I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   15 ,   No .   2 A p r il   2 0 2 6 ,   p p .   109 7 ~ 1 1 0 8   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 2 . p p 1 0 9 7 - 110 8          1097     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Intellig ent   self - o r g a nizing  micros ervi ce c o mpo sitio using   hy brid learning   f o neo na tal wa rd       Sh a ro n P o o rnim a ,   Ash o k   I mm a nu el   V   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   C H R I S ( D e e me d   t o   b e   U n i v e r si t y ) ,   B e n g a l u r 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   Au g   5 2 0 2 5   R ev is ed   J an   5 2 0 2 6   Acc ep ted   J an   22 2 0 2 6       Th is  re se a rc h   p re se n ts   a n   in n o v a ti v e   se lf - o r g a n izin g   m i c ro se rv ice   c o m p o siti o n   m o d e sp e c ifi c a ll y   tailo re d   fo d y n a m ic  a n d   ti m e - se n siti v e   h e a lt h c a re   e n v iro n m e n ts  su c h   a n e o n a tal  in te n siv e   c a re   u n it s   ( NICU ).   h y b rid   m a c h in e   lea rn in g   c las sifier  d e tec ts  n e o n a tal   c o n d it i o n s   a n d   a ss ig n s   trea tme n p lan b a se d   o n   re a l - ti m e   v it a ls.  Th e   c o m p o siti o n   p r o c e ss   is  g u i d e d   b y   a   d e e p   lea rn i n g   a g e n th a c o m b in e u n s u p e rv ise d   a n d   re i n fo rc e m e n lea rn in g   to   d e v e lo p   i n telli g e n b o n d i n g   stra teg ies .   M icro se rv ic e a c a a u to n o m o u a g e n ts,   su p p o rt in g   d e c e n tralize d   se rv ice   c h o re o g ra p h y   wit h i n   th e   se lf - o rg a n izi n g   fra m e wo rk .   T h e   b o n d i n g   stra teg ies   o d irec b o n d i n g   a n d   sh a re d   b o n d in g   a re   imp lem e n t e d   fo r   sin g le  c o n d i ti o n a n d   c o e x isti n g   c o n d i ti o n s,  re sp e c ti v e l y .   Th e   si m u latio n   re su lt a re   b a se d   o n   a c tu a NICU   d a ta,  d e m o n stra ti n g   t h e   a b il it y   o th e   m o d e to   d y n a m ica ll y   c o m p o se   se rv ice wh il e   e n su rin g   o p ti m a re so u rc e   u ti li z a ti o n .   T h e   m o d e l   d e m o n stra tes   a n   a d a p ti v e   a n d   d y n a m ic  c o m p o siti o n   t h ro u g h   e m e rg e n c e   a n d   c o n ti n u o u lea rn in g   fo c h a n g i n g   c li n ica c o n d it io n s,  a n d   d e m o n stra tes   e m e rg e n b e h a v io r   t h ro u g h   re i n f o rc e m e n lea rn in g .   Th e   m o d e l s   p re d ictiv e   c a p a b il it ies   e n a b le  a n ti c i p a to r y   se rv ice   lo a d i n g ,   p ro v id i n g   c o n t e x t - a wa re   trea tme n in   c rit ica h e a lt h c a re   s c e n a rio s.  T h is  se lf - o rg a n izi n g   a r c h it e c tu re   m o d e o ffe rs  a   sc a lab le  a n d   r o b u st  so l u ti o n   fo a u to n o m o u s,  d e c e n tralize d   se rv ice   c h o re o g ra p h y   in   c rit ica h e a lt h c a re   e n v iro n m e n ts.   K ey w o r d s :   C r itical  ca r e   Hea lth   ca r e   Hy b r id   lear n in g   Mic r o s er v ice  co m p o s itio n   Self - o r g an izatio n   T h is i 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 :   Sh ar o n   Po o r n im a   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce ,   C HR I ST  ( Dee m ed   to   b Un iv er s ity )   B en g alu r u ,   I n d ia   E m ail: sh ar o n . p o o r n im a@ r es.c h r is tu n iv er s ity . in       1.   I NT RO D UCT I O N   T h in ter n et  o f   th in g s   ( I o T )   h as  g ain ed   s ig n if ica n tr ac t io n   in   th p ast  d ec ad es  o wi n g   to   its   u b iq u ito u s   n atu r e   an d   ab ilit y   to   co n n ec m u ltip le  d ev ices  f o r   s ea m less   p r o life r atio n   o f   i n f o r m atio n   th r o u g h   n etwo r k s ,   m a k in g   r ea l - tim a n d   r e m o te  a p p licatio n s   m o r ac ce s s ib le.   T h u s ag e   o f   I o T   d ev ices  to   m o n ito r   an d   an al y ze   d ata   in   h ea lth ca r h as  b ee n   a   b o o n   t o   h ea lt h ca r p r o f ess io n als  as  it  s o l v es  two   im p o r tan p r o b lem s   in   th cu r r en h ea l th ca r s y s tem ,   im p r o v in g   ac ce s s ib ilit y   to   h ea lth ca r s er v ices  an d   r ed u cin g     co s ts   [ 1 ] .   Ser v ice  o r ien ted   co m p u tin g   h as  en a b led   p er v asiv d ev ices  s u ch   as  s en s o r s ,   ac tu ato r s   an d   o th er   p er ip h er als  to   v ir tu alize   t h d ata  an d   f u n ctio n ality   p r o v id e d   b y   t h em   to   b ac ce s s ed   as  s er v ices  v ia  clo u d   [ 2 ] .   Mic r o s er v ices  Ar ch itectu r h as  ev o lv ed   i n to   tec h n o lo g y   th r o u g h   w h ich   s er v ices  ar p r o v id e d   b y   d e v ices   co m m o n l y   ter m ed   as  I o T .   Mic r o s er v ices  ar ch itectu r is   p r ef er r ed   t o   s er v ice  o r ien te d   ar ch itectu r e   as  it  p r o v id es   m o r e   s ca lab ilit y ,   v er s atility   an d   p er f o r m an ce ,   esp ec ially   in   h ea lth ca r ap p licatio n s   [ 3 ] .   Mic r o s er v ices  ar l o o s ely   c o u p led   a n d   a r t h b est  f it  to   r e p r esen r eso u r ce - co n s tr ain ed   d ev ices,  wh ich   ar e   ty p ically   u s ed   in   I o T .   E ac h   s en s o r   o r   I o T   d ev ice  ca n   p r o v id ato m ic  o r   c o m p o s ite  s er v ices  b ased   o n   its   f u n ctio n ality ,   an d   th e   f ailu r e   o f   s in g le   m icr o s er v ice  d o es  n o ca u s th e   f ailu r e   o f   th e   en ti r s y s tem ,   as  in   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 109 7 - 1 1 0 8   1098   ca s o f   m o n o lith ic  ar ch itectu r [ 4 ] .   T h ato m ic   s er v ices  ca n n o alwa y s   m ee th r e q u ir em en ts   o f   th u s er ,   an d   m u ltip le  s er v ices  ar co m b in ed   to   p r o v id th e   r eq u i r ed   f u n ctio n ality   to   th e   u s er .   C o m b in in g   th e   ato m ic   s er v ices  to   f o r m   c o m p o s ite  s er v ice  is   ter m ed   as  s er v ice  co m p o s itio n   [ 2 ] ,   [ 5 ] .   T h I o T   en v ir o n m e n is   h ig h ly   d y n am ic  an d   o p e n ,   an d   p o s es  th r ee   m ajo r   ch allen g es,  f ir s tly   th er is   n etwo r k   in s tab ilit y   an d   d y n am is m   d u to   th m o b ile  n atu r o f   th e   d e v ices  th at  m ay   leav e   an d   r ec o n n ec to   th n etwo r k   d u to   p o o r   n etwo r k   co n n ec tio n s   an d   o th er   in s tab il ity   is s u es  [ 6 ] .   s ec o n d   ch allen g is   th in cr ea s in   co m p l ex ity   o f   th s er v ice  co m p o s itio n   p r o ce s s ,   p r o p o r ti o n al  to   th i n cr ea s in   th n u m b er   o f   d ev ices  an d   s er v ices  p r o v i d ed   b y   th ese   d ev ices  [ 7 ] .   A   t h i r d   c h al l e n g i s   f u n c t i o n a s c a l a b il i t y ;   e ac h   d e v i c e   c a n   p r o v i d e   m u lt i p l s e r v i c es ,   a n d   t h e r c o u l d   b e   m u l t i p l e   d e v i ce s   p r o v i d i n g   s e r v i c es   wi t h   s i m i l a r   f u n c t i o n a l it y ,   c a u s i n g   a   c o m b i n at o r i a l   e x p l o s i o n   [ 2 ] .   T r ad itio n al  ce n tr alize d   s er v ic co m p o s itio n   tech n iq u es  ar e   in s u f f icien f o r   ap p licatio n s   in   h ig h ly   d y n am ic  an d   o p en   en v ir o n m en ts   s u ch   as  th I o T .   T h er is   n ee d   f o r   d ec en tr alize d   m o d els  th at  ca n   ef f ec tiv ely   ad ap t o   th ese  h ig h ly   d y n am ic  an d   o p e n   en v ir o n m e n ts .   Self - o r g an izatio n   is   well - k n o wn     b o tto m - u p   a p p r o ac h   th at  s u p p o r ts   th e   h ig h ly   d y n a m ic  an d   o p en   n atu r e   o f   th e   I o T   e n v ir o n m e n [ 8 ] .   T h is   r esear ch   p r o p o s es  s elf - o r g an izin g   m ic r o s er v ice  c o m p o s itio n   m o d el  f o r   t h I o T   ec o s y s tem   to   f ac ilit ate  s er v ice  co m p o s itio n   in   th ese  co m p le x   en v ir o n m en ts .   S o m o f   th e   f ea tu r es  o f   s elf - o r g an izi n g   s er v ice   co m p o s itio n   ar t h at  th e   in ter ac tio n s   am o n g   t h s er v ices  a r d ec en tr alize d   an d   l o ca l,  e n a b led   b y   b io - in s p ir e d   m ec h an is m s ,   with o u th e   n e ed   f o r   ce n tr alize d   c o n tr o l ler ,   an d   th s er v ice   co m p o s itio n   is   d y n am ic     ( at  r u n tim e) ,   an d   ad ap ts   to   s er v ice  f ailu r es.  T h er is   au to n o m o u s   a n d   s p o n tan eo u s   in ter ac tio n   am o n g   th e   s er v ices,  en ab lin g   im p r o v ed   r esp o n s an d   s ca lab ilit y ,   a n d   s u p p o r f o r   em er g en b e h av io r ,   i.e . ,   c o m p o s ite   s er v ice  is   f o r m e d   t h r o u g h   th b io - i n s p ir ed   m ec h an is m s   an d   co n tin u o u s   lea r n in g .   T h s er v ices  also   au to n o m o u s ly   r e o r g a n ize  in   r e s p o n s to   ch a n g in g   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s   an d   wo r k l o ad   v ar iatio n s   [ 9 ] .   T h r esear ch   p r esen ts   d ec e n tr alize d   an d   au t o n o m o u s   m i cr o s er v ice  co m p o s itio n   m o d el  s elf - o r g a n izin g   m icr o s er v ices  u s in g   in tellig en lear n in g   ( SMI L )   m o d el   th at  en ab les  d ec en t r alize d   an d   au t o n o m o u s   m icr o s er v ice  in ter ac tio n s   th r o u g h   b io - in s p ir ed   m ec h an i s m s   f o r   ad ap tiv e   an d   s elf - o r g an izin g   s er v ice  co m p o s itio n .   T h ce n tr al  c o m p o n en o f   th is   m o d el  is   th s elf - o r g a n izin g   B I OC OR E ,   wh ich   is   d ev elo p e d   an d   im p lem en ted   th r o u g h   s elf - o r g an izin g   m a p   ( SOM)   to   em u late  th b io - in s p ir ed   m ec h a n is m s   o f   s p r ea d in g ,   ev ap o r atio n ,   ag g r eg atio n ,   a n d   b o n d in g   to   en a b le  em er g e n s elf - o r g an izatio n .   T h is   u n s u p er v is ed   lear n in g   ap p r o ac h   is   c o m b in e d   with   d ee p   lear n in g   ag e n th at   en ab l es  th m o d el  t o   c o m p o s e   v ali d   s er v ice   s eq u en ce s   th at  ad ap t   d y n am ically   at  r u n t im e.   B y   f o cu s in g   o n   th ese   d i m en s io n s ,   th is   r esear c h   aim s   to   en h an ce   r esp o n s e   tim e,   m in im ize   s er v ice  f ail u r e ,   an d   en h an ce   n eo n atal  h ea lth ca r o u tco m es.  T h a p p licab il ity   o f   th is   wo r k   is   h ig h lig h ted   b y   a   r ec en UN  r ep o r [ 1 0 ] ,   w h ich   p o s itio n s   I n d ia  am o n g   th t o p   f iv e   n ati o n s   with   th h ig h est  n u m b er   o f   p r eter m   b ir th s ,   r ef l ec tin g   th co m p ellin g   n ee d   f o r   ef f icien t a n d   in n o v ativ n e o n atal  ca r s o lu tio n s .     T h r est  o f   th is   p ap er   is   d i v id ed   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   d elv es  in to   th liter atu r o v er v iew  o n     s elf - o r g an izatio n   an d   r ec en t   s er v ice  c o m p o s itio n   m o d e ls   an d   f r am ewo r k s .   Sectio n   3   d escr ib es  th e     s elf - o r g an izin g   m icr o s er v ice  co m p o s itio n   m o d el ,   its   co m p o n en ts ,   an d   th s er v ice  co m p o s itio n   p r o ce s s .   Sectio n   4   ex p lain s   th e   ex p er im en tal  s etu p ,   s im u latio n   o u tco m es,  an d   p er f o r m an ce   e v a lu atio n .   Sectio n   5   co n clu d es  th e   p ap e r   an d   s u g g ests   p o s s ib le  f u tu r e   en h a n ce m en ts .   T h is   r esear ch   m a k es  an   I o T - d r i v en   h ea lth ca r co n tr ib u tio n   b y   i n tr o d u ci n g   a   s ca lab le,   ad a p tiv e,   an d   in tellig en s er v ice  c o m p o s itio n   m o d el,   u ltima tely   im p r o v in g   n eo n atal   h ea lth ca r o u tco m es a n d   I o T - b ased   h ea lth ca r s er v ices.       2.   RE L AT E WO RK   T h n atu r o f   an   I o T   en v ir o n m en is   in h er en tly   o p en   an d   d y n am ic,   m ak in g   it  v u ln er ab le  to   n etwo r k   in s tab ilit y   an d   p o ten tial  s er v ice  f ailu r e.   Ad d itio n ally ,   wh en   th e   s er v ices  ar e   co m p o s ed   ( ad d ed   in to   th e   wo r k f lo w)   d u r in g   d esig n   tim e ,   s o m o f   th s elec ted   s er v ices  m ay   n o b av ailab le  d u r in g   r u n tim e,   lead in g   to   th co m p lete  f ailu r o f   th e   co m p o s itio n .   I n   c o n tr ast,  s elf - o r g a n izin g   s er v ice  c o m p o s itio n   d y n am ically   co m p o s es  s er v ices  th at   ar p r o v id e d   b y   I o T   d ev ices,   s u itin g   th o p en   n at u r o f   th e   I o T   s y s tem .   T h e   a d v an tag es o f   s elf - o r g an izin g   s er v ice  co m p o s itio n   ar e   th at  it   en ab les ad ap tiv s er v ice  co m p o s itio n ,   en h an cin g   s ca lab ilit y .   I im p r o v es  th s er v ice  ex ec u tio n ,   esp ec ially   i n   d y n am ic  en v ir o n m en ts ,   en s u r in g   ef f icien an d   r eliab le  p er f o r m an ce .   Self - o r g an izin g   m ec h an is m s   m im ic  b io lo g ical  an d   p h y s ical  p r o ce s s es  th at  ar o b s er v ab le  i n   n atu r e.   Self - o r g an izatio n   h as  b ee n   a p p lied   t o   m u ltit u d e   o f   tech n o lo g ical  ap p licatio n s .   W ith   th r is o f   cy b e r - p h y s ical  an d   au to m ate d   s y s tem s ,   r esear c h   in   s elf - o r g a n izatio n   h as  g ai n ed   m u ch   i n ter est.  Ho wev er ,   th e   im p lem e n tatio n   o f   s elf - o r g an izatio n   in   s er v ice  co m p o s itio n   h as  n o t   y et  r ea ch ed   its   f u ll   p o ten tial.  An   in itial  s u r v ey   o f   s elf - o r g an izatio n   an d   s er v ice   co m p o s itio n   h as  g iv en   in s ig h ts   th at  m eth o d s   f o r   s elf - o r g an izatio n   an d   its   p atter n s   h av ex is ted   in   tec h n o lo g ic al  ap p licatio n s   f o r   a   f ew  d ec a d es.   liter atu r s u r v ey   was  co n d u cted   u s in g   th k ey wo r d s   s elf - o r g an izatio n , ”  “self - o r g an izin g ,     “self - ev o lv in g , ”  “self - a d ap tiv e, ”  “ser v ice  co m p o s itio n , ”  a n d   “self - co m p o s iti o n . ”  B ased   o n   th is   s ea r ch ,   5 0   r elev an p a p er s   p u b lis h ed   b etwe en   2 0 1 4   a n d   2 0 2 4   wer id en tifie d   an d   an aly ze d .   T h m eth o d o lo g ies   em p lo y ed   f o r   d ev elo p in g   s elf - o r g an izin g   s y s tem s   ar illu s tr ated   in   Fig u r 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I n tellig en t self - o r g a n iz in g   mic r o s ervice  co mp o s itio n   u s in g   h yb r id   lea r n in g   fo r   …  ( S h a r o n   P o o r n ima )   1099       Fig u r 1 .   Me th o d o lo g ies  u s ed   in   s elf - o r g a n izatio n       I n   r ec en t   y ea r s ,   th e   r esear ch   h as  p o in ted   to war d s   th in cr ea s in   p er v asiv ap p licatio n s ,   p a r ticu lar ly   u s in g   th I o T ,   wh er s elf - o r g an izatio n   h as  em er g ed   as  th e   ap m eth o d o lo g y   to   d e v elo p   th ese  ap p licatio n s .   Dif f er en f r am ewo r k s ,   m o d els,  an d   alg o r ith m s   h a v b ee n   s tu d ied   a n d   r ev iewe d   to   d ee p e n   th u n d e r s tan d in g   an d   k n o wled g e   o f   s elf - o r g an i za tio n   in   s y s tem   d ev elo p m en t .   So m o f   th e   r esear ch   th at  is   m o s co g n iza n an d   r ec en t w ith   s elf - o r g a n izatio n   a n d   s er v ice  co m p o s itio n   h as  b e en   tab u lated   in   T ab le  1 .       T ab le  1 .   L is t o f   s elf - o r g a n izin g   s y s tem s   N o .   R e se a r c h   f o c u s   K e y   c o n t r i b u t i o n s   Li mi t a t i o n s   1.   G o a l - o r i e n t e d   a p p r o a c h   f o r   ser v i c e   c o m p o si t i o n   i n   m o b i l e   c o mp u t i n g   e n v i r o n m e n t [ 6 ]   I n t r o d u c e d   G o C o M o ,   a   g o a l - d r i v e n   s e r v i c e   c o m p o si t i o n   mo d e l   f o r   d y n a mi c   I o e n v i r o n me n t s   Li mi t e d   s c a l a b i l i t y   2.   I n t e g r a t e d   a g e n t - b a se d   m o d e l   f o r   a d a p t i v e   s e r v i c e   c o m p o s i t i o n   i n   n e t w o r k e d   s y st e ms  [ 1 0 ]   D e v e l o p e d   a n   a g e n t - b a s e d   a p p r o a c h   f o r   se l f - e v o l v i n g   ser v i c e   c o mp o s i t i o n   S u f f e r s fr o m   c o l d - st a r t   i ssu e s   3.   C o o r d i n a t i o n   m o d e l   u s i n g   l e a r n i n g   t e c h n i q u e f o r   o n - t h e - f l y   c o m p o s i t i o n   o f   r o b u st   serv i c e [ 1 1 ]   A p p l i e d   Q - l e a r n i n g   f o r   a d a p t i v e   ser v i c e   c o m p o si t i o n   i n   t h e   S A P E R f r a m e w o r k   H i g h   c o m p u t a t i o n a l   c o s t   4.   S e ma n t i c   m a t c h i n g - e n a b l e d   l e a r n i n g - b a s e d   m o d e l   f o r   d y n a m i c   ser v i c e   c o m p o si t i o n   [ 1 2 ]   I n t e g r a t e d   sem a n t i c   ma t c h i n g   i n t o   a   l e a r n i n g - b a se d   c o o r d i n a t i o n   m o d e l   f o r   I o ser v i c e s   R i s k   o f   n e t w o r k   f l o o d i n g   d u e   t o   e x c e s si v e   i n f o r mat i o n   d i ssem i n a t i o n   5.   B i o - i n sp i r e d   e m e r g e n t   s t r a t e g y   f o r   se l f - o r g a n i z a t i o n   i n   a u t o n o m o u I o T   e n v i r o n m e n t [ 1 3 ]   U sed   n e u r o t r a n sm i t t e r - b a se d   c o m m u n i c a t i o n   f o r   c o o p e r a t i v e   I o n o d e   i n t e r a c t i o n s   La c k s r o b u st n e ss i n   d y n a mi c   e n v i r o n m e n t s   6.   S e l f - a d v i so r y   me c h a n i sms   i n   se l f - o r g a n i z i n g   sy s t e ms   b a s e d   o n   e mer g e n t   b e h a v i o r   [ 1 4 ]   I n t r o d u c e d   s e l f - a d v i s i n g   m e c h a n i s m s   t o   e n h a n c e   c o n t e x t - a w a r e n e s s ,   v a l i d a t e d   t h r o u g h   e x p e r i m e n t s   i n   t h e   N A S A - A N T S   m i s s i o n   S c a l a b i l i t y   c h a l l e n g e i n   l a r g e   s y s t e ms   7.   M u l t i - a g e n t   sy s t e f o r   c o o r d i n a t e d   sel f - o r g a n i z a t i o n   o f   a u t o n o m o u s   s h u t t l e   f l e e t [ 1 5 ]   D e v e l o p e d   a n   a g e n t - b a s e d   f r a mew o r k   t o   o p t i mi z e   a u t o n o mo u s s h u t t l e   f l e e t   o p e r a t i o n s   La c k s re a l - t i m e   d y n a m i c   o p e r a t i o n s   f o r   r i d e - sh a r i n g   8.   R e s i l i e n t   m o b i l e   s e r v i c e   c o m p o s i t i o n   v i a   c o o p e r a t i v e   a g e n t - b a s e d   c o m m u n i t i e s   [ 1 6 ]   I n t r o d u c e d   S B O T I ,   a   s t i g m e r g i c - b a s e d   o p t i m i z a t i o n   m o d e l   f o r   d e c e n t r a l i z e d   s e r v i c e   c o m p o s i t i o n   Li mi t e d   a d a p t a b i l i t y   t o   c h a n g i n g   e n v i r o n m e n t s   9.   C r o ss - l a y e r   d e s i g n   f o r   se l f - o r g a n i z i n g   a n d   a d a p t i v e   c o mm u n i c a t i o n   i n   I o T   n e t w o r k [ 1 7 ]   D e v e l o p e d   2 S A EC - I o f o r   e f f i c i e n t   s e l f - o r g a n i z i n g   a n d   s e l f - c o n f i g u r i n g   I o c o mm u n i c a t i o n s   I n c r e a se d   c o m p l e x i t y   f o r   r e so u r c e - c o n st r a i n e d   d e v i c e s   1 0 .   I o r e c o mm e n d a t i o n   sy st e b a s e d     o n   a   s e l f - o r g a n i z i n g   mu l t i - a g e n t   f r a mew o r k   [ 1 8 ]   P r o p o se d   N A R I o T,   a   s e l f - o r g a n i z i n g   mu l t i - a g e n t   r e c o m me n d a t i o n   p l a t f o r m f o r   I o e n v i r o n me n t s   La c k a d v a n c e d   i n t e l l i g e n c e   a n d   n e t w o r k i n g   c a p a b i l i t i e s       T h liter atu r r ev iew  em p h asi ze s   th in cr ea s in g   s ig n if ican ce   o f   s elf - o r g an izin g   s er v ice  co m p o s itio n   in   d y n am ic  en v ir o n m e n ts .   Se v er al  ap p r o ac h es,  r an g in g   f r o m   m u lti - ag en s y s tem s ,   d ec en tr alize d   alg o r ith m s ,   to   n atu r e - in s p ir e d   m eth o d s ,   h av b ee n   e x p lo r e d .   Self - o r g a n izin g   s er v ice  co m p o s itio n   is   h ig h ly   s u itab le  f o r   I o T - b ased   h ea lth ca r e n v ir o n m en ts ,   esp ec ially   in   cr itical  s ettin g s   lik th n eo n atal  i n ten s iv ca r u n its   ( NI C U) .   I s u p p o r ts   ad ap tiv e,   d ec en tr alize d   co o r d in atio n   o f   s er v ices,  in c r ea s in g   r ea l - tim m o n ito r in g ,   r eso u r ce   u s e,   an d   f au lt  to le r an ce .   Ho wev er ,   d esp ite   th p o te n tial  o f   s elf - o r g an izatio n   to   p r o v id e f f icien a n d   r eliab le  co m p o s itio n   o f   s er v ic es,  its   f u ll  ap p licatio n   in   h ea l th ca r r em ain s   u n d e r - ex p lo r e d ,   n ec ess itatin g   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 109 7 - 1 1 0 8   1100   n ee d   f o r   f u r th e r   r esear ch   in   th is   d o m ain .   T h e   co n tr i b u tio n s   o f   th e   p r o p o s ed   m o d el   in   c o m p ar is o n   with   th e   ex is tin g   ap p r o ac h es h av b ee n   p r esen ted   in   T a b le  2 .       T ab le   2.   C o n tr i b u t i o n   o f   th e   p r o p o s ed   m o d el   v s .   ex is tin g   m o d e l s   F e a t u r e   Ex i s t i n g   m o d e l s   P r o p o se d   m o d e l   Le a r n i n g   a p p r o a c h   P u r e   r e i n f o r c e me n t   l e a r n i n g   i u se d   i n   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .   R u l e - b a se d   sy s t e ms   s u c h   a [ 6 ]   f a c e   c o l d - st a r t   a n d   sl o w   c o n v e r g e n c e .   H y b r i d   l e a r n i n g :   c o m b i n e u n su p e r v i se d   l e a r n i n g   a n d   r e i n f o r c e me n t   l e a r n i n g   e n a b l i n g   f a st e r   c o n v e r g e n c e   a n d   a d a p t i v e   b o n d i n g .   Emerg e n c e   a n d   se l f - o r g a n i z a t i o n   Emerg e n t   b e h a v i o r   i d i sc u sse d   c o n c e p t u a l l y   i n   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   T h e r e   i n o   r e a l - t i m e   l e a r n i n g   o r   r u n t i me   e v a l u a t i o n .   F o r mat i o n   o f   e f f e c t i v e   e m e r g e n t   p a t t e r n a i d e d   b y   S O M   a n d   r e i n f o r c e m e n t   l e a r n i n g   a t   r u n t i me.   C o mm u n i c a t i o n   a n d   n a t u r e - i n s p i r e d   o p t i m i z a t i o n   S p r e a d i n g   c a u ses   t h e   r i s k   o f   n e t w o r k   f l o o d i n g   ( o b s e r v e d   i n   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] ) .   S t i g merg i c   o p t i mi z a t i o n   i s   u se d   i n   [ 1 6 ] .   T h e s e   st r a t e g i e a r e   n o t   a p p l i e d   t o   h e a l t h c a r e .   Th e   a n t   a g e n t   u se p h e r o mo n e   st r a t e g i e t o   o p t i m i z e   b i o - i n s p i r e d   mec h a n i sm s,  r e d u c i n g   n e t w o r k   a n d   c o m p u t a t i o n a l   o v e r l o a d .   A g e n t - b a se d   a r c h i t e c t u r e   M u l t i - a g e n t   s y st e ms  a r e   u se d   f o r   d i s t r i b u t e d   c o n t r o l   [ 1 0 ] ,   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] ,   [ 1 8 ] .   M i c r o s e r v i c e s   c o l l a b o r a t e   f o r   l e a r n i n g - b a se d ,   a u t o n o mo u s,   se l f - o r g a n i z i n g   serv i c e   c o mp o s i t i o n .   F a u l t   t o l e r a n c e   a n d   re - b o n d i n g   I f   t h e   ser v i c e   c o m p o s i t i o n s   a r e   f r a g i l e ,   f a i l u r e c a n   c a u se  a   c o m p l e t e   b r e a k d o w n   [ 6 ] ,   [ 1 0 ] .   Th e   f a l l b a c k   m e c h a n i s i s   i m p l e m e n t e d   d u r i n g   b o n d i n g .   R e - b o n d i n g   o f   f a i l e d   ser v i c e i s   e n a b l e d   u si n g   a   mem o r y   b u f f e r   t o   e n su r e   g r a c e f u l   r e c o v e r y .   S e r v i c e   a g g r e g a t i o n   a n d   c o m p o si t i o n   S e r v i c e s   a r e   o f t e n   i n v o k e d   i n   i so l a t i o n ,   l e a d i n g   t o   mu l t i p l e   i n s t a n c e o f   t h e   sam e   s e r v i c e   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   A g g r e g a t e s   o v e r l a p p i n g   s e r v i c e a c r o ss   t r e a t m e n t   p l a n s ,   r e d u c i n g   r e d u n d a n c y   a n d   e n a b l i n g   d e c e n t r a l i z e d   c o m p o si t i o n .   M o n i t o r i n g   a n d   a d a p t a t i o n   l o o p   F e w   sy s t e m l i k e   [ 1 7 ]   e x p l i c i t l y   mo d e l   t h e   m o n i t o r a n a l y z e p l a n e x e c u t e k n o w l e d g e   ( M A P E - K )   l o o p .   A g e n t i m p l i c i t l y   p e r f o r t h e   p r o c e sses  i n v o l v e d   i n   a   M A P E - K   c y c l e .       3.   SE L F - O RG ANIZ I NG   M I C RO SE RV I C E   CO M P O S I T I O M O DE L   Self - o r g an izatio n   is   well - k n o wn   b o tto m - u p   ap p r o ac h   t h at  ca n   b u s ed   to   s o lv t h in h er e n p r o b lem s   i n   an   I o T   s y s tem   [ 8 ] .   T h is   r esear ch   p r o p o s es  m o d ellin g   u s in g   a g en t - b ased   s y s tem s .   Mu lti - ag en s y s tem s   ar p r ec is m atch   to   r e p r esen t h s elf - o r g an i zin g   m icr o s er v ice  c o m p o s itio n   m o d el.   Sev er al   p r o p er ties   o f   m u lti - ag e n ts   m ak th is   m eth o d   m o s s u itab le  t o   b u tili ze d   in   th p r o p o s ed   m o d el.   Mu lti - ag en ts   em u late  in tellig en ce   as  th ey   lear n   co n tin u o u s ly   f r o m   th en v ir o n m en an d   ar well - s u i ted   f o r   au to m ated   ap p licatio n s .   T h ey   ar au to n o m o u s   an d   ca p a b le  o f   m ak i n g   r ea ctiv o r   p r o ac tiv d ec i s io n s   b ased   o n   th e   en v ir o n m en t.  Mu lti - ag e n ts   also   m ak co llectiv co llab o r at io n s   b y   co m m u n icatin g   with   o th er   ag e n ts   in   th en v ir o n m en t a n d   p r o v id s er v i ce s   to   th en d   u s er   [ 1 9 ] .   I n   an   I o T   en v ir o n m e n t,  m icr o s er v ic es a r to u ted   as th ap p r o p r iate  ar ch itectu r to   r e p r esen th s er v ices  an d   d ata   p r o v id e d   b y   th e   I o T   d ev ices.   Mic r o s er v ices  ca n   f u n ctio n   well  as a g en ts   in   I o T   s y s tem s   a s   th ey   h av m an y   s im ilar ities   to   ag en ts th ey   ar d is tr ib u ted ,   m o d u lar ,   au to n o m o u s ,   an d   ca n   c o llab o r ate  with   o th er   m icr o s er v ices  an d   ar ca p ab le  o f   lear n in g   a n d   ad ap tatio n ,   also   d u to   th eir   p r o ac tiv o r   r ea ctiv p r o p er ties   [ 20 ] .   I n   th is   m o d el,   m icr o s er v ices  ar e   d e p lo y ed   as  a g en ts   to   r ep r esen s ev er al  f u n ctio n aliti es  o f   th m o d el.   T h m o tiv atio n   f o r   u s in g   m icr o s er v ices  a s   lo o s ely   co u p le d   ag en ts   in   th is   m o d el  is   th eir   ab ilit y   to   f u n ctio n   in   h eter o g en eo u s   en v ir o n m e n s u ch   as  an   I o T   ec o s y s tem ,   en h an cin g   th s ca lab ilit y   an d   ad ap tab ilit y   o f   s er v ice  co m p o s itio n   m eth o d s .     3 . 1 .     M icro s er v ice   re po s it o ry   in   t he   s elf - o rg a nizin g   mo d e l   T h m icr o s er v ice  r e p o s ito r y   r eg is ter s   an d   m an ag es  av ailab le  s er v ices.  I en s u r es  th at  s e r v ices  ar e   d is co v er ab le,   co m p o s ab le,   an d   f ail - s af e.   New   s er v ices  ca n   b ad d ed   d y n am ically   to   th r ep o s ito r y ,   an d   th e   ac tiv s er v ices  ca n   b o n d   b ased   o n   th c o n d itio n   a n d   s h ar e d   v itals .   I f   an   ac tiv s er v ice  f ail s ,   it  is   r ep lace d   with   s im ilar   o n e.   An   e x am p le  r e p r esen tatio n   o f   m icr o s er v ice  i n   th m icr o s er v ice  r ep o s ito r y   i s   g iv en   as f o llo ws .     {   "Name":   "Oxygen   Delivery ",  "Type":   "Respiratory",   "Required   vitals":   [" F i O 2 ",   " S a O 2 "],   "Execution  t ime": (0.6,0.9), # in milliseconds   "Failure  p robability":   0.05 , #5% failure rate   "Alternatives":   ["Nasal   Prong   Oxygen",   "Ventilation   Setup"]   }     T h m icr o s er v ice  r eg is tr y   r e g is ter s   all  th av ailab le  s er v ices  an d   co o r d in ates  th em .   Du r in g   th e   s er v ice  co m p o s itio n   p r o ce s s ,   t h d ee p   lear n in g   ag en q u er ie s   th m icr o s er v ice  r e g is tr y   an d   s elec ts   in d iv id u al  Mic r o s er v ices  o r   co m p o s ite  s er v ice  p atter n s   b ased   o n   th d etec ted   n eo n atal  co n d itio n s .   T h ese  s er v ices  ar e   co m p o s ed   u s in g   ad ap tiv lea r n in g   o f   em er g en p atter n s ,   p o wer ed   b y   t h h y b r id   a g en ( d ee p   lear n i n g   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I n tellig en t self - o r g a n iz in g   mic r o s ervice  co mp o s itio n   u s in g   h yb r id   lea r n in g   fo r   …  ( S h a r o n   P o o r n ima )   1101   SOM)   in teg r ated   in   th m o d el .   T h co m p o s itio n   o f   th s er v ices  is   f u r th er   f ac ilit ated   b y   s er v ice  ch o r eo g r ap h y ,   wh ich   aid s   s elf - o r g a n izatio n   wh en   co m p ar ed   to   s er v ice  o r c h estra tio n   [ 2 1 ].     3 . 2 .     Co m po nents o f   t he  m ic ro s er v ice  co m po s it io n mo del   T h e   s e l f - o r g a n i z i n g   m i c r o s e r v i c e   c o m p o s i t i o n   m o d e l   h a s   b e e n   e x p l a i n e d   i n   d e t a i l   i n   a   p r e v i o u s   r e s e a r c h   a r t i c l e   [ 2 0 ] ,   a n d   a   b r i e f   d e s c r i p t i o n   o f   t h e   m o d e l   h a s   b e e n   p r o v i d e d   b e l o w .   T h e   m o d e l s   c o m p o n e n t s   a r e :   i)   m ac h in lear n in g - b ased   class if ier ,   in teg r atin g   r an d o m   f o r est  ( R F)  an d   XG B o o s t,  h as  b ee n   em p lo y e d   to   ac cu r ately   class if y   v ar i o u s   n eo n atal  co n d itio n s   an d   r ec o m m en d   c o r r esp o n d in g   tr ea tm en p lan s .   T h e   m o d el  is   ev alu ated   u s in g   r ea l - wo r ld   n eo n atal  p h y s io lo g ical  d ataset  co llected   r etr o s p ec tiv ely   u n d e r   eth ical  clea r an ce   f r o m   th NI C o f   SKS  Ho s p ital  an d   Po s t g r ad u ate  Me d ical  I n s titu te,   Salem ,   I n d ia.   T h e   d ataset  co n tain s   co n tin u o u s   s ec o n d - wis d ata  o f   k ey   p h y s i o lo g ical  p ar am ete r s   s u ch   as  h ea r r ate  ( HR ) ,   b lo o d   p r ess u r e   ( B P),   r esp ir at o r y   r ate   ( R R ) ,   o x y g e n   s atu r atio n   ( S a O 2 ) ,   o x y g en   co n ce n tr atio n   ( FiO 2 ) ,   a n d   tem p er atu r ( T e m p )   r e co r d e d   d u r in g   t h f ir s 8   h o u r s   o f   life   f r o m   ten   m ec h an ically   v e n tilated   n eo n ates ,   co m p r is in g   o v e r   2 5 0 , 0 0 0   tim estam p ed   r ec o r d s .   T h co m p lete  d escr ip tio n   o f   th h y b r id   m o d e l   ( RF +X G B o o s t)   is   d i s cu s s ed   e x ten s iv ely   in   s ep ar ate  p ap er .   W h ile  th at  ar ticle  f o cu s es  o n   th wo r k in g   o f   th m ac h in lear n in g   m o d el  to   class if y   co n d itio n s   an d   r ec o m m en d   t r ea tm en ts ,   th e   p r esen t   wo r k   b u ild s   u p o n   it   by   d etailin g   th e   s elf - o r g an izin g   s er v ice   co m p o s itio n   p r o ce s s   th at  is   tr i g g er ed   o n ce   a   n eo n atal  co n d itio n   is   d etec ted .   ii)   T h B I OC OR E   ag en co m p r is es  th m icr o s er v ices  o f   s p r ea d in g ,   ag g r eg atio n ,   ev a p o r atio n ,   an d   b o n d in g ,   aid in g   s elf - o r g an izatio n .   T h e s m icr o s er v ices  ar th e   b asi s   o f   th e   s elf o r g a n izin g   r u le s   th at  g o v e r n     th s y s tem .   T h ese  m icr o s er v ices  r ea ct  b ased   o n   th d ata  ( n eo n atal  v itals )   th at  h av b ee n   class if ied     as c o n d itio n s .   iii)   d ee p   lear n in g   ag e n th at   en ab les  b o n d in g   o f   r elev a n s er v ices,  wh ile  lear n in g   f r o m   co r r ec an d   in co r r ec t b o n d in g   an d   ad ap tin g   d y n am ically   to   s er v ice  f ailu r es.   T h d ee p   lear n in g   ag en t   is   s u p p o r ted   b y   u n s u p e r v i s e d   l e a r n i n g   t h r o u g h   t h e   S O M .   SO M   i d e n t i f i e s   p a tte r n s   ( c l u s te r s )   t h a t   c a n   b r eu s ed ,   p r o v id i n g   em er g en ce   a n d   ad a p tab ilit y .   iv )   An   an t   a g en t   will   be   in teg r ated   in to   th e   m o d el   to   o p t im ize   th e   b io - in s p ir ed   m ec h an is m s   u s in g     p h er o m o n e - b a s e d   s t r a t e g i es .   I t   w il l   e f f i c i e n tl y   p r o p a g a t e   in f o r m a t i o n   t o   r e l e v a n t   s e r v i ce s ,   a g g r e g a te   f u n c t i o n a l l y   s i m i lar   m icr o s er v ices,  an d   elim i n ate  o u t d ate d   s er v ice  p ath s .   T h is   m in i m izes  n etwo r k   b o ttlen ec k s ,   r ed u ce s   s ea r ch   tim e,   en h an ce s   s ca lab ilit y ,   an d   en s u r es   co n tin u o u s   ad ap tatio n   to   d y n am i c   I o T   en v ir o n m en ts ,   co llectiv ely   im p r o v i n g   th e f f icien cy   o f   s er v ice  co m p o s itio n .   v)   An   o p tim izatio n   ag e n th at   s elec ts   th o p tim al   m icr o s er v i ce   co m p o s itio n s   b y   m in im izi n g   e x ec u ti o n   tim e,   r ed u cin g   co s t,  an d   m a x im izin g   r eliab ilit y .   I u s es  m u lti - o b jectiv ap p r o ac h   ( NSGA - I I +H C )     to   en s u r ef f icien t,  s ca lab le,   an d   q u ality   o f   s er v ice  ( Qo S) - awa r s er v ice  co m p o s itio n   in   d y n am ic  I o T   h ea lth ca r en v i r o n m e n ts .   T h s y s tem   ar ch itectu r o f   th e   s elf - o r g an izin g   m icr o s er v ice  co m p o s itio n   m o d el  is   d ep icted   in   Fig u r 2 .           Fig u r 2 .   Sy s tem   ar c h itectu r ( s elf - o r g an izin g   m icr o s er v ice  co m p o s itio n   m o d el)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 109 7 - 1 1 0 8   1102   3 . 3 .     Self - o rg a nizin g   B I O CO RE   T h p r o p o s ed   s elf - o r g a n izin g   m icr o s er v ice  m o d el  in teg r ates  th B I O C OR E   with   s er v ic es  s u ch   as  s p r ea d in g ,   ev ap o r atio n ,   b o n d i n g ,   a n d   a g g r e g atio n ,   a n d   an   an ag en t o   o p tim ize  th ese  s er v ices,  wh ile  th is   ap p r o ac h   s u p p o r ts   d ec e n tr alize d   in ter ac tio n s ,   em er g e n ce ,   a n d   s elf - o r g an izatio n .   SOM  p r o v id es  s u p p o r to   t h e   B I OC O R E   as  r o b u s b ac k b o n e,   en ab lin g   th d is co v e r y   o f   em er g en s er v ice  g r o u p in g s   [ 2 2 ] .   SOM  is   u s ed   to   clu s ter   th s er v ices  th at  h av e   co m m o n   v itals .   T h is   clu s ter   o f   s er v ices  co r r esp o n d s   to   p ar ticu lar   tr ea tm en t   p lan   an d   is   tr ain e d   to   au t o m at ically   cr ea te  b o n d s   am o n g   th e   s er v ices  ( in   th clu s ter ) .   SO is   also   u tili ze d   to   clu s ter   th s er v ices  f o r   m u ltip le  tr ea tm en p la n s   to   e n ab le  c o n tex t - awa r e   s er v ice  s h ar in g .   Alo n g   with   SOM,   a   g r ap h - b ased   r u le  en g in is   u s ed   to   g en er ate  v alid   s er v ice   s eq u en ce s   f o r   th tr ea tm e n p lan ,   en ab lin g   th e   em er g en ce   a n d   v alid ity   o f   th e   co m p o s ed   s er v ice.   T h SOM  is   tr ain ed   o n   b in a r y - e n co d e d   v ec to r s   o f   s er v ice   d ep en d e n cies,  b ased   o n   s h ar ed   v itals   b y   th s er v ices.   T h is   u n s u p e r v is ed   lear n in g   p r o ce s s   en ab les  th e   em er g e n ce   o f   in itial  s er v ice   g r o u p in g s ,   w h ich   s er v e   as  ca n d id ate   b u ild in g   b lo ck s   f o r   m o r e   co m p lex   co m p o s itio n s .   Ser v ice  s eq u en ce s   ar e   g e n er ated   u s in g   in itial   s er v ice  g r o u p i n g   p r im a r ily   to   s u p p o r s elf - o r g an izin g   m icr o s er v ice  co m p o s itio n .   T h g e n er ated   s eq u en ce s   co n s is o f   ato m ic  s er v ices,  w h er ea ch   s eq u en ce   h as  o n s er v ice,   an d   co m p o s ite  s er v ices,  wh er th s er v ice   s eq u en ce   is   f o r m ed   b y   a   s et  o f   co n tex t u ally   r elate d   s er v ices.  d ir ec ted   s er v ice  g r ap h   is   u s ed   to   ex p an d   th e   p ath s   b ased   o n   th tr ea t m e n p lan s ,   en s u r in g   m ed ical  r elev a n ce .   B r ea d th - f ir s s ea r ch   is   ap p lied   to   th g r ap h   to   g en er ate  v alid   tr ea tm en s eq u en ce s .   lis o f   k n o wn   in v al id   o r   r is k y   s eq u e n ce s   is   m ain tain ed   to   r em o v clin ically   u n s af e   o r   lo g ically   in co n s is ten p at h s .   T h e   s er v ice  s eq u en ce s   ar e   f u r th er   cla s s if ied   to   p r o v id e   tr ea tm en ts   ac co r d in g   to   th s e v er ity   o f   th co n d itio n .     3 . 4 .     O pera t io na l o v er v iew  o f   t he  deep  lea rning   a g ent   Dee p   lear n in g   h as  b ee n   wid el y   u s ed   f o r   d y n am ic  a n d   a d ap t iv s er v ice  co m p o s itio n   [ 2 3 ] .   T h ag en t   in teg r ates  u n s u p e r v is ed   lear n i n g   an d   r ein f o r ce m e n lear n i n g   to   cr ea te  a n   ad a p tiv co m p o s i tio n   m o d el  s u itab le  f o r   th d y n a m ic  an d   u n ce r tai n   en v ir o n m en o f   n eo n atal  in ten s iv ca r e.   I n itial  lear n in g   b y   th d ee p   lear n in g   ag en is   en ab led   b y   u n s u p e r v is ed   lear n in g ,   with   th h elp   o f   th SOM  clu s ter in g   th s er v ices  b ased   o n   th co m m o n   v itals   f o r   co n d itio n .   T h g r ap h - b ased   r u le  en g in g en e r ates  v alid   s eq u en c es  f o r   p ar ticu lar   tr ea tm en p lan .   T h ese  v alid   s e q u en ce s   ar u s ed   b y   t h d ee p   lear n in g   ag e n to   d y n am ically   co m p o s s er v ices  b y   p r ed ictin g   th m o s ap p r o p r iate  n ex m icr o s er v ice   at  ea c h   s tep .   As  s u cc ess f u co m p o s i tio n s   ar ex ec u ted ,   r ein f o r ce m e n lear n in g   tak es  o v er   b y   r ewa r d in g   th co r r ec t   co m p o s itio n   s eq u en ce s   ( v alid   s eq u en ce s )   f o r   th e   tr ea tm en p lan   an d   p e n alizin g   th in v alid   o n es.  E m er g en b eh av io r   is   n atu r al  o u tc o m o f   s elf - o r g an izatio n .   T h d ee p   lear n in g   ag e n u s es  r ein f o r ce m en lear n in g   to   ev alu ate  th ef f ec tiv en ess   o f   n ewly   d is co v er ed   em er g en an d   v alid   s er v ice  s eq u en ce s   th at  ar n o e x p licitly   d ef in ed .   I f   a n   in co r r ec s eq u e n ce   is   d etec ted ,   th e   s er v ice  co m b in atio n   is   f lag g e d   as  in co r r ec an d   is   r ep lace d   with   v alid   em er g en o r   r u le - b ased   s eq u en ce   r etr iev ed   f r o m   t h m em o r y   b u f f er .   T h is   m eth o d   e n s u r es  co n tin u ity   i n   th s er v ice   co m p o s itio n s .   Po s itiv r ewa r d s   ar ass ig n ed   f o r   b ette r   o u tco m es  d r iv en   b y   e m er g e n b eh av i o r ,   a n d   th i n ter n al  p o licy   o f   t h s y s tem   is   u p d ated   to   ev o lv d y n am i co m p o s itio n   s tr ateg ies  at  r u n tim e.   Un s u p er v is ed   lear n in g   is   em p lo y ed   to   d is co v er   em er g e n s er v ice  s eq u en ce s   f o r   tr ea t m en p lan s ,   wh ile  r ein f o r ce m e n lear n in g   is   u s ed   to   r ef in th e   s elec tio n   an d   b o n d in g   o f   v al id   an d   o p tim al  s er v ice  s eq u e n ce s .   T h s y s tem   p r o g r ess iv ely   lear n s   ef f ec tiv e   s er v ice  co m p o s itio n   p atter n s   t h r o u g h   r ewa r d s   an d   p en alties.   T h p a r am eter s   u s ed   b y   th e   d ee p   lear n in g   ag e n ar tab u lated   in   T ab le  3 .   T h l ea r n in g   p ar am eter s   ar o f   th e   d ee p   lear n in g   ag e n ar c h o s en   b ased   o n   p r e v io u s   r esear ch   in   [ 1 1 ] .       T ab le  3 .   L ea r n in g   p ar am eter s   o f   th d ee p   lear n i n g   ag e n t   P a r a m e t e r   V a l u e   D e s c r i p t i o n   A l p h a   0 . 3   Le a r n i n g   r a t e   G a m m a   0 . 9   D i sco u n t   f a c t o r   f o r   f u t u r e   r e w a r d s   E p s i l o n   0 . 2   I n i t i a l   e x p l o r a t i o n   r a t e   ( ϵ - g r e e d y   p o l i c y )   Ep si l o n   d e c a y   0 . 9 9 5   G r a d u a l   s h i f t   f r o m   e x p l o r a t i o n   to   e x p l o i t a t i o n   R e p l a y   M e m o r y   D e q u e   ( m a x l e n   = 1 , 0 0 0 )   S t o r e s   p a s t   e x p e r i e n c e s   f o r   st a b l e   t r a i n i n g   O p t i m i z e r   A d a m   A d a p t i v e   o p t i mi z e r   f o r   b a c k p r o p a g a t i o n   Lo ss   f u n c t i o n   M e a n   sq u a r e d   e r r o r   ( M S E )   M e a s u r e s   e r r o r   b e t w e e n   p r e d i c t e d   a n d   t a r g e t   Q - v a l u e s       3 . 5 .     T he  ro le  o f   t he  a nt  a g ent   T h an ag en o p tim izes  th s er v ices  p r o v id ed   b y   th B I O C OR E ,   n am ely   s p r ea d in g ,   ag g r eg atio n ,   ev ap o r atio n ,   an d   b o n d i n g .   A d ap tiv tu n in g   o f   th p ar am ete r s   o f   th e   an ag e n [ 2 4 ]   aid s   t h o p tim izatio n   o f   th ese  p atter n s .   T h p r o p o s ed   m o d el  in c o r p o r ates  th B I O C OR E   an d   an ag en t,  wh ic h   wer in ten d e d   to   f ac ilit ate  b io in s p ir ed   m ec h a n i s m s   s u ch   as  s p r ea d in g ,   ev a p o r atio n ,   ag g r eg atio n ,   an d   b o n d in g .   T h e   co m p lete   m o d el  in teg r ati n g   th B I OC OR E   an d   an ag en o p tim iz atio n   is   u n d er   d ev elo p m en t.   T h cu r r en m o d el   im p lem en tatio n   d ep lo y s   a   SOM  to   f u lf il  s ev er al   o f   th e   i n ten d ed   f u n ctio n alities   o f   th e   B I OC OR E   an d   an t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I n tellig en t self - o r g a n iz in g   mic r o s ervice  co mp o s itio n   u s in g   h yb r id   lea r n in g   fo r   …  ( S h a r o n   P o o r n ima )   1103   ag en t.  T h SOM  n o w   s er v es  as  f o u n d atio n al  b u ild in g   b lo ck ,   i n f o r m in g   t h s tr u ctu r an d   b eh av i o r   o f   em er g en s er v ice   co m p o s itio n s .   T h is   in ter m ed iate  im p lem e n tatio n   p r o v id es  c r itical  b asis   f o r   th o n g o in g   in teg r atio n   o f   th B I OC OR E   an d   an t A g e n t in to   th e   co m p let p r o p o s ed   m o d el.       4.   E XP E R I M E N T A L   SE T UP   AND  O UT CO M E S   T h is   m o d el   is   esp ec ially   d e v e lo p ed   f o r   s u g g esti n g   tr ea tm en p lan s   b ased   o n   th e   co n d itio n s   d etec ted   in   th n eo n ates.  T h m o d el  ca n   d etec m u ltip le  co - o cc u r r in g   co n d itio n s ,   aid in g   p h y s ician s   in   d ec id in g   cr itical   ca r tr ea tm en p la n s   b ased   o n   ch an g in g   clin ical  c o n d itio n s .   T h m o d el  is   tr ain ed   a n d   test ed   o n   s ev er al   tr ea tm en p lan s .   T h s am p le   s ize  was  s elec ted   to   en s u r s u f f icien r ep r esen tatio n   o f   b o th   in d i v id u al  a n d   co ex is tin g   n eo n atal  co n d itio n s .   Ap p r o x im ately   2 , 0 0 0   s am p les  wer u s ed   f o r   tr ain in g   in d iv id u al  co n d itio n s ,   an d   3 , 5 0 0   s am p les  wer u s ed   f o r   tr ain in g   ea c h   m u ltip le  c o n d itio n ,   th e r eb y   e n ab lin g   im p r o v e d   lear n in g   o f   co m p lex   s er v ice  b o n d i n g   p att er n s .   T wo   co m m o n ly   o c cu r r i n g   co n d itio n s   ar d escr ib ed   b el o w,   alo n g   with   th e   p r o ce s s   o f   s elf - o r g an izin g   s er v ice  co m p o s itio n .     4 . 1 .     I llu s t ra t io n o f   direct   bo nd ing   in a ct io n   W h en   s in g le  co n d itio n   o cc u r s ,   d ir ec b o n d in g   tak es  p lace .   T h co n tin u o u s ly   m o n ito r ed   v itals   tr ig g er   an   ale r wh e n   th e   th r es h o ld   v alu es  ar e   b r ea ch ed .   As  an   ex a m p le,   co n s id er   th e   f o llo win g   s ce n ar io .   T h e   Vital   s ig n   r ea d in g   of   FiO 2   is   5 5 %,   ca u s in g   th e   c o n d itio n   to   be   d etec ted   a s :   C 1 : m ild   r esp ir a to r y   d i s t r e s s .   All  o th er   v ital  s ig n   r ea d in g s   ar in   th e   n o r m al  r a n g e.   I n   c o n d itio n   C 1 ,   th d o m in a n v it al  is   FiO 2 m ak in g   it  th ce n tr al  r ef er en c p o in f o r   s er v ice  b o n d in g .   T h tr ea tm en p lan s   f o r   co n d i tio n   C 1   in v o lv th e   co m p o s itio n   o f   s ev er al  m icr o s er v ices  th at  ar alr ea d y   r eg is ter ed   in   th m icr o s er v ice  r ep o s ito r y .   An   in s tan ce   o f   th ese  s er v ices is u s ed   f o r   t h s er v ice  co m p o s itio n .   T h s er v ices r eq u ir ed   f o r   t h tr ea tm en t p lan   ( T 1 )   ar e:   i)   Mo n ito r in g co n tin u o u s ly   o b s er v es FiO 2   lev els an d   o th er   v ital p ar am eter s .   ii)   Ox y g en   d eliv er y in cr ea s es th FiO 2   lev els to   en h an ce   th o x y g en   co n ten t i n   in h aled   air .   iii)   S e d a t i o n m i n i m i z e s   d i s c o m f o r t   a n d   p r e v e n t s   d i s t r e s s   d u r i n g   t h e   a d m i n i s t r a t i o n   o f   r e s p i r a t o r y   i n t e r v e n t i o n s .   iv )   I n tu b atio n - estab lis h es a   s ec u r air way   wh en   n o n - i n v asiv o x y g en   d eliv er y   m et h o d s   ar i n s u f f icien   v)   V e n t i l at i o n   s e t u p c o n f i g u r e s   v e n t i l a t o r   p a r a m et e r s   t o   d e l i v e r   c o n s i s t e n t   a n d   c o n t r o l le d   r e s p i r a t o r y   s u p p o r t .   T h ese  s er v ices  f o r m   th b o n d s   en ab led   b y   i n itial  u n s u p e r v i s ed   lear n in g   an d   d ee p   lear n i n g   to   r ef in th b o n d in g .   Un s u p er v is ed   lear n in g   id en tifie s   th in itial  s e r v ice  s et  ( e. g . ,   m o n ito r in g   an d   o x y g e n   d eliv er y )   b ased   o n   clu s ter s   f o r m e d   b y   th SOM,   an d   d ee p   lear n in g   id en tifie s   t h o p tim al  s er v i ce   s eq u en ce s   f o r   a   tr ea tm en p lan .   T h s er v ice   co m p o s itio n   g r ap h   as  s h o w n   in   Fig u r 3   illu s tr ates  th o r d er   i n   wh ich   th e   s er v ices  ar co m p o s ed   f o r   th e   tr ea tm en ( T 1 ) .   T h m o n ito r i n g   s er v ice   is   alwa y s   ac tiv e,   tr ig g e r in g   th o th er   s er v ices  as   an d   wh e n   r e q u ir ed .   T h e   d as h ed   lin e   b etwe en   ( o x y g en   d eliv er y   an d   s ed atio n )   in d icate s   th at  th s ed atio n   s er v ice,   f o llo wed   b y   in tu b ati o n   an d   v e n tilatio n   s etu p ,   will   b in v o k e d   o n l y   if   t h co n d i tio n   escalate s .   T h p atien r ec eiv es  th t r ea tm e n p lan   ( T 1 ) ,   wh ich   is   class if ied   as  m ild   an d   s ev er e   b ased   o n   t h FiO 2   lev els.  T h s er v ice  s eq u en ce   f o r   th c o n d i tio n   C 1   an d   tr ea tm e n t p lan   ( T 1 )   is   as:    Mild :   m o n ito r i n g →o x y g en   d e l i v e r y .   S e v e r e :   m o n it o r i n g o x y g e n   d e l i v e r y →s e d a t i o n i n t u b a ti o n v e n t i l at i o n   s et u p .           Fig u r 3 .   Ser v ice   co m p o s itio n   g r ap h   ( d ir ec b o n d in g )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 109 7 - 1 1 0 8   1104   4 . 2 .     Sh a re d bo nd ing   a nd   a g g re g a t ed  s er v ice  co m po s it io n   I n   n eo n atal  cr itical  ca r e,   s in g le  p atien m ay   ex h i b it  m u ltip le  co ex is tin g   co n d itio n s   th at  s h ar v ital  in d icato r s .   On f r eq u e n tly   o cc u r r in g   co ex is tin g   co n d itio n   i n clu d es :   C 1 m ild   r esp ir ato r y   d is tr ess   ( tr ig g er ed   wh en   FiO 2 ≥30% 6 0 %) .   C 4 m ild   h y p o x em ia   ( tr ig g er e d   wh en   SaO 2 9 0 %).   Fig u r 4   illu s tr ates  th s er v ice  co m p o s itio n   g r a p h   o f   tr ea t m en p lan s   ( T 1 +T 4 )   f o r   th e   co ex is tin g   co n d itio n s   o f   ( C 1   an d   C 4 ) .   T h b lu n o d es  in d icate   th s e r v ices  th at  ar co m p o s ed   as  p ar o f   t h p r im a r y   in ter v en tio n   tr ea tm e n t p lan ,   a n d   th r ed   n o d es in d icate   th at  m o r s er v ices h av b ee n   ad d e d   to   th co m p o s itio n   wh en   th co n d itio n   escalate s .   T h d ash ed   lin es  in d icate   f r o m   ( o x y g e n   d eliv er y   to   s ed atio n )   in d icate s   th at  th e   co n d itio n   o f   th in f a n h as  r ap id ly   d eter io r ated ,   r eq u ir in g   im m ed iate  cr itical  ca r e.   I f   th co n d itio n   is   s tab le,   th en   th r esp ir ato r y   s u p p o r t   s er v ices  ar co m p o s ed .   I f   th c o n d itio n   wo r s en s   d esp ite  r esp ir ato r y   s u p p o r t,  th s er v ices  ( in tu b atio n ,   v en tilatio n   s u p p o r t,   v e n tilatio n   c o n tr o l,  an d   cr itical  ca r e )   a r d y n a m ically   ad d e d   to   th e   s er v ice  co m p o s itio n .   T h is   ad a p tiv b eh a v io r   is   en a b led   b y   m ec h an is m s   o f   em e r g en ce   an d   d ee p   lear n in g   an d   en s u r es  tim ely   an d   ap p r o p r iate  cr itical  ca r f o r   th in f an t.  T h tr ea tm en p lan   ( T 1 +T 4 )   is   co m p o s ed   b ased   o n   th co n d itio n   o f   t h p atien t.  T h s er v ice  s eq u en ce s   f o r   m ild   an d   s ev er tr ea tm e n t p lan s   ar e   as f o llo ws :   Mild m o n ito r in g →aler t n o tifi ca tio n →o x y g e n   d eliv er y →r esp ir ato r y   s u p p o r t .   Sev er e:  m o n ito r in g →aler n o tific atio n →o x y g en   d eliv e r y →r esp ir ato r y   s u p p o r t→s ed atio n →in tu b atio n   v en tilatio n   s etu p →v en tilatio n   co n tr o l→cr itical  in ter v en tio n .           Fig u r 4 .   Ser v ice   co m p o s itio n   g r ap h   ( s h ar ed   b o n d in g )       B o th   co n d itio n s   ar r esp ir at o r y   p r o b lem s   an d   r e q u ir im m e d iate  b u n o n - in v asiv in te r v e n tio n .   T h tr ea tm en p lan   co m b in es  th t r ea tm en lab els  T 1   an d   T 4 .   T h s h ar ed   an d   u n i q u s er v ices  f o r   th e   co m b in e d   tr ea tm en p lan   ( T 1 +T 4 )   a r e   s u m m ar ized   in   T a b le  4.   Sh ar ed   b o n d in g   is   im p lem en ted ,   an d   co m m o n   m icr o s er v ices  s p ec if ied   as  s h ar ed   as  s h o wn   in   T ab le  4   ar in s tan tiated   o n ly   o n ce   an d   u s ed   f o r   b o th   co n d itio n s .   Un s u p er v is ed   lear n in g   d etec ts   th ese  o v er lap s   b y   r ec o g n izin g   c o m m o n   s er v i ce s   ac r o s s   clu s ter s   f o r m ed   b y   th e   SOM.   So m s er v ices  ar r e q u ir e d   o n ly   f o r   co n d itio n   C 1 ,   an d   th ese  s er v i ce s   ar in s tan tiated   an d   c o m p o s ed   b ased   o n   th e   s ev er ity   o f   t h c o n d itio n   ( C 1 ) .   T h e   d ee p   lear n i n g   a g en t   is   tr ain ed   t o   co m p o s e   tr ea tm en t p lan s   ( T 1 +T 4 )   f o r   b o th   m ild   an d   s ev er c o n d itio n s   o f   th v itals .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       I n tellig en t self - o r g a n iz in g   mic r o s ervice  co mp o s itio n   u s in g   h yb r id   lea r n in g   fo r   …  ( S h a r o n   P o o r n ima )   1105   T ab le  4 .   Sh ar e d   an d   u n i q u s e r v ices o f   s h ar ed   b o n d in g   M i c r o s e r v i c e   S h a r e d / u n i q u e   P u r p o se   V i t a l   m o n i t o r i n g   S h a r e d   A d j u st s   d y n a m i c a l l y   t o   m o n i t o r   r e l e v a n t   v i t a l s   b a se d   o n   c o n d i t i o n   A l e r t   n o t i f i c a t i o n   S h a r e d   N o t i f i e s   c a r e g i v e r o f   a b n o r ma l   S a O 2   o r   F i O t h r e s h o l d s   O x y g e n   d e l i v e r y   S h a r e d   El e v a t e s   Fi O 2   t o   i mp r o v e   S a O 2   R e s p i r a t o r y   s u p p o r t   S h a r e d   ( c o n t e x t - a w a r e )   P r o v i d e n o n - i n v a s i v e   b r e a t h i n g   a ssi s t a n c e   ( u s e d   d i f f e r e n t l y   b a se d   o n   c o n d i t i o n )   V e n t i l a t i o n   s e t u p   S h a r e d   C o n f i g u r e s m e c h a n i c a l   v e n t i l a t i o n   V e n t i l a t i o n   c o n t r o l   S h a r e d   A d j u st s   b r e a t h i n g   p a r a met e r s   C r i t i c a l   i n t e r v e n t i o n   S h a r e d   ( c o n t e x t - a w a r e )   P r o v i d e e mer g e n c y   st a b i l i z a t i o n   d u r i n g   se v e r e   r e sp i r a t o r y   f a i l u r e   o r   r a p i d   d e t e r i o r a t i o n   S e d a t i o n   C o n d i t i o n - s p e c i f i c   ( C 1 )   K e e p s   t h e   i n f a n t   c a l d u r i n g   r e sp i r a t o r y   c a r e   I n t u b a t i o n   C o n d i t i o n - s p e c i f i c   ( C 1 )   En s u r e a   se c u r e   a i r w a y   w h e n   n o n - i n v a s i v e   v e n t i l a t i o n   f a i l s       4 . 3 .     Sim ula t i o n o f   m icro s er v ice  co m po s it io ns   T h is   s ec tio n   p r esen ts   th s i m u latio n   o u tc o m es  o f   th p r o p o s ed   s elf - o r g a n izin g   m i cr o s er v ice   co m p o s itio n   m o d el.   T h m o d el  is   im p lem en ted   u s in g   an   ag en t - b ased   lo g ic  em b ed d ed   with   d y n am ic     b o n d in g   m ec h an is m s .   T h m o d el  s im u lates  b o th   d ir ec b o n d in g   an d   s h ar ed   b o n d in g   b eh av io r   th r o u g h   em er g en ce   a n d   lear n in g .     4 . 3 . 1 .   M icro s er v ice  co m po s it io n a nd   ex ec utio n t im e   s am p le  s ize  o f   ap p r o x im at ely   2 , 0 0 0   n eo n atal  ca s es  h a v in g   th e   co n d itio n   C 1   alo n w as  u s ed   to   tr ain   th m o d el,   e n s u r in g   s u f f icien lear n in g   o f   t h s er v ice  co m p o s itio n   p atter n s   f o r   th at  co n d itio n .   Su b s eq u en tly ,   th m o d el   was  t r ain ed   t o   co m p o s s er v ices  f o r   th c o - ex is tin g   co n d itio n s   o f   C 1   an d   C 4   with   a n   ex p an d e d   s am p le  s ize  o f   3 , 5 0 0 .   T h e   s am p les  wer ex tr ac te d   f r o m   th e   r ea l - tim d ataset  ( o b tain ed   f r o m   th e   h o s p ital)   to   tr ain   th m o d el,   a n d   th s er v ice  co m p o s itio n   p at ter n s   wer o b s er v ed .   T h ex ec u tio n   tim f o r   ea c h   s er v ice  is   r an d o m ly   ass ig n ed ,   r an g in g   f r o m   0 . 1   to   3   m s ,   b ased   o n   th e x p ec ted   co m p lex it y   o f   th s er v ice  an d   p r ev io u s   r esear c h   r elate d   to   m in im izin g   ex ec u tio n   tim [ 2 5 ] .   Fo r   in s tan ce ,   aler s er v ices  w er ass ig n ed   s h o r ter   ex ec u tio n   tim es,  wh ile  cr itical  p r o ce d u r es  s u ch   as   in tu b atio n   wer e   ass ig n ed   lo n g er   ex ec u tio n   tim es,  r e f lec tin g   th p r o ce d u r al  d em a n d s   in   th p r ac tical  h ea lth ca r en v ir o n m en t.  I is   im p o r tan to   d is tin g u is h   b etwe en   s er v ice  ex ec u tio n   tim an d   s er v ice  co m p o s itio n   tim e.   Ser v ice  ex ec u tio n   tim r ef er s   to   th d u r atio n   tak en   b y   s p ec if ic  s er v ice  to   co m p lete  its   o p er atio n ,   wh er ea s   s er v ice  co m p o s itio n   tim r ef er s   to   t h tim r eq u ir e d   to   d is co v e r ,   s elec t,  an d   co m p o s s et   o f   s er v ices in to   c o m p o s ite  s er v ice.     4 . 3 . 2 .   Serv ice  co m po s it io n f o direct   bo nd ing   T h d ee p   lear n in g   a g en was  tr ain ed   to   c o m p o s s er v ice  s eq u en ce s   to   p r o v id e   th tr ea t m en p lan   ( T 1 )   f o r   b o th   m ild   a n d   s ev er e   ca s es.  T h s er v ice  co m p o s iti o n   tim an d   th av er a g ex ec u tio n   tim f o r   ea ch   m icr o s er v ice  wer e   r ec o r d ed   a cr o s s   2 , 0 0 0   tr ea tm e n p lan s   f o r   th p atien ts .   T h e   av er a g ex ec u tio n   tim es  wer e   s ep ar ately   tr ac k ed   f o r   th m i ld   tr ea tm en p lan   ( T 1 - m ild )   an d   th s ev er tr ea tm en p lan   ( T 1 - s ev er e ) .   T h e   Ser v ices,  s u ch   as  s ed atio n ,   in t u b atio n ,   an d   v e n tilatio n   s etu p ,   ar n o in s tan tiated   f o r   th e   m ild   tr ea tm en p lan .   T ab le  5   s u m m ar izes th d etails o f   th co m p o s ed   tr ea tm e n t p lan s .       T ab le  5 .   Av e r ag co m p o s itio n   tim ( m s ) : - d ir ec t b o n d in g   M i c r o s e r v i c e   Ex e c u t i o n   t i m e   ( m s )   T1 - m i l d   ( m s )   T1 - s e v e r e   ( m s )   M o n i t o r i n g   0 . 3 4 6   0 . 3 3 7   0 . 3 5 7   O x y g e n   d e l i v e r y   0 . 7 5 1   0 . 7 5 9   0 . 7 4 2   S e d a t i o n   1 . 2 3 5     1 . 2 3 5   I n t u b a t i o n   2 . 3 3 8     2 . 3 3 8   V e n t i l a t i o n   s e t u p   3 . 0 0 0     3 . 0 0 0   A v e r a g e   c o m p o s i t i o n   t i m e   ( m s )   5 . 1 7 3   3 . 0 0 0   1 0 . 5 0 0       4 . 3 . 3 .   Serv ice  co m po s it io n f o s ha re d bo nd i ng   T h e   d e ep   l e ar n in g   a g en t   w a s   t r a i n e d   o n   t h c o m b in e d   tr ea t m e n t   p l an   ( T 1 +T 4 ) ,   l e ar n in g   o p t i m a s e r v i c e   s eq u en c e s .   Sh a r e d   s e r v i c e s   a r e   in s t a n t i a te d   o n ce ,   a n d   t h e x ec u t io n   t im e   o f   t h e s e   s e r v i c e s   i s   c o m p u t ed   u s i n g   ag g r eg a t i o n   r u l e s   b a s e d   o n   t h u s a g o f   th e   s er v i ce   a s   s h ar e d   o r   c o n d i t io n - s p e c if i s e r v i c e.   T h e   r e s u l t s   o f   th e   co m p o s ed   t r e a t m en t   p l a n s   f o r   th e   co m b i n ed   co n d i t i o n   ( C 1 +C 4 )   a r e   d e t a i l e d   i n   T a b l e   6 .   T h d ee p   le a r n i n g   ag e n t   wa s   t r a in e d   o n   m i ld   an d   s e v e r c a s e s   s e p a r a t e ly   to   en h an c e   th e   tr a i n in g   s p e e d ,   e s p e c i a l ly   i n   c a s e s   o f   s h a r e d   b o n d in g ,   a s   t h e   t r e at m e n t   p la n   f o r   s ev e r e   c a s e s   i n v o l v e s   a   l o n g e r   c o m p o s i t e   s er v i c e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 Ap r il   20 26 109 7 - 1 1 0 8   1106   T ab le  6 .   Av e r ag co m p o s itio n   tim ( m s ) - s h ar ed   b o n d in g   M i c r o s e r v i c e   Ex e c u t i o n   t i m e   ( m s )   ( T 1 + T 4 ) - m i l d   ( m s )   ( T1 + T 4 ) - s e v e r e   ( m s )   O x y g e n   d e l i v e r y   0 . 7 4 7   0 . 7 1 2   0 . 7 7 8   M o n i t o r i n g   0 . 3 5 8   0 . 3 7 5   0 . 3 4 5   A l e r t   n o t i f i c a t i o n   0 . 1 9 5   0 . 2 3 3   0 . 1 6 4   R e s p i r a t o r y   s u p p o r t   1 . 5 2 7   0 . 9 1 4   0 . 9 1 1   C r i t i c a l   i n t e r v e n t i o n   1 . 3 3 6     1 . 5 2 7   S e d a t i o n   2 . 9 0 0     1 . 3 3 6   V e n t i l a t i o n   s e t u p   2 . 9 0 0     2 . 9 0 0   I n t u b a t i o n   2 . 2 4 5     2 . 2 4 5   V e n t i l a t i o n   c o n t r o l   1 . 1 6 0     1 . 1 6 0   A v e r a g e   c o m p o s i t i o n   t i m e   ( m s )   8 . 6 3 5   3 . 5 7 8   1 2 . 7 7 3       4 . 3 . 4 .   M icro s er v ice  utiliza t io n a nd   bo nd i ng   m ec ha nis m   T h f r eq u e n cy   o f   m icr o s er v i ce   u s ag f o r   th two   m icr o s er v ice  b o n d in g   s tr ateg ies  illu s tr ated   in   Fig u r 5   h ig h lig h ts   th p r o m in en r o le  o f   f o u n d atio n al  s er v ices  an d   th b en ef its   o f   c o n tex t - awa r s er v ice   in clu s io n .   Ser v ices su ch   as m o n ito r in g   an d   o x y g en   d eliv er y   ar u s ed   m o r o f ten   d u to   th e ir   cr itical  r elev an ce   in   b o th   d ir ec an d   s h a r ed   b o n d in g .   I n   s h ar ed   b o n d in g   f o r   c o n d itio n s   ( C 1   an d   C 4 ) ,   s er v ic es  lik s ed atio n   an d   in tu b atio n   wer s elec tiv ely   b o n d ed   in   s ev er ca s es  o f   co n d itio n   ( C 1 ) .   Ad d itio n ally ,   s ev er al  o th er   s er v ices  wer ag g r eg ated   an d   co m p o s ed ,   r ef lectin g   r u n tim s er v ice  d y n am icity   an d   ad a p tatio n .   T h e   s im u latio n   r esu lts   d em o n s tr ate  th ef f ec tiv e n e s s   o f   th p r o p o s ed   s elf - o r g an izin g   m icr o s er v ice  co m p o s itio n   m o d el  to   d y n am ically   co m p o s s er v ice s   an d   a d ap to   v ar y in g   clin ica co n d itio n s   in   a   d y n am ic  I o T   ec o s y s tem   th r o u g h   s elf - o r g an izatio n   a n d   p atter n   l ea r n in g   u s in g   d ee p   lear n in g .   T h ese  p r o m is in g   o u tc o m es  h ig h lig h th p o te n tial  o f   th m o d el  f o r   d e p lo y m e n t in   r em o te  m o n ito r i n g   an d   r ea l - t im h ea lth ca r ap p licatio n s .             Fig u r 5 .   C o m p a r is o n   o f   m icr o s er v ice  u s ag in   d ir ec t a n d   s h ar ed   b o n d in g       5.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ts   n o v el  s elf - o r g a n izin g   m ic r o s er v ice  c o m p o s itio n   m o d el  d esig n ed   f o r   r ap i d ly   ev o lv in g   h ea lth ca r e   en v ir o n m en ts   th at  u tili ze   I o T   d ev ices.  T h m o d el  h as  b ee n   d e v elo p ed   to   s er v e   cr itical   m ed ical  en v i r o n m e n ts   s u ch   as  NI C Us.  T h m o d el  est ab lis h es  d ec en tr alize d   m icr o s er v ice  in ter ac tio n ,   en ab lin g   a u to n o m o u s   s er v ic ch o r e o g r ap h y   with o u n ee d in g   ce n tr alize d   co n tr o l.  T h in teg r atio n   o f   a     d ee p   lear n in g   a g en en ab les  s elf - o r g a n izatio n   an d   em e r g en t   b eh av io r   at  r u n   tim e,   en ab lin g   tim ely   ad ap tatio n   to   p atien ts   n ee d s .   T h d ee p   l ea r n in g   ag en t   is   s u p p o r ted   b y   u n s u p e r v is ed   lear n in g   th r o u g h   SOM,   f ac ilit atin g   th g en er atio n   o f   em er g en an d   v alid   s er v ice  s eq u en ce s ,   s tr e n g th en in g   d y n am ic  c o o r d i n atio n   an d   ad ap tatio n .   T h m o d el  en ab les  p r ed ictiv e   s er v ice  co m p o s itio n   th r o u g h   lear n in g ,   s u p p o r tin g   th p r el o ad in g   o f   s er v ices   an d   th er e b y   r ed u ci n g   laten c y   in   cr itical  ca r s ce n ar i o s .   T h e   s im u latio n   r esu lts   ar b ased   o n   au th e n tic  clin ical  d ata,   s h o wca s in g   r ea l - tim lear n in g   an d   s er v ice  co m p o s itio n .   T h m o d el  h as  s t r o n g   p o ten tial  f o r   d ep lo y m e n in   I o T - e n ab led   c r itical  ca r s ettin g s .   T h m o d el  o f f er s   a   s ca lab le  an d   r esp o n s iv s o lu tio n   f o r     r ea l - tim h ea lth ca r e   s er v ice   d eliv er y   in   an   I o T   e n v ir o n m en t .   Fu tu r e   r esear ch   will  aim   t o   i n co r p o r ate  a d ap tiv e   Qo p ar am eter s   in to   th s er v ice  co m p o s itio n   p r o ce s s .   T h is   e n h an ce m en is   i n ten d ed   to   p r o v id e     p er s o n alize d   t r ea tm en wh ile   en s u r in g   r esil ien an d   s ea m le s s   s er v ice  d eliv er y   with in   a   d y n am ic,   I o T - d r iv en   h ea lth ca r ec o s y s tem .       ACK NO WL E DG E M E NT   T h au th o r s   ex p r ess   th eir   s in c er g r atitu d to   th m a n ag em en o f   SKS  Ho s p ital  an d   Po s t   Gr ad u ate   Me d ical  I n s titu te,   Salem ,   I n d ia,   f o r   g r an tin g   p e r m is s io n   to   o b s er v NI C p r o ce d u r es  an d   f o r   p r o v id in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.