Η σύγχρονη τάση επιβάλει στα ρομπότ να μπορούν πιο εύκολα να προσαρμοστούν στο περιβάλλον. Οι λόγοι που επιβάλλουν κάτι τέτοιο είναι κυρίως λόγοι οικονομίας χρήματος και χρόνου. Για να είναι δυνατόν να μπορεί να προσαρμοστεί το βέλτιστο τρόπο θα πρέπει να μπορεί να λαμβάνει σαν είσοδο πληροφορία από αυτό. Διάφορα είδη αισθητηρίων χρησιμοποιούνται για αυτό το σκοπό. Για τη παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύχθηκε ένα σύστημα στερεοσκοπικής όρασης. Η λογική για ένα τέτοιο σύστημα είναι να λειτουργεί σαν τα μάτια του ρομπότ, δηλαδή να εντοπίζει με αυτοματοποιημένο τρόπο τα σημεία στα οποία θα πρέπει να μεταβεί το ρομπότ για να ολοκληρώσει την εκάστοτε εργασία (πιάσιμο αντικειμένου, συγκόλληση κλπ). Πειράματα αναπτύχθηκαν γύρω από το αντικείμενο αυτό, με σκοπό τη συλλογή μετρήσεων διαφόρων σημείων με χρήση κάμερας (3D), προκειμένου να οδηγηθεί το ρομπότ σε αυτά μέσω των σημείων που αναγνώριζε ο αλγόριθμος επεξεργασίας εικόνας. Η υποστήριξη των πειραμάτων αυτών έγινε από το σχεδιασμό και τον προγραμματισμό ενός συστήματος στερεοσκοπικής όρασης για την οδήγηση του ρομπότ στην ολοκλήρωση συγκολλήσεων των εκάστοτε σημείων. / The current trend in robotics concerns the easy adaption in the environment. The reasons for requiring this are mainly economic reasons and time effective processes. In order to help the robot to be adjusted optimally, the second should be able to take as input information from it. Various kinds of sensors are used for this purpose. A stereo vision system was developed in this thesis. The rationale for such a system is to act as the eyes of the robot, e.g. to identify an automated way in which the robot should make motion planning in order to completer to each task (grasping the object, welding etc.). Experiments were developed around the object, in order to collect measurements using different camera points (3D), in order to guide the robot through these points that recognized the image processing algorithm. The supporting of these experiments were the design and planning of a stereo vision system for driving the welding robot in completing the respective points

Σε αυτήν την εργασία χρησιμοποιούμε το μέσο κοινωνικής δικτύωσης "twitter" (https://twitter.com/) για την συλλογή μηνυμάτων που αφορούν τις εξελίξεις στην ευρωζώνη και την εφαρμογή μεθόδων επιβλεπόμενης μηχανικής μάθησης για την "εκπαίδευση" ενός κατηγοριοποιητή ο οποίος θα διαχωρίζει τα μηνύματα σε "θετικά" και "αρνητικά" ανάλογα με την είδηση ή την άποψη που περιέχουν. Οι μέθοδοι κατηγοριοποίησης που εφαρμόστηκαν ήταν οι k πλησιέστεροι γείτονες, μηχανές διανυσμάτων υποστήριξης και αφελής Μπεϊζιανός κατηγοριοποιητής. Ο ταξινομητής θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ένα απλό πρόγραμμα το οποίο ημερησίως θα συλλέγει και θα ταξινομεί, αυτομάτως, σχετικά μηνύματα. Μία μακρυπρόθεσμη χρήση ενός τέτοιου προγράμματος θα μας έδινε σαν αποτέλεσμα δεδομένα σε μορφή χρονοσειράς τα οποία στην συνέχεια θα μπορούσαν να αναλυθούν για την εξαγωγή, πιθανώς, χρήσιμων συμπερασμάτων. / --

Το κύριο μέρος της διατριβής αρχίζει στο Κεφάλαιο 4 όπου παρουσιάζονται πρωτότυπα ερευνητικά αποτελέσματα της διατριβής που αφορούν στην κανονική και χαοτική δυναμική Χαμιλτώνιων συστημάτων λίγων βαθμών ελευθερίας. Περιγράφονται αποτελέσματα πάνω στη συμπεριφορά δεικτών διάκρισης οργανωμένης και χαοτικής δυναμικής στα συστήματα αυτά και γίνεται σύγκριση με τα αντίστοιχα της διεθνούς βιβλιογραφίας. Τέλος, αναφέρονται αποτελέσματα από τη θεωρία και την εφαρμογή της μεθόδου του Γενικευμένου Δείκτη Ευθυγράμμισης GALI, που αποτελεί ένα από τα πιο βασικά νέα στοιχεία της διατριβής, σε μη ολοκληρώσιμα Χαμιλτώνια συστήματα δύο και τριών βαθμών ελευθερίας. Το Κεφάλαιο 5 ασχολείται με την παρουσίαση πρωτότυπων ερευνητικών αποτελεσμάτων σε Χαμιλτώνια δυναμικά συστήματα πολλών βαθμών ελευθερίας. Εδώ, εισάγονται νέες μέθοδοι για την μελέτη των περιοχών κανονικής και χαοτικής συμπεριφοράς συστημάτων πολλών βαθμών ελευθερίας με σκοπό να κατανοηθεί η συμπεριφορά των συστημάτων αυτών στο θερμοδυναμικό όριο και να δοθεί μια απάντηση στο καίριο ερώτημα αν οι νόμοι της Στατιστικής Μηχανικής ισχύουν στην περίπτωση των πολυδιάστατων Χαμιλτώνιων συστημάτων που εξετάζονται εδώ. Ελέγχεται πως αυξάνουν οι χαοτικές περιοχές γύρω από ασταθείς Απλές Περιοδικές Λύσεις (ΑΠΛ) στον χώρο φάσεων, μετά από μία κρίσιμη τιμή της ολικής ενέργειας, η δε μετάβαση από περιορισμένο σε εκτεταμένο χάος, προκύπτει από το ότι συχνά σε περιοχές διαφορετικών ασταθών ΑΠΛ συγκλίνουν τα αντίστοιχα φάσματα Lyapunov στην ίδια εκθετική συνάρτηση. Υπολογίζοντας κατόπιν το άθροισμα των θετικών εκθετών Lyapunov, που αντιστοιχεί στην εντροπία Kolmogorov - Sinai και διαπιστώνεται ότι για τα συστήματα που εξετάζονται στη διατριβή αυτή, η εντροπία KS αυξάνει γραμμικά, συναρτήσει των βαθμών ελευθερίας N, επιβεβαιώνοντας έτσι ότι είναι εκτεταμένη ποσότητα της Στατιστικής Μηχανικής. Τέλος εισάγεται η νέα μέθοδος του Δείκτη Γραμμικής Εξάρτησης (LDI) για τον διαχωρισμό χαοτικών και οργανωμένων τροχιών και αναφέρονται τα συγκριτικά της πλεονεκτήματα σε σχέση με τις μεθόδους των Κεφαλαίων 3 και 4. Αξίζει επίσης να αναφερθεί ότι πολλά αποτελέσματα της διατριβής μπορούν να εφαρμοσθούν για τη μελέτη της δυναμικής συμπλεκτικών απεικονίσεων, για τις οποίες ο κ .Αντωνόπουλος ανέπτυξε μια νέα μέθοδο που συνδυάζει τη χρήση δικών του μεθόδων και των λεγόμενων Διαφοροεξελικτικών Αλγορίθμων, για την εύρεση της δυναμικής ακτίνας ευστάθειας συμπλεκτικών απεικονίσεων που περιγράφουν επιταχυντές σωματιδίων υψηλών ενεργειών. / The main part of the thesis begins with Chapter 3, where new research results are presented which concern the regular and chaotic dynamics of Hamiltonian systems of few degrees of freedom. Results are described on the behavior of indices distinguishing organized from chaotic motion in these systems and a comparison is made with corresponding results in the international literature. Then, new findings are reported on the theory and application of the method of the Generalized Alignment Index GALI, which is one of the most basic discoveries of the thesis in nonintegrable Hamiltonian systems of 2 and 3 degrees of freedom. Chapter 5 deals with the presentation of original research results in Hamiltonian systems of many degrees of freedom. Here new methods are introduced for the study of regions of regular and chaotic behavior of multi degree of freedom systems with the primary aim of understanding the behavior of these systems in the thermodynamic limit to give an answer to the crucial question of whether the laws of Statistical mechanics hold in the case of multi dimensional Hamiltonian systems. The author studies how chaotic regions increase in size around unstable Simple Periodic Orbits (SPOs) in phase space, beyond a critical value of the energy, while the transition from limited to widespread chaos is indicated by the fact that in regions of different unstable SPOs the corresponding Lyapunov spectra converge to the same exponential – like function. Computing then the sum of the positive Lyapunov exponents, which corresponds to the so called Kolmogorov – Sinai entropy, it is shown that the systems that are studied in this thesis the KS entropy increases linearly as a function of the number of degrees of freedom N, thus confirming that it is an extensive quantity of Statistical Mechanics. Finally, the new method of the Linear Dependence Index (LDI) is introduced for distinguishing between regular and chaotic orbits and its advantages are described when compared with the methods of Chapters 3 and 4. It is worth mentioning also that many of the results of this thesis can be applied to the study of the dynamics of symplectic mappings, for which Mr. Antonopoulos developed a new method which combines his techniques with those of Evolutionary Algorithms, for determining the dynamical aperture radius for the stability of symplectic maps which describe the dynamics of high energy particle accelerators.

Σκοπός της εργασίας είναι η παρουσίαση των εξισώσεων κίνησης του στερεού σώματος και η μελέτη δύο σημαντικών επιλύσιμων περιπτώσεων κίνησης στρόβου (Lagrange, Euler) . Στo πρώτο κεφάλαιο περιγράφουμε την κίνηση ενός στερεού σώματος χρησιμοποιώντας την ομάδα στροφών. Αποδεικνύουμε το θεώρημα Chasles το οποίο μας δείχνει πως η μετακίνηση ενός στερεού μπορεί να αποσυντεθεί σε περιστροφή γύρω από έναν άξονα και μεταφορά πάνω σε αυτόν. Στη συνέχεια σκοπός μας είναι η κατανόηση της γωνιακής ταχύτητας ενός στερεού σώματος. Σημαντικό ρόλο σε αυτή την πορεία παίζει τόσο το αδρανειακό όσο και το ενσωματωμένο στο στερεό σύστημα αναφοράς. Έπειτα δίνονται οι ορισμοί της ενέργειας, της στροφορμής, της ροπής και οι εκφράσεις τους συναρτήσει γνωστών πλέον εννοιών από τα προηγούμενα. Το κεφάλαιο ολοκληρώνεται με την Δυναμική που έχει ως αντικείμενο μελέτης και έρευνας τη κίνηση των σωμάτων υπό την επίδραση δυνάμεων, και καταλήγει στην παρουσίαση των εξισώσεων Euler. Στο δεύτερο κεφάλαιο στρέφουμε το ενδιαφέρον μας στις εφαρμογές και παρουσιάζουμε την επίλυση δύο σημαντικών προβλημάτων της μηχανικής: η κίνηση ενός συμμετρικού στρόβου που κινείται υπό την επίδραση του βάρους του έχοντας ένα σταθερό σημείο (ο στρόβος του Lagrange) και η κίνηση ενός στερεού που κινείται χωρίς την επίδραση εξωτερικών ροπών (ο στρόβος του Euler). Οι λύσεις εκφράζονται μέσω Ελλειπτικών Συναρτήσεων. Τέλος, στο τρίτο κεφάλαιο παρατίθενται σχόλια στις εργασίες των Holmes - Marsden και των Heijden - Yagasaki που αφορούν την ύπαρξη χαοτικής συμπεριφοράς στην διαταραγμένη περίπτωση Lagrange, που αναφέρεται σε σχεδόν συμμετρικό στρόβο. / Σκοπός της εργασίας είναι η παρουσίαση των εξισώσεων κίνησης του στερεού σώματος και η μελέτη δύο σημαντικών επιλύσιμων περιπτώσεων κίνησης στρόβου (Lagrange, Euler) . Στo πρώτο κεφάλαιο περιγράφουμε την κίνηση ενός στερεού σώματος χρησιμοποιώντας την ομάδα στροφών. Αποδεικνύουμε το θεώρημα Chasles το οποίο μας δείχνει πως η μετακίνηση ενός στερεού μπορεί να αποσυντεθεί σε περιστροφή γύρω από έναν άξονα και μεταφορά πάνω σε αυτόν. Στη συνέχεια σκοπός μας είναι η κατανόηση της γωνιακής ταχύτητας ενός στερεού σώματος. Σημαντικό ρόλο σε αυτή την πορεία παίζει τόσο το αδρανειακό όσο και το ενσωματωμένο στο στερεό σύστημα αναφοράς. Έπειτα δίνονται οι ορισμοί της ενέργειας, της στροφορμής, της ροπής και οι εκφράσεις τους συναρτήσει γνωστών πλέον εννοιών από τα προηγούμενα. Το κεφάλαιο ολοκληρώνεται με την Δυναμική που έχει ως αντικείμενο μελέτης και έρευνας τη κίνηση των σωμάτων υπό την επίδραση δυνάμεων, και καταλήγει στην παρουσίαση των εξισώσεων Euler. Στο δεύτερο κεφάλαιο στρέφουμε το ενδιαφέρον μας στις εφαρμογές και παρουσιάζουμε την επίλυση δύο σημαντικών προβλημάτων της μηχανικής: η κίνηση ενός συμμετρικού στρόβου που κινείται υπό την επίδραση του βάρους του έχοντας ένα σταθερό σημείο (ο στρόβος του Lagrange) και η κίνηση ενός στερεού που κινείται χωρίς την επίδραση εξωτερικών ροπών (ο στρόβος του Euler). Οι λύσεις εκφράζονται μέσω Ελλειπτικών Συναρτήσεων. Τέλος, στο τρίτο κεφάλαιο παρατίθενται σχόλια στις εργασίες των Holmes - Marsden και των Heijden - Yagasaki που αφορούν την ύπαρξη χαοτικής συμπεριφοράς στην διαταραγμένη περίπτωση Lagrange, που αναφέρεται σε σχεδόν συμμετρικό στρόβο.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματευόμαστε το θέμα της χρήσης των Bayesian Δικτύων -και γενικότερα των Πιθανοτικών Γραφικών Μοντέλων - στη Μηχανική Μάθηση. Στα πρώτα κεφάλαια της εργασίας αυτής παρουσιάζουμε συνοπτικά τη θεωρητική θεμελίωση αυτών των δομημένων πιθανοτικών μοντέλων, η οποία απαρτίζεται από τις βασικές φάσεις της αναπαράστασης, επαγωγής συμπερασμάτων, λήψης αποφάσεων και εκμάθησης από τα διαθέσιμα δεδομένα. Στα επόμενα κεφάλαια, εξετάζουμε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών των πιθανοτικών γραφικών μοντέλων και παρουσιάζουμε τα αποτελέσματα των εξομοιώσεων που υλοποιήσαμε. Συγκεκριμένα, αρχικά με χρήση γράφων ορίζονται τα Bayesian δίκτυα, Markov δίκτυα και Factor Graphs. Έπειτα, παρουσιάζονται οι αλγόριθμοι επαγωγής συμπερασμάτων που επιτρέπουν τον απευθείας υπολογισμό πιθανοτικών κατανομών από τους γράφους. Διευκολύνεται η λήψη αποφάσεων υπό αβεβαιότητα με τα δέντρα αποφάσεων και τα Influence διαγράμματα. Ακολούθως, μελετάται η εκμάθηση της δομής και των παραμέτρων των πιθανοτικών γραφικών μοντέλων σε παρουσία πλήρους ή μερικού συνόλου δεδομένων. Τέλος, παρουσιάζονται εκτενώς σενάρια τα οποία καταδεικνύουν την εκφραστική δύναμη, την ευελιξία και τη χρηστικότητα των Πιθανοτικών Γραφικών Μοντέλων σε εφαρμογές του πραγματικού κόσμου. / The main subject of this diploma thesis is how probabilistic graphical models can be used in a wide range of real-world scenarios. In the first chapters, we have presented in a concise way the theoretical foundations of graphical models, which consists of the deeply related phases of representation, inference, decision theory and learning from data. In the next chapters, we have worked on many applications, from Optical Character Recognition to Recoginizing Actions and we have presented the results from the simulations.

Είναι γεγονός ότι ολοένα και περισσότεροι άνθρωποι επιλέγουν καθημερινά να χρησιμοποιήσουν τον Παγκόσμιο Ιστό προκειμένου να εκτελέσουν ένα ευρύ φάσμα δραστηριοτήτων το οποίο προσφέρεται μέσα από αυτόν. Ο αριθμός των χρηστών του διαδικτύου αυξάνεται συνεχώς, καθώς επίσης και το σύνολο των ποικίλων δραστηριοτήτων που μπορούν να εκτελεστούν μέσω των ιστοσελίδων. Όμως, έχει παρατηρηθεί ότι τα τελευταία χρόνια πέρα από πηγή πληροφόρησης, ο Παγκόσμιος Ιστός αποτελεί και ένα σημαντικότατο μέσο έκφρασης για τους ανθρώπους αλλά και επικοινωνίας μεταξύ τους. Εκατομμύρια χρηστών του Παγκόσμιου Ιστού χρησιμοποιούν καθημερινά εφαρμογές του διαδικτύου μέσω των οποίων αλληλεπιδρούν. Κάθε ένας λοιπόν από αυτούς τους χρήστες μπορεί ελεύθερα να εκφράσει την άποψή του πάνω σε διάφορα ζητήματα που τον απασχολούν, να σχολιάσει της απόψεις των άλλων χρηστών αλλά και να επικοινωνήσει με αυτούς. Σύμφωνα με τα παραπάνω λοιπόν, οι χρήστες του διαδικτύου μπορούν να επιλέξουν ανάμεσα σε πολλά μέσα που είναι διαθέσιμα όπως ιστολόγια, φόρουμ, ιστότοπους και μέσα κοινωνικής δικτύωσης προκειμένου να επικοινωνούν. Αρκετό ερευνητικό ενδιαφέρον παρουσιάζει η συλλογή, ανάλυση και αξιολόγηση δεδομένων από τον Παγκόσμιο Ιστό που έχουν παραχθεί από χρήστες. Επίσης ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει ο συσχετισμός του χρήστη με το κείμενο που έχει παράξει, και η αναγνώριση κάποιων κοινωνικών χαρακτηριστικών του, όπως για παράδειγμα, αν ο χρήστης του κειμένου χ είναι άνδρας ή γυναίκα. Μια τέτοια αναγνώριση είναι δυνατή με τον εντοπισμό αντιπροσωπευτικών γνωρισμάτων ανδρικής ή γυναικείας γραφής και λόγου σε κειμενικά δεδομένα χρηστών. Η μελέτη λοιπόν των χαρακτηριστικών του περιεχομένου το οποίο έχει παραχθεί από χρήστες είναι κομβικό σημείο σε μια σειρά ερευνητικών πεδίων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν οι μελέτες στα πλαίσια του πεδίου της εξόρυξης πληροφορίας (text mining), οι οποίες βασίζονται στο περιεχόμενο των χρηστών για να αλιεύσουν τις απόψεις για ένα θέμα ή για ένα προϊόν. Ως αποτέλεσμα λοιπόν, της συνεχώς αυξανόμενης δραστηριοποίησης των χρηστών είναι η συνεχής αύξηση του όγκου δεδομένων που έχουν παραχθεί από χρήστες (User Generated Content - UGC) στις ιστοσελίδες του Παγκόσμιου Ιστού. Συγκεκριμένα, το πεδίο UGC ([1],[2]) ασχολείται με την αναγνώριση και εξόρυξη web περιεχομένου που έχει παραχθεί από τους χρήστες. Σε αυτό το σημείο είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι οι παραπάνω μελέτες που αναφέραμε είναι αρκετά χρήσιμες στην ανάπτυξη ερευνητικών αλλά και εμπορικών εφαρμογών. Στόχος της προτεινόμενης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη δεδομένων κειμένου τα οποία θα αντλήσουμε από τον Παγκόσμιο Ιστό, εστιάζοντας στα διαφοροποιητικά χαρακτηριστικά που θα εντοπιστούν τα οποία στη συνέχεια θα βοηθήσουν στην υλοποίηση του συστήματος το οποίο θα μπορεί με όσο το δυνατόν μεγαλύτερο ποσοστό ακρίβειας να εντοπίζει το φύλο του χρήστη που έχει δημιουργήσει κείμενο στον Παγκόσμιο Ιστό. Μια τέτοια προσπάθεια είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα και σημαντική, καθώς καλείται να συμβάλλει στην ερευνητική δραστηριότητα σε αυτό το σχετικά νέο πεδίο ([3], [4]). Η αναγνώριση του φύλου ενός χρήστη, χωρίς σε καμία περίπτωση να θίγεται η ανωνυμία του και τα προσωπικά του δεδομένα, βασίζεται μόνο σε κειμενικά του δεδομένα μπορεί να αποτελέσει ένα ιδιαίτερο εργαλείο με πολλές εφαρμογές. Μια σημαντική εφαρμογή αυτού εργαλείου μπορεί να αποτελέσει και η στοχευμένη διαφήμιση. Στα πλαίσια της προτεινόμενης διπλωματικής θα ακολουθηθούν τα παρακάτω βήματα. Αρχικά θα μελετηθεί η απαραίτητη βιβλιογραφία, η οποία θα μας παρέχει την απαραίτητη θεωρητική γνώση των επιστημονικών πεδίων που αφορούν στην έρευνά μας, αλλά και τις υπάρχουσες μεθοδολογίες και τεχνικές. Στη συνέχεια θα προχωρήσουμε με τη συλλογή των δεδομένων που θα χρησιμοποιήσουμε κατά τη διάρκεια της εργασίας μας. Από τα κειμενικά δεδομένα που θα συλλέξουμε αλλά και τη βιβλιογραφική επισκόπηση θα προκύψει και η αναγνώριση και η εξαγωγή των χαρακτηριστικών που θα μας βοηθήσουν στην ανίχνευση του γυναικείου/ανδρικού λόγου σε ένα δοκιμαστικό σύνολο δεδομένων. Το επόμενο βήμα θα αποτελεί η ανάπτυξη μετρικών κατηγοριοποίησης κειμένων χρήστη ανάλογα με το φύλο του. Τελειώνοντας, θα αξιολογηθεί αυτή η προσπάθεια κατηγοριοποίησης, ώστε να υλοποιηθεί κατάλληλο σύστημα αναγνώρισης του φύλου χρηστών σε κείμενα του Παγκόσμιου Ιστού. / It is a fact that more and more people choose daily to use the World Wide Web to perform a wide range of activities which are offered through it. The number of internet users is increasing, as well as all the various activities that can be performed through the WebPages. However, it has been observed recently that apart from an information source, the Web is a very important expression tool for people and communication between them. Millions of web users use daily internet applications through which they interact. Each of these users can freely express his opinion on various issues that concern him, to comment on the opinions of other users and communicate with them. According to the above, Internet users can choose among many available means to communicate such as blogs , forums , websites and social media. The collection, analysis and evaluation of data from the Web produced by users, is interesting in terms of research. Also of particular interest is the correlation between the user and the text that has produced, and the recognition of some social features, such as if the user of the text x is a man or woman. Such recognition is possible by identifying representative features of male or female writing and speech in user’s text data. Therefore the study of content characteristics that have been produced by users is a key point in a number of research fields. An example are the studies within the field of data mining (text mining), which are based on the users content in order to fish their opinions on a topic or product. As a result, the growing user activity is constantly increasing the volume of data generated by users (User Generated Content - UGC) sites on the Web. Specifically, the scope UGC ([1], [2]) deals with the recognition and extraction of web content produced by users. At this point it is important to mention that the above studies are quite useful in developing research and commercial applications. The purpose of this project is to analyze the text data that we took from the Web, focusing on distinctive features that will be identified, which will later help to be implemented into the system resulting in the gender of the user who created the text on the Web. Such effort is particularly interesting and important, as contributes to research in this relatively new field ( [3 ] , [4 ] ) . Recognizing the gender of a user, without in any way affecting the anonymous and personal data, based only on text data can be a special tool with many applications. A major application of this tool can also be targeted advertising. This thesis will follow the steps below. Initially we will study the necessary literature, which will provide us with the necessary theoretical knowledge in scientific fields related to our research, but also the existing methodologies and techniques. Then we will proceed with the collection of data that will be used during our work. From the text data we collected and literature review, the recognition and extraction of features will occur that will help us to detect the female / male ratio in a test dataset. The next step is to develop categorizing text metrics according to user’s gender. Finally, we evaluate this categorization effort in order to implement an appropriate system that identifies the sex of users in texts of the Web.

Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη αλγορίθμων Μηχανικής Μάθησης σε περιβάλλοντα πολυεπεξεργασίας. Οι τελευταίες εξελίξεις στον τομέα της παράλληλης και της κατανεμημένης επεξεργασίας, έχουν φέρει πραγματική επανάσταση στην κατασκευή των υπολογιστών. Παρότι όμως η εξέλιξη του υλικού (hardware) προχωρά με αλματώδεις ρυθμούς, η αντίστοιχη ανάπτυξη του λογισμικού καθυστερεί σε μεγάλο βαθμό. Αποτέλεσμα είναι να παρέχεται σε απλούς χρήστες μεγάλη επεξεργαστική ισχύς, η οποία όμως παραμένει αναξιοποίητη, λόγω των εφαρμογών που δεν μπορούν να εκμεταλλευτούν σε ικανοποιητικό βαθμό την παρεχόμενη ισχύ. Η ανάπτυξη αλγορίθμων στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης έως τώρα γίνονταν σύμφωνα με τα κλασικά πρότυπα της συναρτησιακής μεθόδου ή στην καλύτερη περίπτωση με τεχνικές αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού. Σε κάθε περίπτωση, η εκτέλεση του αλγορίθμου γίνεται σε έναν επεξεργαστή με τις εντολές να εκτελούνται σειριακά. Την τελευταία δεκαετία αναπτύχθηκαν εφαρμογές και περιβάλλοντα τα οποία διευκόλυναν την εκτέλεση πολλών διαφορετικών αλγορίθμων και μεθόδων μέσω ενός κοινού περιβάλλοντος διεπαφής με τον χρήστη (πχ Weka, R, Matlab κλπ). Η προσέγγιση αυτή διευκόλυνε την διάδοση αλγορίθμων και μεθόδων που ήταν πριν πολύ δύσκολο να εκτελεστούν από ανθρώπους που δεν είχαν την κατάλληλη εξοικείωση με τον προγραμματισμό. Από την άλλη πλευρά όμως πρόσθεσε ένα ακόμη επίπεδο πολυπλοκότητας στις μεθόδους που αναπτύσσονταν γι’ αυτά τα περιβάλλοντα, κάτι που είχε σαν αποτέλεσμα αλγόριθμους πιο αργούς και με αυξημένους περιορισμούς λόγω των μηχανισμών της εφαρμογής που τους φιλοξενούσε. Οι μετρήσεις έγιναν με την χρήση αλγόριθμων δέντρων απόφασης. Η κατηγορία αυτή των μεθόδων μηχανικής μάθησης είναι ένας εξαιρετικός υποψήφιος, για να μεταφερθεί σε νέες πολυεπεξεργαστικές πλατφόρμες καθώς αποτελούνται από επαναληπτικές διαδικασίες που δεν χρειάζονται να περιμένουν άλλες για να εκτελεστούν. Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκε μια εφαρμογή, η οποία μπορεί να δέχεται σαν όρισμα έναν ή περισσότερους αλγόριθμους δέντρων απόφασης, να ορίζει τις παραμέτρους αυτών και κατόπιν να τους εκτελεί παράλληλα. Οι συγκεκριμένες μέθοδοι που επιλέχθηκαν, έχουν υλοποιηθεί αρχικά μέσα στο περιβάλλον Weka, για να μπορέσουν όμως να εκτελεστούν παράλληλα έπρεπε να ενσωματωθούν σε μια άλλη εφαρμογή, η οποία θα μπορούσε να δημιουργήσει πολλά διαφορετικά στιγμιότυπα. Η χρήση της εφαρμογής που αναπτύξαμε επιτρέπει την παράλληλη εκτέλεση αλγορίθμων, αλλά απέχει πολύ από τον μπορεί να τους βελτιστοποιήσει, έτσι ώστε να μπορέσουν να εκτελεστούν με την μέγιστη δυνατή ταχύτητα. Αυτό συμβαίνει, γιατί ακόμα και εκτός του περιβάλλοντος για το οποία αναπτύχθηκε, ο κώδικάς τους χρησιμοποιεί τις γενικές και αφηρημένες τεχνικές που είναι απαραίτητες για την ενσωμάτωσή τους στο Weka. Παρόλα αυτά, καταφέραμε να τρέξουμε πολλές διαφορετικές εκδόσεις αλγορίθμων, μέσα σε ένα κλάσμα του χρόνου που θα απαιτούνταν για να τρέξουν όλες αυτές οι μορφές μέσα στο Weka. Παρατηρήσαμε ότι η επίδραση των παραμέτρων στον χρόνο εκτέλεσης των μεθόδων δεν είναι ιδιαίτερα σημαντική. Αντίθετα, το μέγεθος των δεδομένων μεταβάλλει σε αρκετά βαθμό τον χρόνο εκτέλεσης, χωρίς όμως η σχέση του χρόνου εκτέλεσης και του μεγέθους των στοιχείων να είναι γραμμική. Καλύτερη σχεδίαση των μεθόδων θα μπορούσε να επιφέρει δραματική επιτάχυνση του χρόνου εκτέλεσης. / --

Seismic hazard assessment is a required procedure to assist effective designing of structures located in seismically active regions. Traditionally, in a seismically active region as Greece, the seismic hazard evaluation was based primarily on the historical seismicity, and to lesser extent based on the consideration of the geological information. The importance of the geological information in seismic hazard assessment is significant, for the reason that earthquakes occur on faults. This approach also covers areas with few instrumental recordings. Mapping, analyzing and modeling are needed for faults investigation. In the present dissertation, we examined the seismic hazard for the cities of Patras, Aigion and Korinthos, considering the seismically active faults. The active faults considered in this investigation consists of 148 active faults, for which a minimum amount of information was available (i.e. length, maximum magnitude, slip rate, etc.). For some critical parameters, e.g. slip rate, if an estimate could not be found in the literature it was calculated based on empirical laws. Specifically, the slip rate for each fault was resulted from the division of total displacement with the stratigraphic age. Two different approaches (historical seismicity, length of faults) were followed for the estimation of total displacement for each fault. A distribution of slip rates was made because uncertainties are considered. The resulted slip rates were converted into seismic activity. Thus, we were able to construct a complete database for our research. Epistemic uncertainties were accounted at both seismic source models as well as at the ground motion via a logic tree framework resulted in two different calculation procedures (including or not the b value uncertainty). The seismic hazard model was implemented following the OpenQuake open standards – NRML, and the seismic hazard computation was performed for the region of interest. The seismic hazard was quantified in terms of seismic hazard maps, hazard curves and uniform hazard spectra for the region of interest. Different intensity measure types were considered, Peak Ground Acceleration, Spectral Acceleration at two fundamental periods 0.1 and 1.0 sec. Finally, the results of this thesis were compared with the Greek Seismic Code and other seismic hazard estimations for the investigation region. / Η μελέτη σεισμικής επικινδυνότητας αποτελεί μια απαραίτητη διαδικασία που αφορά τον αποτελεσματικό σχεδιασμό των κατασκευών σε σεισμικά ενεργές περιοχές. Σε μια χώρα με έντονη σεισμικότητα, όπως η Ελλάδα, η εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας βασιζόταν αρχικά στη σεισμικότητα και σε μικρότερο βαθμό στη γεωλογική πληροφορία. Η σημαντικότητα της γεωλογικής πληροφορίας στη σεισμική επικινδυνότητα είναι αξιοσημείωτη, για το λόγο οτι η σεισμοί γίνονται πάνω σε ρήγματα. Αυτή η προσέγγιση επίσης καλύπτει περιοχές με λίγες ενόργανες καταγραφές. Η χαρτγράφηση, η ανάλυση και η μοντελοποίηση είναι απαραίτητη για την έρευνα των ρηγμάτων. Στην παρούσα διατριβή, εξετάστηκε η σεισμική επικινδυνότητα για τις πόλεις της Πάτρας, του Αιγίου και της Κορίνθου, λαμβάνοντας υπόψη 148 ενεργά ρήγματα. Για κάποιες σημαντικές παραμέτρους των ενεργών ρηγμάτων που εξετάστηκαν, π.χ. ρυθμός ολίσθησης, εάν μια τιμή δεν μπορούσε να βρεθεί στη βιβλιογραφία, υπολιγίστηκε βάσει εμπειρικών σχέσεων. Ο ρυθμός ολίσθησης προέκυψε από τη διαίρεση της συνολικής μετακίνησης με τη στρωματογραφική ηλικίας του ρήγματος. Δύο διαφορετικές προσεγγίσεις(σεισμικότητα, μήκος ρήγματος) εξετάστηκαν για την εκτίμηση της συνολικής μετακίνησης για κάθε ρήγμα. Μια κατανομή τιμών για τους ρυθμούς ολίσθησης δημιουργήθηκε για το λόγο οτι υπάρχουν αβεβαιότητες. Οι ρυθμοί ολίσθησης που προέκυψαν μετατράπηκαν σε τιμές ρυθμού σεισμικότητας. Με αυτό τον τρόπο κατασκευάστηκε μια πλήρης βάση δεδομένων για την έρευνά μας. Αβεβαιότητες λήφθηκαν υπόψη και για τα δύο μοντέλα σεισμικών πηγών, όπως και στο μοντέλο εδαφικών κινήσεων με τη μορφή λογικών δέντρων για δύο διαδικασίες εκτέλεσης (με, ή χωρίς την αβεβαιότητα της b value). Η σεισμική επικινδυνότητα για την περιοχή μελέτης έγινε για τη Μέγιστη και Φασματική Εδαφική Επιτάχυνση για περιόδους 0.1 και 1.0 sec. Επειτα, τα αποτελέσματα συγρίθηκαν με τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κώδικα, καθώς και με παλαιότερες αντίστοιχες μελέτες για την περιοχή αυτή.

Η πιο κάτω εργασία έχει σκοπό να περιγράψει την κβαντική μηχανική. Θα γίνει μια προσπάθεια συνδυασμού με την σχετικότητα σαν μια ενιαία θεωρία. Στη συνέχεια θα συζητηθεί η κβαντικη θεωρία πεδίων. Τελος θα συζητηθεί το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο οι θεωρίες βαθμίδος και το πεδίο Yang-Mills. / The following essay will discuss the quantum theorem. It will present the field theorem and later we will discuss the Yang-Millw field.

Προτείνεται στη διατριβή ένα περιβάλλον ανάλυσης και μελέτης ενδεχόμενων διαταραχών με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης για ηλεκτρικά δίκτυα. Δομείται ένα ελεγμένο σύνολο πιθανών λειτουργικών καταστάσεων πάνω στο οποίο ορίζεται και μελετάται ένα σύνολο από ενδεχόμενες διαταραχές. Βάσει προτεινόμενων στη βιβλιογραφία δεικτών κατάστασης, οι οποίοι υπολογίζονται ανά λειτουργική κατάσταση, εκπαιδεύονται ανά ενδεχόμενη διαταραχή μέθοδοι μηχανικής μάθησης οι οποίες για μη γνωστές καταστάσεις του δικτύου είναι δυνατό να παράγουν προγνώσεις σχετικά με τις πιθανές επιπτώσεις μιας ενδεχόμενης διαταραχής. Στα πλαίσια της διατριβής έχει σχεδιαστεί ένα πρωτότυπο υπολογιστικό περιβάλλον ανάλυσης και εκτίμησης της επικινδυνότητας ενός προκαθορισμένου συνόλου διαταραχών απώλειας συνδυασμού γραμμών και ζυγών, ενώ παράλληλα προτείνεται μια μεθοδολογία ανάλυσης ενδεχόμενων διαταραχών η οποία εφαρμόζεται στο ηλεκτρικό δίκτυο της νήσου Κρήτης. Το περιβάλλον μελέτης είναι ανεξάρτητο του ηλεκτρικού δικτύου και εκπαιδεύει αλγόριθμους μηχανικής μάθησης με προγενέστερη γνώση με σκοπό την εκτίμηση του αποτελέσματος εφαρμογής μιας ενδεχόμενης διαταραχής σε μια τυχαία λειτουργική κατάσταση του δικτύου. Η προγενέστερη γνώση αποκτάται με προσομοίωση, δηλαδή με την εφαρμογή μιας διαταραχής σε διαφορετικές μεταξύ τους ελεγμένες λειτουργικές καταστάσεις. Έτσι, είναι δυνατή η εκτίμηση της επικινδυνότητας μιας ενδεχόμενης διαταραχής με παράκαμψη της υπολογιστικά δαπανηρής διαδικασίας ανάλυσης ροής φορτίου. / Within thesis an environment implementing machine learning techniques for the analysis and study of electrical network contingencies is proposed. A set of contingencies is defined and studied on a filtered set of simulated possible operating points. Machine learning methods based on proposed in bibliography indices are calculated per simulated operating point and are trained per contingency. They are capable to generate a prediction for an unknown network state about the possible outcome of a contingency. In the scope of thesis a novel computing environment has been developed for the analysis and risk assessment of a predefined set of contingencies comprising line outage combinations. In parallel, a general methodology for contingency analysis is proposed that is in particular implemented on the electrical network of the island of Crete. The environment of study is electrical network independent and trains machine learning algorithms based on previous knowledge. It aims at the estimation of the application result of a contingency to a certain network operating state. Previous knowledge is acquired through simulation, that is the application of a contingency to different filtered operating states. Thus, the risk estimation of a contingency is achieved, bypassing the computer intensive procedure of power flow analysis.