 ,   a n d   4 0 0   it  o b tain s   o v er h ea d s   o f   1 4 %,  1 6 %,  1 8 %,  an d   2 0 %,  r e s p ec tiv ely .   Fig u r e  7   d e p icts   th e  p er f o r m an ce   ass ess m en t  o f   th e  SHI E L D  m o d el   with   ex is tin g   Hy b r id   DQN - PPO - GNN - R L ,   HAFed R L ,   an d   T F - DDRL  tech n iq u es.   T h e   p r o p o s ed   SHI E L D   f r am ewo r k   ac h iev es d ec en tr ali ze d   s ec u r ity   o f   9 7 %,  ad a p tiv e  task   s ch ed u lin g   o f   9 2 %,  an d   s eq u en ce   p r ed ictio n   o f   9 4 % wh ich   o u tp e r f o r m s   th e   ex is tin g   tech n iq u es r esp ec tiv e ly .   Fig u r e  8   s h o ws  th e  co m p ar is o n   o f   co n s u m p tio n   o f   p o we r   b y   th e  E d g e  AI   Dev ices  f o r   en er g y   ef f icien t  lo ad   b ala n cin g .   T h e  E SP 3 2   d ev ice  attain s   th e  lo w est  p o wer   co n s u m p tio n   o f   0 . 0 8   W ,   0 . 2 5   W ,   an d   0 . 4   W   f o r   id le  p o we r ,   av er ag e   p o wer ,   an d   m a x im u m   p o wer   f o r   SHI E L D  s ch ed u lin g   r esp e ctiv ely .   I n   co n tr ast ,   J etso n   Nan o   co n s u m es  h ig h   p o wer   o f   2 . 6   W ,   5 . 1   W ,   5 . 6   W   f o r   id le  p o wer ,   av e r ag e  p o wer ,   an d   m a x im u m   p o wer   wh ich   is   s u itab le  f o r   p o wer - r ich   AI - in ten s iv e  task s .   I n   r ea l - wo r ld   d ep l o y m en t,  t h e  SHI E L D  f r am ewo r k   will p r o v id e  ef f icien t p er f o r m an ce   u n d er   h eter o g en e o u s   I o T   d ev ices f o r   r o b u s t a n d   s ca lab l e  lo ad   b alan ci n g .   T h e  co m p ar is o n   o n   laten c y   is   d ep icted   in   Fig u r e  9 .   T h e  S HI E L D  f r am ewo r k   co n s is ten tly   ac h iev es  lo wer   d elay   co m p ar e d   to   ex i s tin g   tech n iq u es  s u ch   as  QO DA - L B ,   B e s t - KFF,   SP SO - T C S,  an d   VM MI S D   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         S HI E LD:   S ec u r ity  b a s ed   h yb r id   a u to n o mo u s   d ee p   lea r n in g   n etw o r k  …   ( Lo g a   P r iya d a r s h i n i Ka th ir ma la iya n )   597   ac r o s s   all  task s .   Fo r   task s   1 0 0 ,   2 0 0 ,   3 0 0 ,   a n d   4 0 0 ,   it  ac h iev es  d elay s   o f   9 5   m s ,   1 0 0   m s ,   1 1 0   m s ,   an d   1 2 0   m s ,   r esp ec tiv ely .   T h e  SHI E L D  f r am ewo r k   ac h iev es  th e   lo west  laten cy   o f   9 7   m s   f o r   2 0 0 0   t ask s   to   2 4 9   m s   f o r   1 0 , 0 0 0   task s   f o r   h an d li n g   h ig h   task   lo a d s .   I n   r ea l - w o r l d   d e p lo y m e n t,  th e   ef f icien c y   o f   th e   SHI E L D  f r am ewo r k   is   n o t v ar ied   d u r in g   n etwo r k   laten cy   f lu ctu atio n s   f o r   h ig h - s p ee d   an d   tim e - ef f ici en t lo ad   b alan cin g .   T h e  SHI E L D  f r am ewo r k   ac h i ev es  a  s u p er io r   c o m p u tatio n al  ef f icien cy   o f   8 3 . 9   to   7 4 . 3   at  2 0 0 0   to   1 0 , 0 0 0   task s   wh ich   o u tp e r f o r m s   th e  ex is tin g   QODA - L B ,   B est - KF F,  SP S O - T C S,  an d   VM MI SD  s tr ateg ies.  I n   co m p a r is o n ,   th e  SHI E L D  f r am ewo r k   g ain s   a  c o m p u tatio n al  ef f icien c y   o f   2 0 %  u n d er   lar g e   wo r k l o ad s   with   e x is tin g   tech n iq u es.  T h e  p r o p o s ed   SHI E L D  f r am ewo r k   d em o n s tr ates  h ig h er   th r o u g h p u t  co m p ar ed   to   th e  ex is tin g   tech n iq u es  ac r o s s   all  task s   i s   s h o wn   in   Fig u r e  1 0 .   Fo r   task s   1 0 0 ,   2 0 0 ,   3 0 0 ,   an d   4 0 0   it  a ch iev es  th r o u g h p u t   r ates  o f   3 0 0 ,   2 9 0 ,   2 8 0 ,   an d   2 7 0   task s   r esp ec tiv ely .   T ab le   1   p r esen ts   th e   ex p er im en tal   o u tco m es  o f   th e   SHI E L D  f r am ewo r k .                     Fig u r e  6 .   An al y s is   o f   p r iv ac y   o v er h ea d             Fig u r e  8 .   Po wer   c o n s u m p tio n   o f   ed g e   AI   d ev ices     Fig u r e  7 .   Per f o r m an c e  co m p ar is o n   o f   AI   m o d els     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   14 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 25 :   5 9 1 - 6 0 1   598                 Fig u r e  9 .   An al y s is   o f   l aten cy                     Fig u r e  1 0 .   An aly s is   o f   t h r o u g h p u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         S HI E LD:   S ec u r ity  b a s ed   h yb r id   a u to n o mo u s   d ee p   lea r n in g   n etw o r k  …   ( Lo g a   P r iya d a r s h i n i Ka th ir ma la iya n )   599   T ab le  1 .   E x p er im en tal  r esu lt c o m p ar is o n   o n   v a r io u s   m etr ics   M e t r i c   S H I ELD   QODA - LB   B e st - K F F   SPSO - TC S   V M M I S D   A c c u r a c y   ( %)   9 3 . 5 %   8 5 %   9 0 %   8 8 %   8 7 %   S c a l a b i l i t y   ( %)   8 6 %   7 4 %   7 6 %   7 5 %   7 8 %   R e s o u r c e   u t i l i z a t i o n   ( %)   8 3 %   7 0 %   7 2 %   7 1 %   7 4 %   P r i v a c y   o v e r h e a d   ( %)   2 0 %   1 6 %   1 7 %   1 8 %   1 9 %   La t e n c y   ( ms)   2 4 9   m s   3 4 7   m s   3 3 2   m s   3 1 4   m s   2 9 3   m s   Th r o u g h p u t   ( M b p s)   2 7 0   M b p s   2 2 0   M b p s   2 4 0   M b p s   2 3 5   M b p s   2 5 0   M b p s   P o w e r   c o n su mp t i o n   ( W a t t s)   2 4 . 3   W a t t s   4 1 . 2   W a t t s   3 9 . 1   W a t t s   3 6 . 7   W a t t s   3 4 . 9   W a t t s   C o m p u t a t i o n a l   e f f i c i e n c y   7 4 . 3   61   6 4 . 5   63   6 6 . 2       4.   DIS CU SS I O N   I n   th is   r esear ch ,   a  n o v el  SHI E L D  f r am ewo r k   was  p r o p o s ed   f o r   s ec u r e  task   s ch e d u lin g   in   clo u d   r eso u r ce s .   T h e  SHI E L D  f r a m ewo r k   is   ass es s ed   an d   co m p ar ed   a g ain s t  s ev er al  p ar am eter s   in clu d in g   s ca lab ilit y ,   r eso u r ce   u tili za tio n ,   p r iv ac y   o v er h ea d ,   laten c y ,   th r o u g h p u t,  a n d   p o wer   co n s u m p tio n   r esp ec tiv ely .   T h e  co m p ar is o n   o f   s ca lab ilit y   f o r   th e  SHI E L D  f r am ewo r k   is   s h o wn   in   Fig u r e  4 .   I n   lar g e  s ca le  I o T   wo r k lo ad s ,   T h e  SHI E L D  f r am ewo r k   o u tp er f o r m s   e x is tin g   QODA - L B ,   B est - KF F,  SP SO - T C S,  an d   V MM I SD  ap p r o ac h es   b y   m ai n tain in g   th e  h ig h est  s co r es  f r o m   9 3 %  at  2 0 0 0   t ask s   to   8 6 %   at  1 0 , 0 0 0   task s   r esp ec tiv ely .   T h e   co m p ar is o n   o f   laten c y   f o r   th e   SHI E L D  f r am ewo r k   is   s h o w n   in   Fig u r e  9 .   Du r in g   lar g e   I o T   wo r k l o ad s ,   th e   SHI E L D  f r am ewo r k   a ch iev es   th e  lo west  laten cy   o f   9 7   m s   f o r   2 , 0 0 0   task s   to   2 4 9   m s   f o r   1 0 , 0 0 0   task s   f o r   h an d lin g   h ig h   task   lo ad s .   Fig u r e  7   d e p icts   th e  p er f o r m an ce   a s s es s m en t  o f   th e  SHI E L D  m o d el  with   p r ev i o u s ly   d ev elo p e d   AI   m o d els.  T h e   SHI E L D  m eth o d   ac h iev es  d ec e n t r alize d   s ec u r ity   o f   9 7 %,   ad ap ti v e  task   s ch ed u lin g   o f   9 2 %,  an d   s eq u en ce   p r ed i ctio n   o f   9 4 %  wh ich   o u tp er f o r m s   th e  ex is tin g   Hy b r id   DQN - PPO - GNN - R L ,   HAFed R L ,   an d   T F - DD R L   tec h n iq u es  r esp ec tiv ely .   T h e  co m p ar is o n   o f   p o wer   co n s u m p ti o n   f o r   th e  SHI E L D   f r am ewo r k   is   r ep r esen ted   in   Fig u r e  3 ( b ) .   At  h ig h er   wo r k lo ad s ,   th e  SHI E L D  f r am ewo r k   ac h iev es  th e  lo west   p o wer   c o n s u m p tio n   o f   1 8 . 2 W   to   2 4 . 3 W   ac r o s s   all  task   r an g es  f r o m   2 , 0 0 0   to   1 0 , 0 0 0   ag ain s t  th e   ex is tin g   QODA - L B ,   B e s t - KFF,  S PS O - T C S,  an d   VM MI SD  tech n iq u es  r esp ec tiv ely .   T h e  c o m p ar is o n   o f   p o wer   co n s u m p tio n   o f   E d g e  AI   De v ices  f o r   en er g y   ef f icien t  lo a d   b alan cin g   is   d ep icted   in   Fi g u r e  8 .   T h e  E SP 3 2   d ev ice  attain s   th e  lo west  p o w er   co n s u m p tio n   o f   0 . 0 8   W ,   0 . 2 5   W ,   an d   0 . 4   W   f o r   id le  p o wer ,   av er ag e   p o wer ,   an d   m a x im u m   p o we r   f o r   SHI E L D  r esp ec tiv ely .   I n   r ea l - wo r ld   d ep l o y m en t,   th e   SHI E L D  m o d el  will  p r o v i d e   s u p er io r   p e r f o r m an ce   u n d er   h eter o g en eo u s   I o T   d ev ices f o r   r o b u s t a n d   s ca lab le  lo a d   b alan c in g .       5.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p a p er ,   a  n o v el  SHI E L D  f r am ewo r k   is   d e v elo p ed   f o r   s ec u r e  task   s ch e d u lin g   in   I o T   d ev ices   u s in g   h y b r i d   DL   n etwo r k s .   T h e  SHI E L D  f r am ewo r k   is   s im u lated   b y   u s in g   C lo u d Sim 7 G.   A  co m p ar ativ e   an aly s is   was   co n d u cted   with   th e  ex is tin g   tech n iq u es  s u ch   as  r eso u r ce   u tili za tio n ,   laten cy ,   th r o u g h p u t,  p r iv ac y   o v er h ea d ,   an d   s ca lab ilit y .   I n   co m p ar is o n ,   th e  SHI E L D  f r am ewo r k   en s u r es  a  p r iv ac y   o v er h ea d   o f   1 4 %,   wh er ea s   th e  QODA - L B ,   B e s t - KFF,  SP SO - T C S,  an d   VM M I SD  tech n iq u es  ac h iev e  o v e r h ea d s   o f   1 0 %,  1 1 %,   1 2 %,  an d   1 3 %,  r esp ec tiv ely .   I n   th e  f u tu r e ,   th e  SHI E L D  f r am ewo r k   will  in teg r ate  an   ad v an ce d   b lo c k ch ain   m eth o d o l o g y   t o   h in d er   th e   m o s t  v u ln er ab le  a d v er s ar ial  att ac k s   d u r in g   lo ad   b alan cin g .   T h is   in teg r atio n   will  en h an ce   th e   s ec u r ity   an d   p r i v ac y   o f   I o T - clo u d   in ter ac tio n s   f o r   s ec u r e  lo a d   b alan ci n g .   Als o ,   th e  SHI E L D   f r am ewo r k   will  b e  d ep lo y ed   in   Go o g le  C lo u d ,   a   r ea l - wo r l d   clo u d   p latf o r m   t h at  d y n am ically   ad ju s ts   task   s ch ed u lin g   b ased   o n   c h an g i n g   I o T   en v ir o n m e n ts   an d   r eso u r c e  av ailab ilit y .       ACK NO WL E DG M E N T S   T h e  au t h o r   wo u ld   lik e   to   ex p r ess   h is   h ea r tf elt   g r atitu d e  t o   th e   s u p er v is o r   f o r   h is   g u i d an ce   a n d   u n wav er in g   s u p p o r t d u r in g   t h is   r esear ch   f o r   h is   g u id an ce   an d   s u p p o r t.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   No t a p p licab le.       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   14 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 25 :   5 9 1 - 6 0 1   600   Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   L o g a  Priy ad ar s h in i   Kath ir m alaiy an   ✓     ✓     ✓     ✓     ✓     ✓   ✓       Nith y a  Mu th u     ✓     ✓     ✓     ✓     ✓       ✓       C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h e  au t h o r s   d ec lar e   th at  th e y   h av e  n o   k n o wn   c o m p etin g   f in an cial  in ter ests   o r   p er s o n al  r el atio n s h ip s   th at  co u ld   h av e  ap p ea r ed   t o   in f lu en ce   th e  wo r k   r e p o r te d   in   t h is   p ap er .       I NF O RM E D  CO NS E N T   I   ce r tify   th at  I   h a v e  ex p lain e d   th e  n atu r e  an d   p u r p o s e  o f   th i s   s tu d y   to   th e  ab o v e - n am ed   i n d iv id u al,   an d   I   h av e   d is cu s s ed   th e  p o te n tial  b en ef its   o f   th is   s tu d y   p ar ticip atio n .   T h e   q u esti o n s   th e   i n d iv id u al   h ad   ab o u t  th is   s tu d y   h av e  b ee n   an s wer ed ,   an d   we  will a lway s   b e  av aila b le  to   ad d r ess   f u tu r e  q u esti o n s .       E T H I CAL AP P RO V AL   My   r esear ch   g u id e  r e v iewe d   a n d   eth ically   ap p r o v ed   th is   m a n u s cr ip t f o r   p u b lis h in g   in   th is   j o u r n al.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   s h ar in g   is   n o t   ap p licab l e  to   th is   ar ticle  as  n o   d atasets   wer e  g en er ated   o r   an aly ze d   d u r in g   th e  cu r r en t stu d y .         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   S h u a i b   e t   a l . ,   “ A n   o p t i mi z e d ,   d y n a m i c ,   a n d   e f f i c i e n t   l o a d - b a l a n c i n g   f r a mew o r k   f o r   r e so u r c e   ma n a g e m e n t   i n   t h e   i n t e r n e t   o f   t h i n g s (I o T)   e n v i r o n m e n t , ”   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   5 ,   p .   1 1 0 4 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 2 0 5 1 1 0 4 .   [ 2 ]   N .   M a z u m d a r ,   A .   N a g ,   a n d   J.   P .   S i n g h ,   “ Tr u st - b a s e d   l o a d - o f f l o a d i n g   p r o t o c o l   t o   r e d u c e   serv i c e   d e l a y s   i n   f o g - c o mp u t i n g - e mp o w e r e d   I o T, ”   C o m p u t e r s &  El e c t ri c a l   En g i n e e ri n g ,   v o l .   9 3 ,   p .   1 0 7 2 2 3 ,   Ju l .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p e l e c e n g . 2 0 2 1 . 1 0 7 2 2 3 .   [ 3 ]   G .   Th a h n i y a t h   a n d   M .   Ja y a p r a sa d ,   “ S e c u r e   a n d   l o a d   b a l a n c e d   r o u t i n g   mo d e l   f o r   w i r e l e ss   se n so r   n e t w o r k s, ”   J o u r n a l   o f   K i n g   S a u d   U n i v e rsi t y   -   C o m p u t e r  a n d   I n f o rm a t i o n   S c i e n c e s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   7 ,   p p .   4 2 0 9 – 4 2 1 8 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j k s u c i . 2 0 2 0 . 1 0 . 0 1 2 .   [ 4 ]   D .   K .   S a h ,   T.   N .   N g u y e n ,   K .   C e n g i z ,   B .   D u mb a ,   a n d   V .   K u m a r ,   “ L o a d - b a l a n c e   sc h e d u l i n g   f o r   i n t e l l i g e n t   se n so r s  d e p l o y me n t   i n   i n d u st r i a l   i n t e r n e t   o f   t h i n g s, ”   C l u st e r  C o m p u t i n g ,   v o l .   2 5 ,   n o .   3 ,   p p .   1 7 1 5 – 1 7 2 7 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 5 8 6 - 021 - 0 3 3 1 6 - 1.   [ 5 ]   N .   A g r a w a l ,   “ D y n a mi c   l o a d   b a l a n c i n g   a ss i st e d   o p t i mi z e d   a c c e ss  c o n t r o l   mec h a n i sm   f o r   e d g e - f o g - c l o u d   n e t w o r k   i n   I n t e r n e t   o f   Th i n g s  e n v i r o n me n t , ”   C o n c u rre n c y   a n d   C o m p u t a t i o n :   Pr a c t i c e   a n d   Ex p e ri e n c e ,   v o l .   3 3 ,   n o .   2 1 ,   p .   6 4 4 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / c p e . 6 4 4 0 .   [ 6 ]   S .   F u g k e a w ,   R .   P r a sa d   G u p t a ,   a n d   K .   W o r a p a l u k ,   “ S e c u r e   a n d   f i n e - g r a i n e d   a c c e ss   c o n t r o l   w i t h   o p t i mi z e d   r e v o c a t i o n   f o r   o u t s o u r c e d   I o T   EH R s  w i t h   a d a p t i v e   l o a d - s h a r i n g   i n   f o g - a ssi s t e d   c l o u d   e n v i r o n m e n t , ”   I EEE   A c c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   8 2 7 5 3 – 8 2 7 6 8 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 4 1 2 7 5 4 .   [ 7 ]   V .   V e e r a m a c h a n e n i ,   “ En h a n c i n g   I o T  sec u r i t y   w i t h   d y n a m i c   r e p u t a t i o n - b a s e d   t r u s t   ma n a g e me n t , ”   R e c e n t   I n n o v a t i o n s   i n   W i re l e ss   N e t w o rk  S e c u ri t y ,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   p p .   2 7 – 4 4 ,   2 0 2 5 .   [ 8 ]   K .   D h a n u s h k o d i ,   R .   K u mar,   P .   M i t t a l ,   S .   S .   D a s,   N .   N .   S .   S u r y a v e n u ,   a n d   K .   V e n k a t a r a m a n i ,   “ En h a n c i n g   r e s o u r c e   u t i l i z a t i o n   a n d   p r i v a c y   i n   I o T  d a t a   p l a c e me n t   t h r o u g h   f u z z y   l o g i c   a n d   P S O   o p t i m i z a t i o n , ”   C l u s t e r   C o m p u t i n g ,   v o l .   2 7 ,   n o .   9 ,   p p .   1 2 6 0 3 – 1 2 6 2 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 0 5 8 6 - 0 2 4 - 0 4 5 4 2 - z.   [ 9 ]   M .   Jes i ,   A .   A p p a t h u r a i ,   M .   K u mar a n ,   a n d   A .   K u m a r ,   “ L o a d   b a l a n c i n g   i n   c l o u d   c o mp u t i n g   v i a   ma y f l y   o p t i mi z a t i o n   a l g o r i t h m, ”   Re v u e   R o u m a i n e   d e s  S c i e n c e s  T e c h n i q u e s  S e ri e   El e c t ro t e c h n i q u e   e t   En e r g e t i q u e ,   v o l .   6 9 ,   n o .   1 ,   p p .   7 9 – 8 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 5 9 2 7 7 / R R S T - EE. 2 0 2 4 . 1 . 1 4 .   [ 1 0 ]   D .   C h a mp l a ,   S .   G .   A l i ,   B .   M u t h u k u mar,  a n d   M .   M .   S i t h i k ,   “ C - A V P S O :   d y n a mi c   l o a d   b a l a n c i n g   u si n g   A f r i c a n   v u l t u r e   p a r t i c l e   sw a r m o p t i mi z a t i o n , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   D a t a   S c i e n c e   a n d   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 – 9 ,   2 0 2 3 .   [ 1 1 ]   G .   S r e e t h a   a n d   G .   S a n t h i y a ,   “ S A F E - A C I D :   a   n o v e l   sec u r i t y   a ssess me n t   f r a mew o r k   f o r   I o T  i n t r u si o n   d e t e c t i o n   v i a   d e e p   l e a r n i n g , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   D a t a   S c i e n c e   a n d   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 – 2 6 ,   2 0 2 4 .   [ 1 2 ]   S .   R .   A d d u l a   e t   a l . ,   “ D y n a mi c   l o a d   b a l a n c i n g   i n   c l o u d   c o mp u t i n g   u s i n g   h y b r i d   k o o k a b u r r a - p e l i c a n   o p t i mi z a t i o n   a l g o r i t h ms , ”   2 0 2 4   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   A u g m e n t e d   R e a l i t y ,   I n t e l l i g e n t   S y st e m s,  a n d   I n d u st r i a l   Au t o m a t i o n ,   ARII A  2 0 2 4 ,   v o l .   2 ,   n o .   4 ,   p p .   98 – 1 0 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A R I I A 6 3 3 4 5 . 2 0 2 4 . 1 1 0 5 1 8 9 3 .   [ 1 3 ]   C .   S .   S i n g h ,   S .   N a a z ,   a n d   G .   S a r a n y a ,   “ I o T  c e n t r i c   d a t a   p r o t e c t i o n   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e   f o r   p r e serv i n g   se c u r i t y   a n d   p r i v a c y   i n   c l o u d , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   D a t a   S c i e n c e   a n d   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   ( I J D S AI ) ,   2 0 2 4 .   [ 1 4 ]   A .   A l w h e l a t ,   O .   A .   F a d a r e ,   F .   A l - T u r j man ,   a n d   L .   I b r a h i m ,   “ A d a p t i v e   l o a d   b a l a n c i n g   i n   c l o u d   c o mp u t i n g   u si n g   d e e p   d e t e r m i n i st i c   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.