With the rapid growth of the Internet of Things (IoT), integrating artificial intelligence (AI) on extremely weak embedded devices has garnered significant attention, enabling improved real-time performance and enhanced data privacy. However, the resource limitations of such devices and unreliable network conditions necessitate error-resilient device-edge collaboration systems. Traditional approaches focus on bit-level transmission correctness, which can be inefficient under dynamic channel conditions. In contrast, we propose SemanticNN, a semantic codec that tolerates bit-level errors in pursuit of semantic-level correctness, enabling compressive and resilient collaborative inference offloading under strict computational and communication constraints. It incorporates a Bit Error Rate (BER)-aware decoder that adapts to dynamic channel conditions and a Soft Quantization (SQ)-based encoder to learn compact representations. Building on this architecture, we introduce Feature-augmentation Learning, a novel training strategy that enhances offloading efficiency. To address encoder-decoder capability mismatches from asymmetric resources, we propose XAI-based Asymmetry Compensation to enhance decoding semantic fidelity. We conduct extensive experiments on STM32 using three models and six datasets across image classification and object detection tasks. Experimental results demonstrate that, under varying transmission error rates, SemanticNN significantly reduces feature transmission volume by 56.82-344.83x while maintaining superior inference accuracy.


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人工智能杂志AI(Artificial Intelligence)是目前公认的发表该领域最新研究成果的主要国际论坛。该期刊欢迎有关AI广泛方面的论文,这些论文构成了整个领域的进步,也欢迎介绍人工智能应用的论文,但重点应该放在新的和新颖的人工智能方法如何提高应用领域的性能,而不是介绍传统人工智能方法的另一个应用。关于应用的论文应该描述一个原则性的解决方案,强调其新颖性,并对正在开发的人工智能技术进行深入的评估。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ai/
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