- / -

- / -

- / -

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

Dynamic assessment of three-dimensional (3D) joint kinematics is essential for understanding normal joint function as well as the effects of injury or disease. The knowledge of one or two series of bi-dimensional fluoroscopic projections of the joint in motion (mono-planar or bi-planar fluoroscopy), and the 3D model of the joint segments, were claimed to be sufficient to reconstruct the absolute and relative 6 Degrees Of Freedom (DOFs) pose of bones or prostheses in the 3D space. The software MultiTrack was developed at the Health Sciences and Technologies - Interdepartmental Center for Industrial Research (HST - ICIR) for the joint kinematics estimation with 3D Video Fluoroscopy (3DF) [1] using C++ language with ITK [2] segmentation & registration toolkit and VTK [3] visualization toolkit. An optimization procedure finds the 6 degrees of freedom pose that optimizes a metric quantifying the matching of the 3D model and its relevant projections. The metric, currently implemented in the software, is based on the contour segmentation of the object to be tracked and on the use of 3D adaptive distance maps (ADM) [4,5]. However, the contour extraction is a time consuming procedure for the user. Different methods were proposed in the literature to reduce the user interaction, each with its proper pros and cons. In the current thesis a few of the for-mentioned methods are discussed in order to evaluate each of them in terms of accuracy, speed and user dependency. At the final step the algorithm proposed by Mafhouz et al. [6], initially proposed for prostheses, is implemented inside the MultiTrack framework. To be properly characterized, the above method is tested on in vivo datasets and under various sources of error. / Η δυναμική αξιολόγηση της τρισδιάστατης (3D) κινηματικής των αρθρώσεων είναι απαραίτητη για την κατανόηση της φυσιολογικής λειτουργία των αρθρώσεων, καθώς και τις επιπτώσεις της κακώσεων ή παθήσεων . Η γνώση μιας ή δύο σειρών δυσδιάστατων ακτινοσκοπικών προβολών των αρθρώσεων σε κίνηση ( μονο - επίπεδη ή δι- επίπεδη ακτινοσκόπηση), και ενός τρισδιάστατου (3D) μοντέλου των επιμέρους τμημάτων των αρθρώσεων , κρίνεται επαρκής για να ανακατασκευαστούν τόσο οι απόλυτοι όσο και οι σχετικοί 6 βαθμοί ελευθερίας της θέσης των οστών ή των προσθετικών τμημάτων στον τρισδιάστατο χώρο. Το λογισμικό “MultiTrack” αναπτύχθηκε στις Επιστήμες Υγείας και Τεχνολογίες - Διατμηματικό Κέντρο Βιομηχανικών Ερευνών (HST-ICIR) έτσι ώστε να επιτευχθεί με ακρίβεια η εκτίμηση της κινηματικς των αρθρώσεων με τρισδιάστατη ακτινοσκόπηση (φθοροσκοπία) με βιντεοκαρέ (3DF) [1] χρησιμοποιώντας C++ γλώσσα προγραμματισμού σε συνδυασμό με τα εργαλεία κατακερματισμού & καταγραφής (segmentation & registration) ITK [2] και οπτικοποίησης (visualization) VTK [3]. Μια διαδικασία βελτιστοποίησης βρίσκει τους 6 βαθμούς ελευθερίας της θέσης που βελτιστοποιεί τη συνάρτηση ποσοτικοποίησης της συνάφειας του 3D μοντέλου και των σχετικών προβολών του. Η συνάρτηση ποσοτικοποίησης, έτσι όπως έχει υλοποιηθεί στο λογισμικό, βασίζεται στην κατάτμηση του περιγράμματος (contour segmentation) του υπό εξέταση αντικειμένου και στη χρήση τρισδιάστατων προσαρμοστικών χαρτών απόστασης (Adaptive Distance Map-ADM) [4,5]. Ωστόσο, η εξαγωγή του περιγράμματος είναι μια χρονοβόρα διαδικασία για το χρήστη. Διαφορετικές μέθοδοι έχουν προταθεί στη βιβλιογραφία για τη μείωση της αλληλεπίδρασης του χρήστη, η καθεμία με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, αναλύονται μερικές από τις προαναφερθείσες μέθοδοι προκειμένου να αξιολογηθεί καθεμία από αυτές όσον αφορά την ακρίβεια, την ταχύτητα και την εξάρτηση της από το χρήστη. Στο τελικό στάδιο, ο αλγόριθμος που προτείνεται από τον Mafhouz [6] και χρησιμοποιήθηκε αρχικά για προθέσεις, υλοποιείται εντός του λογισμικού “MultiTrack”. Η παραπάνω μέθοδος για να χαρακτηριστεί πλήρως, έχει δοκιμαστεί σε in-νίνο δεδομένα και κάτω από διάφορες πηγές σφάλματος.

Έγινε κατασκευή ενός προγράμματος το οποίο εξετάζει μια κατασκευή και υπολογίζει αναλυτικά τον κίνδυνο που αυτή διατρέχει λόγω κεραυνών. / The subject of this project is protection against lightning, meaning the measures needed to be taken for a building so that a possible lightning strike will not cause human or material damage. The first part consists of an essential theoretical approach on the lightning phenomenon. Both the causes, the consequences and the conditions in which the lightning occurs are being analyzed. Furthermore, the characteristics and the qualifications a Lightning Protection System needs to comply with, are given, according to the Greek standard ΔΛΟΣ 1197 and the European standard IEC 62305-2. The factors one examines to determine the risk, the technical details of the LPS, and the -step by step- calculation of the risk are being mentioned. After this analysis, the criteria whether the building is adequately protected, or not, are given, and in case the answer is negative, the procedure to design a safe LPS is given. Along with writing this essay, a computer program was produced. The program calculates the risk a building faces due to lightning. In the second part of the essay one can read the way this program works and the description of its construction. First, an algorithm approach of the procedure of risk calculation is given in detail. The program runs in Microsoft Excel and includes functions, menus, graphics and other special features. Given that the procedure was so complicated at some point, we had to use Visual Basic nested programming to produce a functional program. In the final part, significant parts of the code and some programming methods are described. The results this program gives, allow an engineer to have a good overview on the protection the lightning building provides, and to choose an effective, cost efficient LPS, if needed.

Τα τελευταία χρόνια, με την ανάπτυξη της Πληροφορικής Τεχνολογίας, οι Οντολογίες βρίσκονται στο επίκεντρο των ενδιαφερόντων επιστημόνων και ερευνητικών ομάδων σε όλο τον κόσμο. Η έρευνα κατευθύνεται σε μια σειρά από διαφορετικά επιστημονικά πεδία όπως της τεχνητής νοημοσύνης, της διαχείρισης γνώσης, καθώς και των τεχνολογιών του παγκόσμιου και ιδιαίτερα του σημασιολογικού ιστού. Το σύνολο των διεργασιών οι οποίες αφορούν στην διαδικασία ανάπτυξης οντολογιών, στον κύκλο ζωής τους, καθώς και στις μεθοδολογίες, στα εργαλεία και στις γλώσσες προγραμματισμού που απαιτούνται για την δημιουργία τους αναφέρεται ως Μηχανική των Οντολογιών. Η κατασκευή οντολογιών είναι μια διεργασία η οποία επηρεάζεται από αντικειμενικούς αλλά και υποκειμενικούς παράγοντες. Στους αντικειμενικούς παράγοντες περιλαμβάνονται τα εργαλεία με τα οποία θα κατασκευαστεί και θα επεξεργαστεί η οντολογία, η γλώσσα στην οποία θα αναπτυχθεί, η μεθοδολογία στην οποία θα βασιστεί, οι εφαρμογές στις οποίες θα χρησιμοποιηθεί, το είδος της οντολογίας και τις διαθέσιμες πηγές γνώσης (τυπικές ή μη), όπως λεξικά ή υπάρχουσες οντολογίες. Στους υποκειμενικούς παράγοντες περιλαμβάνονται οι ειδικές δεξιότητες ανάλυσης γνώσης και η εμπλοκή ατόμων που το καθένα έχει την δική του άποψη σχετικά με το πεδίο ενδιαφέροντος. Συνεπώς, η ανάπτυξη μιας οντολογίας είναι επιρρεπής στα λάθη, αφού μπορεί να υπάρξουν διάφορες ερμηνείες για το ίδιο πεδίο και τα αποτελέσματα είναι συχνά υποκειμενικά, διότι κάθε σχεδιαστής οντολογιών έχει διαφορετικούς στόχους, μπορεί να αναλύει το πεδίο ενδιαφέροντος σε διαφορετικό επίπεδο και αποσκοπεί σε διαφορετικό τρόπο χρήσης της οντολογίας. Για να ξεπεραστεί το πρόβλημα της δημιουργίας υποκειμενικών οντολογιών, οι ερευνητές ανέπτυξαν συνεργατικές μεθοδολογίες ανάπτυξης. Στις μεθοδολογίες αυτές πολλές υποκειμενικές και ίσως αντιφατικές έννοιες πρέπει να συνενωθούν έτσι ώστε να οδηγήσουν σε ένα διαμοιραζόμενο εννοιολογικό μοντέλο. Η μετάβαση όμως από την ατομική αντίληψη στο επίπεδο της κοινότητας, που θεωρείται δεδομένη σε μια συνεργατική προσέγγιση, απαιτεί ικανότητες και γνώσεις τις οποίες κάποιος αρχάριος δεν διαθέτει. Με βάση τον παραπάνω προβληματισμό, στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αξιοποίηση της μεθοδολογίας κατασκευής οντολογιών που προτείνεται στην εργασία [L. Seremeti and A. Kameas. “A task-based ontology engineering approach for novice ontology developers”. 4th Balkan Conference in Informatics, Thessaloniki, Greece, 2009]. Στο πλαίσιο αξιοποίησής της, κατασκευάζονται οντολογίες οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές περιρρέουσας νοημοσύνης. Ειδικότερα, παρατίθενται αναλυτικά οι μεθοδολογίες ανάπτυξης οντολογιών και κατηγοριοποιούνται. Αναλύονται στην συνέχεια, οι ιδιαιτερότητες των οντολογιών σε Περιβάλλοντα Περιρρέουσας νοημοσύνης και τελικά ακολουθώντας, τα στάδια ανάπτυξης οντολογιών της προαναφερθείσας μεθοδολογίας, κατασκευάζονται οντολογίες πεδίου ενδιαφέροντος οι οποίες θα χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές περιρρέουσας νοημοσύνης. / The last years, with the development of Computer scientist Technology, the Ontologies are found in the centre of interesting scientists and inquiring teams in all the world. The research is directed in a line by different scientific fields as the artificial intelligence, the management of knowledge, as well as technologies of the world wide web and particularly the semantic web. The total of activities what concern in the process of development of ontologies, in their circle of life, as well as in the methodologies, in the tools and in the computing languages that are required for the creation to them are reported as Mechanics of Ontologies. The manufacture of ontologies is an activity which is influenced by objective but also subjective factors. In the objective factors are included the tools with which will be manufactured and will process the ontology, the language in which will be developed, the methodology on which it will be based, the applications in which it will be used, the type of ontology and the available sources of knowledge (formal or not), as dictionaries or existing ontologies. In the subjective factors are included the special dexterities of analysis of knowledge and the entanglement of individuals that each one has his own opinion with regard to the field of interest. Consequently, the development of ontology is prone in the errors, after it can exist various interpretations for the same field and the results are frequent subjective, because each designer of ontologies aims at different, can analyze the field of interest in different level and aims in different way of use of ontology. In order to exceeded the problem of creation of subjective ontologies, the researchers developed cooperative methodologies of development. In these methodologies many subjective and perhaps contradictory significances should join themselves so as to lead to a distribute conceptual model. The passage however from the individual perception in the level of community, that is considered given in a cooperative approach, requires faculties and knowledge which someone novice does not have. Based in the last examination, objective of present diplomatic work is the exploitation of methodology of manufacture of ontologies that is proposed in the work [L. Seremeti and A. Kameas. “A task-based ontology engineering approach for novice ontology developers”. 4th Balkan Conference in Informatics, Thessaloniki, Greece, 2009]. In the frame of exploitation of the methontology , are manufactured ontologies that will be used in applications of ubiquitous intelligence. More specifically, are mentioned analytically the methodologies of development ontologies and are categorized. Are then analyzed, the particularities of ontologies in Ubiquitous Computing Environments and finally following, the stages of development ontologies of mentioned before methodology, are manufactured ontologies of field of interest what will be used in applications of Ubiquitous Computing intelligence.

Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία μελετάται ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη, η εγκατάσταση και λειτουργία ολοκληρωμένων εφαρμογών δίαχυτου υπολογισμού με χρήση ετερογενών ασυρμάτων αισθητήρων. Η ασύρματη επικοινωνία ετερογενών συσκευών σε ένα διάχυτο σύστημα παρουσιάζει σημαντικά προβλήματα καθώς χρησιμοποιούνται συσκευές με εντελώς διαφορετική αρχιτεκτονική, διαφορετικά χαρακτηριστικά και διαφορετικές δυνατότητες όσον αφορά τις τεχνολογίες που υποστηρίζουν για την υλοποίηση εφαρμογών σε αυτές. Αρχικά εστιάζουμε στον εντοπισμό των αιτιών που δεν επιτρέπουν την ασύρματη επικοινωνία των συσκευών και προτείνουμε συγκεκριμένες λύσεις. Προτείνουμε επίσης, μια αρχιτεκτονική ενός συγκεκριμένου συστήματος η οποία βασίζεται σε μια ιεραρχία επιπέδων προσφέροντας επεκτασιμότητα καθώς επίσης και χρήση διαφορετικών συσκευών.Για την μελέτη της συμπεριφοράς του συστήματος αναπτύσσονται συγκεκριμένες εφαρμογές οι οποίες παρουσιάζουν τις δυνατότητες του. / Within the scope of this MSc dissertation, we discuss the design and implementation of pervasive applications on top of heterogeneous wireless sensor network environment. The wireless communication between heterogeneous devices is an inherently difficult research problem due to fundamental differences in system architecture, properties and capabilities of the these devices. Initially, our research focused on the identification of the problems related to the intercommunication among the devices of a heterogeneous wireless sensor network. As a solution, we propose a new abstract system that provides the key qualities needed for a successful pervasive system; expandability, scalability and performance. The new architecture achieves interoperability among the devices by introducing abstraction in the communication protocol. In order to demonstrate the applicability of our system we include various representative use case scenarios, that illustrate the usage of our infrastructure.

Η παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφει τη διαδικασία σχεδιασμού, υλοποίησης και αξιολόγησης του χωροευαίσθητου παιχνιδιού Benaki MuseumScrabble (BMS), το οποίο απευθύνεται σε επισκέπτες του μουσείου Μπενάκη. / This diploma thesis describes the design, implementation and evaluation of the location based game "Benaki MuseumScrabble", which was created for the Benaki museum visitors

Τα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (ΑΔΑ) αποτελούν μία αρκετά πρόσφατη και πολλά υποσχόμενη νέα τεχνολογία που βρίσκει πληθώρα εφαρμογών. Λόγω της ευρύτατης εφαρμοσιμότητάς της και της προφανούς θέσης που βρίσκει στο σύγχρονο κατανεμημένο υπολογιστικό κόσμο, η επιστημονική τυπική θεμελίωση των νόμων που διέπουν αυτή τη νέα τεχνολογία καθίσταται απαραίτητη. Έτσι, έχουν προταθεί πολλά νέα υπολογιστικά μοντέλα για ΑΔΑ. Μία ειδική κατηγορία τέτοιων συστημάτων είναι τα Πρωτόκολλα Πληθυσμών (ΠΠ). Αυτά διέπονται από τρία ιδιαίτερα χαρακτηριστικά: Οι κόμβοι αίσθησης (πράκτορες) κινούνται παθητικά, δηλαδή δε μπορούν να ελέγξουν την κίνηση στην οποία υπόκεινται, η διαθέσιμη μνήμη κάθε κόμβου είναι πολύ περιορισμένη και οι πράκτορες αλληλεπιδρούν κατά ζεύγη. Έχει αποδειχθεί ότι ένα κατηγόρημα είναι υπολογίσιμο από το μοντέλο των ΠΠ εάν και μόνο εάν είναι ημιγραμμικό. Η κλάση των ημιγραμμικών κατηγορημάτων αποτελεί μία αρκετά μικρή κλάση. Στην παρούσα εργασία, βασικός μας στόχος είναι η επέκταση του μοντέλου των πρωτοκόλλων πληθυσμών με σκοπό το κέρδος σε υπολογιστική ισχύ. Πρώτα κάνουμε την παραδοχή ότι, πέρα των κόμβων αίσθησης, και οι ακμές του γραφήματος μπορούν να διατηρούν περιορισμένες καταστάσεις. Έτσι, σε ένα πλήρες γράφημα n κόμβων είναι σα να έχουμε προσθέσει Ο(n^2) επιπλέον θέσεις μνήμης οι οποίες διαβάζονται και γράφονται μόνο από τα άκρα της αντίστοιχης ακμής. Αποδεικνύουμε ότι το νέο μοντέλο, το οποίο καλούμε μοντέλο Πρωτοκόλλων Πληθυσμών με Διαμεσολαβητή, μπορεί να λειτουργήσει ως μία κατανεμημένη ανταιτιοκρατική μηχανή Turing (ΜΤ) που χρησιμοποιεί όλη τη διαθέσιμη μνήμη. Η μόνη διαφορά από μία συνήθη ΜΤ είναι ότι η συγκεκριμένη μηχανή υπολογίζει μόνο συμμετρικές γλώσσες. Πιο τυπικά, δείχνουμε ότι ένα κατηγόρημα είναι υπολογίσιμο από το νέο μοντέλο εάν και μόνο εάν είναι συμμετρικό και ανήκει στην NSPACE(n^2). Επιπλέον, μελετάμε και τη δυνατότητα του νέου μοντέλου να διαγιγνώσκει γλώσσες γραφημάτων (για γενικά γραφήματα). Εν συνεχεία, αγνοούμε τις καταστάσεις των ακμών και δίνουμε μία νέα βελτίωση και πάλι απευθείας απ' το μοντέλο των ΠΠ. Η υπόθεση που κάνουμε τώρα είναι ότι οι πράκτορες είναι πολυταινιακές ΜΤ με άπειρη μνήμη, που μπορούν τόσο να εκτελούν εσωτερικό υπολογισμό όσο και να αλληλεπιδρούν με άλλους πράκτορες και ορίζουμε χωρικά φραγμένους υπολογισμούς. Καλούμε το νέο αυτό μοντέλο, μοντέλο Παθητικά κινούμενων Μηχανών. Αποδεικνύουμε ότι αν χρησιμοποιείται σε κάθε πράκτορα μνήμη το πολύ f(n) για f(n)=Ω(log n) τότε ένα κατηγόρημα είναι υπολογίσιμο από το νέο μοντέλο εάν και μόνο εάν είναι συμμετρικό και ανήκει στην NSPACE(nf(n)). Δείχνουμε επίσης ότι αυτό δεν ισχύει για f(n)=o(log n). Βασιζόμενοι σε αυτά, δείχνουμε ότι για f(n)=Ω(log n) υπάρχει μία χωρική ιεραρχία ακριβώς όπως και για τις συνήθεις (συμμετρικές) ΜΤ. Δείχνουμε επίσης ότι αυτό δεν ισχύει για f(n)=o(loglog n), καθώς στην τελευταία περίπτωση η αντίστοιχη κλάση καταρρέει μέσα στην κλάση των ημιγραμμικών κατηγορημάτων, και τέλος ότι για f(n)=Ω(loglog n) η κλάση γίνεται αυστηρά μεγαλύτερη των ημιγραμμικών κατηγορημάτων. Αφήνουμε ανοικτό το πρόβλημα του τι ακριβώς συμβαίνει για χωρικά φράγματα f(n) τέτοια ώστε f(n)=Ω(loglog n) και f(n)=o(log n). / Wireless Sensor Networks (WSNs) constitute a recent and promising new technology that is widely applicable. Due to the applicability of this technology and its obvious importance for the modern distributed computational world, the formal scientific foundation of its inherent laws becomes essential. As a result, many new computational models for WSNs have been proposed. Population Protocols (PPs) are a special category of such systems. These are mainly identified by three distinctive characteristics: the sensor nodes (agents) move passively, that is, they cannot control the underlying mobility pattern, the available memory to each agent is restricted, and the agents interact in pairs. It has been proven that a predicate is computable by the PP model iff it is semilinear. The class of semilinear predicates is a fairly small class. In this work, our basic goal is to enhance the PP model in order to improve the computational power. We first make the assumption that not only the nodes but also the edges of the communication graph can store restricted states. In a complete graph of n nodes it is like having added O(n^2) additional memory cells which are only read and written by the endpoints of the corresponding edge. We prove that the new model, called Mediated Population Protocol model, can operate as a distributed nondeterministic Turing machine (TM) that uses all the available memory. The only difference from a usual TM is that this one computes only symmetric languages. More formally, we establish that a predicate is computable by the new model iff it is symmetric and belongs to NSPACE(n^2). Moreover, we study the ability of the new model to decide graph languages (for general graphs). The next step is to ignore the states of the edges and provide another enhancement straight away from the PP model. The assumption now is that the agents are multitape TMs equipped with infinite memory, that can perform internal computation and interact with other agents, and we define space-bounded computations. We call this the Passively mobile Machines model. We prove that if each agent uses at most f(n) memory for f(n)=Ω(log n) then a predicate is computable iff it is symmetric and belongs to NSPACE(nf(n)). We also show that this is not the case for f(n)=o(log n). Based on these, we show that for f(n)=Ω(log n) there exists a space hierarchy like the one for classical symmetric TMs. We also show that the latter is not the case for f(n)=o(loglog n), since here the corresponding class collapses in the class of semilinear predicates and finally that for f(n)=Ω(loglog n) the class becomes a proper superset of semilinear predicates. We leave open the problem of characterizing the classes for f(n)=Ω(loglog n) and f(n)=o(log n).