<p>There is a growing demand for indoor farm management systems that can track plant growth, allow automatic control and aid in real-time decision making. Internet of Thing (IoT)-based solutions are being applied to meet these needs and numerous researchers have created prototypes for meeting specific needs using sensors, algorithms, and automations. However, limited studies are available that report on comprehensive large-scale experiments to test various aspects related to availability, scalability and reliability of sensors and actuators used in low-cost indoor farms. The purpose of this study was to develop a low-cost, IoT devices driven indoor farm as a testbed for growing microgreens and other experimental crops. The testbed was designed using off-the-shelf sensors and actuators for conducting research experiments, addressing identified challenges, and utilizing remotely acquired data for developing an intelligent farm management system. The sensors were used for collecting and monitoring electrical conductivity (EC), pH and dissolved oxygen (DO) levels of the nutrient solution, light intensity, environmental variables, and imagery data. The control of light emitting diodes (LEDs), irrigation pumps, and camera modules was carried out using commercially available components. All the sensors and actuators were remotely monitored, controlled, and coordinated using a cloud-based dashboard, Raspberry Pis, and Arduino microcontrollers. To implement a reliable, real-time control of actuators, edge computing was used as it helped in minimizing latency and identifying anomalies.</p> <p>Decision making about overall system performance and harvesting schedule was accomplished by providing alerts on anomalies in the sensors and actuators and through installation of cameras to predict yield of microgreens, respectively. A split-plot statistical design was used to evaluate the effect of lighting, nutrition solution concentration, seed density, and day of harvest on the growth of microgreens. This study complements and expands past efforts by other researchers on building a low cost IoT-based indoor farm. While the experience with the testbed demonstrates its real-world potential of conducting experimental research, some major lessons were learnt along the way that could be used for future enhancements.</p>

No description available.

[pt] A fisioterapia visa melhorar a funcionalidade física das pessoas, procurando atenuar as incapacidades causadas por alguma lesão, distúrbio ou doença. Nesse contexto, diversas tecnologias computacionais têm sido desenvolvidas com o intuito de apoiar o processo de reabilitação, como as tecnologias adaptáveis para o usuário final. Essas tecnologias possibilitam ao fisioterapeuta adequar aplicações e criarem atividades com características personalizadas de acordo com as preferências e necessidades de cada paciente. Nesta tese é proposta uma abordagem de baixo custo baseada no aprendizado de máquina interativo (iML - Interactive Machine Learning) que visa auxiliar os fisioterapeutas a criarem atividades personalizadas para seus pacientes de forma fácil e sem a necessidade de codificação de software, a partir de apenas alguns exemplos em vídeo RGB (capturadas por uma câmera de vídeo digital) Para tal, aproveitamos a estimativa de pose baseada em aprendizado profundo para rastrear, em tempo real, as articulações-chave do corpo humano a partir de dados da imagem. Esses dados são processados como séries temporais por meio do algoritmo Dynamic Time Warping em conjunto com com o algoritmo K-Nearest Neighbors para criar um modelo de aprendizado de máquina. Adicionalmente, usamos um algoritmo de detecção de anomalias com o intuito de avaliar automaticamente os movimentos. A arquitetura de nossa abordagem possui dois módulos: um para o fisioterapeuta apresentar exemplos personalizados a partir dos quais o sistema cria um modelo para reconhecer esses movimentos; outro para o paciente executar os movimentos personalizados enquanto o sistema avalia o paciente. Avaliamos a usabilidade de nosso sistema com fisioterapeutas de cinco clínicas de reabilitação. Além disso, especialistas avaliaram clinicamente nosso modelo de aprendizado de máquina. Os resultados indicam que a nossa abordagem contribui para avaliar automaticamente os movimentos dos pacientes sem monitoramento direto do fisioterapeuta, além de reduzir o tempo necessário do especialista para treinar um sistema adaptável. / [en] Physiotherapy aims to improve the physical functionality of people, seeking to mitigate the disabilities caused by any injury, disorder or disease. In this context, several computational technologies have been developed in order to support the rehabilitation process, such as the end-user adaptable technologies. These technologies allow the physiotherapist to adapt applications and create activities with personalized characteristics according to the preferences and needs of each patient. This thesis proposes a low-cost approach based on interactive machine learning (iML) that aims to help physiotherapists to create personalized activities for their patients easily and without the need for software coding, from just a few examples in RGB video (captured by a digital video camera). To this end, we take advantage of pose estimation based on deep learning to track, in real time, the key joints of the human body from image data. This data is processed as time series using the Dynamic Time Warping algorithm in conjunction with the K-Nearest Neighbors algorithm to create a machine learning model. Additionally, we use an anomaly detection algorithm in order to automatically assess movements. The architecture of our approach has two modules: one for the physiotherapist to present personalized examples from which the system creates a model to recognize these movements; another to the patient performs personalized movements while the system evaluates the patient. We assessed the usability of our system with physiotherapists from five rehabilitation clinics. In addition, experts have clinically evaluated our machine learning model. The results indicate that our approach contributes to automatically assessing patients movements without direct monitoring by the physiotherapist, in addition to reducing the specialist s time required to train an adaptable system.

Financial institutions manage numerous portfolios whose risk must be managed continuously, and the large amounts of data that has to be processed renders this a considerable effort. As such, a system that autonomously detects anomalies in the risk measures of financial portfolios, would be of great value. To this end, the two econometric models ARMA-GARCH and EWMA, and the two machine learning based algorithms LSTM and HTM, were evaluated for the task of performing unsupervised anomaly detection on the streaming time series of portfolio risk measures. Three datasets of returns and Value-at-Risk series were synthesized and one dataset of real-world Value-at-Risk series had labels handcrafted for the experiments in this thesis. The results revealed that the LSTM has great potential in this domain, due to an ability to adapt to different types of time series and for being effective at finding a wide range of anomalies. However, the EWMA had the benefit of being faster and more interpretable, but lacked the ability to capture anomalous trends. The ARMA-GARCH was found to have difficulties in finding a good fit to the time series of risk measures, resulting in poor performance, and the HTM was outperformed by the other algorithms in every regard, due to an inability to learn the autoregressive behaviour of the time series. / Finansiella institutioner hanterar otaliga portföljer vars risk måste hanteras kontinuerligt, och den stora mängden data som måste processeras gör detta till ett omfattande uppgift. Därför skulle ett system som autonomt kan upptäcka avvikelser i de finansiella portföljernas riskmått, vara av stort värde. I detta syftet undersöks två ekonometriska modeller, ARMA-GARCH och EWMA, samt två maskininlärningsmodeller, LSTM och HTM, för ändamålet att kunna utföra så kallad oövervakad avvikelsedetektering på den strömande tidsseriedata av portföljriskmått. Tre dataset syntetiserades med avkastningar och Value-at-Risk serier, och ett dataset med verkliga Value-at-Risk serier fick handgjorda etiketter till experimenten i denna avhandling. Resultaten visade att LSTM har stor potential i denna domänen, tack vare sin förmåga att anpassa sig till olika typer av tidsserier och för att effektivt lyckas finna varierade sorters anomalier. Däremot så hade EWMA fördelen av att vara den snabbaste och enklaste att tolka, men den saknade förmågan att finna avvikande trender. ARMA-GARCH hade svårigheter med att modellera tidsserier utav riskmått, vilket resulterade i att den preseterade dåligt. HTM blev utpresterad utav de andra algoritmerna i samtliga hänseenden, på grund utav dess oförmåga att lära sig tidsserierna autoregressiva beteende.

With the current proliferation of cyber attacks, safeguarding internet facing assets from network intrusions, is becoming a vital task in our increasingly digitalised economies. Although recent successes of machine learning (ML) models bode the dawn of a new generation of intrusion detection systems (IDS); current solutions struggle to implement these in an efficient manner, leaving many IDSs to rely on rule-based techniques. In this paper we begin by reviewing the different approaches to feature construction and attack source identification employed in such applications. We refer to these steps as the framework within which models are implemented, and use it as a prism through which we can identify the challenges different solutions face, when applied in modern network traffic conditions. Specifically, we discuss how the most popular framework -- the so called flow-based approach -- suffers from significant overhead being introduced by its resource heavy pre-processing step. To address these issues, we propose the Information Theoretic Framework for Network Anomaly Detection (ITF-NAD); whose purpose is to facilitate online application of statistical learning models onto high-speed network links, as well as provide a method of identifying the sources of traffic anomalies. Its development was inspired by previous work on information theoretic-based anomaly and outlier detection, and employs modern techniques of entropy estimation over data streams. Furthermore, a case study of the framework's detection performance over 5 different types of Denial of Service (DoS) attacks is undertaken, in order to illustrate its potential use for intrusion detection and mitigation. The case study resulted in state-of-the-art performance for time-anomaly detection of single source as well as distributed attacks, and show promising results regarding its ability to identify underlying sources. / I takt med att antalet cyberattacker växer snabbt blir det alltmer viktigt för våra digitaliserade ekonomier att skydda uppkopplade verksamheter från nätverksintrång. Maskininlärning (ML) porträtteras som ett kraftfullt alternativ till konventionella regelbaserade lösningar och dess anmärkningsvärda framgångar bådar för en ny generation detekteringssytem mot intrång (IDS). Trots denna utveckling, bygger många IDS:er fortfarande på signaturbaserade metoder, vilket förklaras av de stora svagheter som präglar många ML-baserade lösningar. I detta arbete utgår vi från en granskning av nuvarande forskning kring tillämpningen av ML för intrångsdetektering, med fokus på de nödvändiga steg som omger modellernas implementation inom IDS. Genom att sätta upp ett ramverk för hur variabler konstrueras och identifiering av attackkällor (ASI) utförs i olika lösningar, kan vi identifiera de flaskhalsar och begränsningar som förhindrar deras praktiska implementation. Särskild vikt läggs vid analysen av de populära flödesbaserade modellerna, vars resurskrävande bearbetning av rådata leder till signifikant tidsfördröjning, vilket omöjliggör deras användning i realtidssystem. För att bemöta dessa svagheter föreslår vi ett nytt ramverk -- det informationsteoretiska ramverket för detektering av nätverksanomalier (ITF-NAD) -- vars syfte är att möjliggöra direktanslutning av ML-modeller över nätverkslänkar med höghastighetstrafik, samt tillhandahåller en metod för identifiering av de bakomliggande källorna till attacken. Ramverket bygger på modern entropiestimeringsteknik, designad för att tillämpas över dataströmmar, samt en ASI-metod inspirerad av entropibaserad detektering av avvikande punkter i kategoriska rum. Utöver detta presenteras en studie av ramverkets prestanda över verklig internettrafik, vilken innehåller 5 olika typer av överbelastningsattacker (DoS) genererad från populära DDoS-verktyg, vilket i sin tur illustrerar ramverkets användning med en enkel semi-övervakad ML-modell. Resultaten visar på hög nivå av noggrannhet för detektion av samtliga attacktyper samt lovande prestanda gällande ramverkets förmåga att identifiera de bakomliggande aktörerna.

The goal of this work is to expand the knowledge on the field of Venn Prediction employed with Survival Data. Standard Venn Predictors have been used with Random Forests and binary classification tasks. However, they have not been utilised to predict events with Survival Data nor in combination with Random Survival Forests. With the help of a Data Transformation, the survival task is transformed into several binary classification tasks. One key aspect of Venn Prediction are the categories. The standard number of categories is two, one for each class to predict. In this work, the usage of ten categories is explored and the performance differences between two and ten categories are investigated. Seven data sets are evaluated, and their results presented with two and ten categories. For the Brier Score and Reliability Score metrics, two categories offered the best results, while Quality performed better employing ten categories. Occasionally, the models are too optimistic. Venn Predictors rectify this performance and produce well-calibrated probabilities. / Målet med detta arbete är att utöka kunskapen om området för Venn Prediction som används med överlevnadsdata. Standard Venn Predictors har använts med slumpmässiga skogar och binära klassificeringsuppgifter. De har emellertid inte använts för att förutsäga händelser med överlevnadsdata eller i kombination med Random Survival Forests. Med hjälp av en datatransformation omvandlas överlevnadsprediktion till flera binära klassificeringsproblem. En viktig aspekt av Venn Prediction är kategorierna. Standardantalet kategorier är två, en för varje klass. I detta arbete undersöks användningen av tio kategorier och resultatskillnaderna mellan två och tio kategorier undersöks. Sju datamängder används i en utvärdering där resultaten presenteras för två och tio kategorier. För prestandamåtten Brier Score och Reliability Score gav två kategorier de bästa resultaten, medan för Quality presterade tio kategorier bättre. Ibland är modellerna för optimistiska. Venn Predictors korrigerar denna prestanda och producerar välkalibrerade sannolikheter.

This thesis explores the possibility of using session-based customers data from Svenska Handelsbanken AB to detect fraudulent sessions. Tools within Topological Data Analysis are employed to analyse customers behavior and examine topological properties such as homology and stable rank at the individual level. Furthermore, a RNN-LSTM model is, on a general behaviour level, trained to predict the customers next event and investigate its potential to detect anomalous behavior. The results indicate that simplicial complexes and their corresponding stable rank can be utilized to describe differences between genuine and fraudulent sessions on individual level. The use of a neural network suggests that there are deviant behaviors on general level concerning the difference between fraudulent and genuine sessions. The fact that this project was done without internal bank knowledge of fraudulent behaviour or historical knowledge of general suspicious activity and solely by data handling and anomaly detection shows great potential in session-based detection. Thus, this study concludes that the use of Topological Data Analysis and Neural Networks for detecting fraud and anomalous events provide valuable insight and opens the door for future research in the field. Further analysis must be done to see how effectively one could detect fraud mid-session. / I följande uppsats undersöks möjligheten att använda sessionbaserad kunddata från Svenska Handelsbanken AB för att detektera bedrägliga sessioner. Verktyg inom Topologisk Dataanalys används för att analysera kunders beteende och undersöka topologiska egenskaper såsom homologi och stabil rang på individnivå. Dessutom tränas en RNN-LSTM modell på en generell beteende nivå för att förutsäga kundens nästa händelse och undersöka dess potential att upptäcka avvikande beteende. Resultaten visar att simpliciella komplex och deras motsvarande stabil rang kan användas för att beskriva skillnader mellan genuina och bedrägliga sessioner på individnivå. Användningen av ett neuralt nätverk antyder att det finns avvikande beteenden på en generell nivå avseende skillnaden mellan bedrägliga och genuina sessioner. Det faktum att detta projekt genomfördes utan intern bankkännedom om bedrägerier eller historisk kunskap om allmäna misstänksamma aktiviteter och enbart genom datahantering och anomalidetektion visar stor potential för sessionbaserad detektion. Därmed drar denna studie slutsatsen att användningen av topologisk dataanalys och neurala nätverk för att upptäcka bedrägerier och avvikande händelser ger värdefulla insikter och öppnar dörren för framtida fortsätta studier inom området. Vidare analyser måste göras för att se hur effektivt man kan upptäcka bedrägerier mitt i sessioner.

Football trajectory modeling is a powerful tool for predicting and evaluating the movement of a football and its dynamics. Masked autoencoders are scalable self-supervised learners used for representation learning of partially observable data. Masked autoencoders have been shown to provide successful results in pre-training for computer vision and natural language processing tasks. Using masked autoencoders in the multivariate time-series data field has not been researched to the same extent. This thesis aims to investigate the potential of using masked autoencoders for multivariate time-series modeling for football trajectory data in collaboration with Tracab. Two versions of the masked autoencoder network with alterations are tested, which are implemented to be used with multivariate time-series data. The resulting models are used to detect anomalies in the football trajectory and propose corrections based on the reconstruction. The results are evaluated, discussed, and compared against the tracked and manually corrected value of the ball trajectory. The performance of the different frameworks is compared and the overall anomaly detection capabilities are discussed. The result suggested that even though the regular autoencoder version had a smaller average reconstruction error during training and testing, using masked autoencoders improved the anomaly detection performance. The result suggested that neither the regular autoencoder nor the masked autoencoder managed to propose plausible trajectories to correct anomalies in the data. This thesis promotes further research to be done in the field of using masked autoencoders for time series and trajectory modeling. / Modellering av en fotbolls bollbana är ett kraftfullt verktyg för att förutse och utvärdera rörelsen och dynamiken hos en fotboll. Maskerade autoencoders är skalbara självövervakande inlärare som används för representationsinlärning av delvis synlig data. Maskerade autoencoders har visat sig ge framgångsrika resultat vid förträning inom datorseende och naturlig språkbearbetning. Användningen av maskerade autoencoders för multivariat tidsserie-data har det inte forskats om i samma omfattning. Syftet med detta examensarbete är att undersöka potentialen för maskerade autoencoders inom tidsseriemodellering av bollbanor för fotboll i samarbete med Tracab. Två versioner av maskerade autoencoders anpassade för tidsserier testas. De tränade modellerna används för att upptäcka avvikelser i detekterade fotbollsbanor och föreslå korrigeringar baserat på rekonstruktionen. Resultaten utvärderas, diskuteras och jämförs med det detekterade och manuellt korrigerade värdet för fotbollens bollbana. De olika ramverken jämförs och deras förmåga för detektion och korrigering av avvikelser diskuteras. Resultatet visade att även om den vanliga autoencoder-versionen hade ett mindre genomsnittligt rekonstruktionsfel efter träning, så bidrog användningen av maskerade autoencoders till en förbättring inom detektering av avvikelser. Resultatet visade att varken den vanliga autoencodern eller den maskerade autoencodern lyckades föreslå trovärdiga bollbanor för att korrigera de funna avvikelserna i datan. Detta examensarbete främjar ytterligare forskning inom användningen av maskerade autoencoders för tidsserier och banmodellering.

Tesis por compendio / [ES] En la última década, el aprendizaje profundo (DL) se ha convertido en la principal herramienta para las tareas de visión por ordenador (CV). Bajo el paradigma de aprendizaje supervisado, y gracias a la recopilación de grandes conjuntos de datos, el DL ha alcanzado resultados impresionantes utilizando redes neuronales convolucionales (CNNs). Sin embargo, el rendimiento de las CNNs disminuye cuando no se dispone de suficientes datos, lo cual dificulta su uso en aplicaciones de CV en las que sólo se dispone de unas pocas muestras de entrenamiento, o cuando el etiquetado de imágenes es una tarea costosa. Estos escenarios motivan la investigación de estrategias de aprendizaje menos supervisadas. En esta tesis, hemos explorado diferentes paradigmas de aprendizaje menos supervisados. Concretamente, proponemos novedosas estrategias de aprendizaje autosupervisado en la clasificación débilmente supervisada de imágenes histológicas gigapixel. Por otro lado, estudiamos el uso del aprendizaje por contraste en escenarios de aprendizaje de pocos disparos para la vigilancia automática de cruces de ferrocarril. Por último, se estudia la localización de lesiones cerebrales en el contexto de la segmentación no supervisada de anomalías. Asimismo, prestamos especial atención a la incorporación de conocimiento previo durante el entrenamiento que pueda mejorar los resultados en escenarios menos supervisados. En particular, introducimos proporciones de clase en el aprendizaje débilmente supervisado en forma de restricciones de desigualdad. Además, se incorpora la homogeneización de la atención para la localización de anomalías mediante términos de regularización de tamaño y entropía. A lo largo de esta tesis se presentan diferentes métodos menos supervisados de DL para CV, con aportaciones sustanciales que promueven el uso de DL en escenarios con datos limitados. Los resultados obtenidos son prometedores y proporcionan a los investigadores nuevas herramientas que podrían evitar la anotación de cantidades masivas de datos de forma totalmente supervisada. / [CA] En l'última dècada, l'aprenentatge profund (DL) s'ha convertit en la principal eina per a les tasques de visió per ordinador (CV). Sota el paradigma d'aprenentatge supervisat, i gràcies a la recopilació de grans conjunts de dades, el DL ha aconseguit resultats impressionants utilitzant xarxes neuronals convolucionals (CNNs). No obstant això, el rendiment de les CNNs disminueix quan no es disposa de suficients dades, la qual cosa dificulta el seu ús en aplicacions de CV en les quals només es disposa d'unes poques mostres d'entrenament, o quan l'etiquetatge d'imatges és una tasca costosa. Aquests escenaris motiven la investigació d'estratègies d'aprenentatge menys supervisades. En aquesta tesi, hem explorat diferents paradigmes d'aprenentatge menys supervisats. Concretament, proposem noves estratègies d'aprenentatge autosupervisat en la classificació feblement supervisada d'imatges histològiques gigapixel. D'altra banda, estudiem l'ús de l'aprenentatge per contrast en escenaris d'aprenentatge de pocs trets per a la vigilància automàtica d'encreuaments de ferrocarril. Finalment, s'estudia la localització de lesions cerebrals en el context de la segmentació no supervisada d'anomalies. Així mateix, prestem especial atenció a la incorporació de coneixement previ durant l'entrenament que puga millorar els resultats en escenaris menys supervisats. En particular, introduïm proporcions de classe en l'aprenentatge feblement supervisat en forma de restriccions de desigualtat. A més, s'incorpora l'homogeneïtzació de l'atenció per a la localització d'anomalies mitjançant termes de regularització de grandària i entropia. Al llarg d'aquesta tesi es presenten diferents mètodes menys supervisats de DL per a CV, amb aportacions substancials que promouen l'ús de DL en escenaris amb dades limitades. Els resultats obtinguts són prometedors i proporcionen als investigadors noves eines que podrien evitar l'anotació de quantitats massives de dades de forma totalment supervisada. / [EN] In the last decade, deep learning (DL) has become the main tool for computer vision (CV) tasks. Under the standard supervised learnng paradigm, and thanks to the progressive collection of large datasets, DL has reached impressive results on different CV applications using convolutional neural networks (CNNs). Nevertheless, CNNs performance drops when sufficient data is unavailable, which creates challenging scenarios in CV applications where only few training samples are available, or when labeling images is a costly task, that require expert knowledge. Those scenarios motivate the research of not-so-supervised learning strategies to develop DL solutions on CV. In this thesis, we have explored different less-supervised learning paradigms on different applications. Concretely, we first propose novel self-supervised learning strategies on weakly supervised classification of gigapixel histology images. Then, we study the use of contrastive learning on few-shot learning scenarios for automatic railway crossing surveying. Finally, brain lesion segmentation is studied in the context of unsupervised anomaly segmentation, using only healthy samples during training. Along this thesis, we pay special attention to the incorporation of tasks-specific prior knowledge during model training, which may be easily obtained, but which can substantially improve the results in less-supervised scenarios. In particular, we introduce relative class proportions in weakly supervised learning in the form of inequality constraints. Also, attention homogenization in VAEs for anomaly localization is incorporated using size and entropy regularization terms, to make the CNN to focus on all patterns for normal samples. The different methods are compared, when possible, with their supervised counterparts. In short, different not-so-supervised DL methods for CV are presented along this thesis, with substantial contributions that promote the use of DL in data-limited scenarios. The obtained results are promising, and provide researchers with new tools that could avoid annotating massive amounts of data in a fully supervised manner. / The work of Julio Silva Rodríguez to carry out this research and to elaborate this dissertation has been supported by the Spanish Government under the FPI Grant PRE2018-083443. / Silva Rodríguez, JJ. (2022). Learning from limited labelled data: contributions to weak, few-shot, and unsupervised learning [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/190633 / Compendio

Cyber attacks are ubiquitous and increasingly prevalent in industry, society, and governmental departments. They affect the economy, politics, and individuals. Ever-increasingly skilled, organized, and funded threat actors combined with ever-increasing volumes and modalities of data require increasingly sophisticated and innovative cyber defense solutions. Current state-of-the-art security systems conduct threat detection on dynamic graph representations of computer systems and enterprise communication networks known as provenance graphs. Most of these security systems are statistics-based, based on rules defined by domain experts, or discard temporal information, and as such come with a set of drawbacks (e.g., incapability to pinpoint the attack, incapability to adapt to evolving systems, reduced expressibility due to lack of temporal information). At the same time, there is little research in the machine learning community on graphs such as provenance graphs, which are a form of largescale, heterogeneous, and continuous-time dynamic graphs, as most research on graph learning has been devoted to static homogeneous graphs to date. Therefore, this thesis aims to bridge these two fields and investigate the potential of learning-based methods operating on continuous-time dynamic provenance graphs for cyber threat detection. Without loss of generality, this work adopts the general Temporal Graph Networks framework for learning representations and detecting anomalies in such graphs. This method explicitly addresses the drawbacks of current security systems by considering the temporal setting and bringing the adaptability of learning-based methods. In doing so, it also introduces and releases two large-scale, continuoustime temporal, heterogeneous benchmark graph datasets with expert-labeled anomalies to foster future research on representation learning and anomaly detection on complex real-world networks. To the best of the author’s knowledge, these are one of the first datasets of their kind. Extensive experimental analyses of modules, datasets, and baselines validate the potency of continuous-time graph neural network-based learning, endorsing its practical applicability to the detection of cyber threats and possibly other semantically meaningful anomalies in similar real-world systems. / Cyberattacker är allestädes närvarande och blir allt vanligare inom industrin, samhället och statliga myndigheter. De påverkar ekonomin, politiken och enskilda individer. Allt skickligare, organiserade och finansierade hotaktörer i kombination med ständigt ökande volymer och modaliteter av data kräver alltmer sofistikerade och innovativa cyberförsvarslösningar. Dagens avancerade säkerhetssystem upptäcker hot på dynamiska grafrepresentationer (proveniensgrafer) av datorsystem och företagskommunikationsnät. De flesta av dessa säkerhetssystem är statistikbaserade, baseras på regler som definieras av domänexperter eller bortser från temporär information, och som sådana kommer de med en rad nackdelar (t.ex. oförmåga att lokalisera attacken, oförmåga att anpassa sig till system som utvecklas, begränsad uttrycksmöjlighet på grund av brist på temporär information). Samtidigt finns det lite forskning inom maskininlärning om grafer som proveniensgrafer, som är en form av storskaliga, heterogena och dynamiska grafer med kontinuerlig tid, eftersom den mesta forskningen om grafinlärning hittills har ägnats åt statiska homogena grafer. Därför syftar denna avhandling till att överbrygga dessa två områden och undersöka potentialen hos inlärningsbaserade metoder som arbetar med dynamiska proveniensgrafer med kontinuerlig tid för detektering av cyberhot. Utan att för den skull göra avkall på generaliserbarheten använder detta arbete det allmänna Temporal Graph Networks-ramverket för inlärning av representationer och upptäckt av anomalier i sådana grafer. Denna metod tar uttryckligen itu med nackdelarna med nuvarande säkerhetssystem genom att beakta den temporala induktiva inställningen och ge anpassningsförmågan hos inlärningsbaserade metoder. I samband med detta introduceras och släpps också två storskaliga, kontinuerliga temporala, heterogena referensgrafdatauppsättningar med expertmärkta anomalier för att främja framtida forskning om representationsinlärning och anomalidetektering i komplexa nätverk i den verkliga världen. Såvitt författaren vet är detta en av de första datamängderna i sitt slag. Omfattande experimentella analyser av moduler, dataset och baslinjer validerar styrkan i induktiv inlärning baserad på kontinuerliga grafneurala nätverk, vilket stöder dess praktiska tillämpbarhet för att upptäcka cyberhot och eventuellt andra semantiskt meningsfulla avvikelser i liknande verkliga system.