Nemertes :: Home

Η "Νημερτής" είναι το Ιδρυματικό Αποθετήριο που φιλοξενεί την πνευματική παραγωγή του Πανεπιστημίου Πατρών. Συγκεντρώνει τις διδακτορικές διατριβές, μεταπτυχιακές και διπλωματικές εργασίες που εκπονούνται στο Πανεπιστήμιο Πατρών και ταυτόχρονα συλλέγει κι άλλο υλικό, όπως είναι τεχνικές αναφορές, δημοσιεύσεις σε περιοδικά και πρακτικά συνεδρίων των μελών ΔΕΠ και των ερευνητών του Πανεπιστημίου, κλπ.

Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 31625

Open Access
Διεθνή συστήματα κατάταξης : η θέση του Πανεπιστημίου Πατρών
(2026) Επιτροπή Διεθνών Κατατάξεων; International Rankings Committee
Ιδρυματικές αναφορές
Το αναφορά παρουσιάζει τη θέση του Πανεπιστημίου Πατρών σε διεθνή συστήματα κατάταξης και τονίζει ότι οι κατατάξεις αποτελούν χρήσιμο, αλλά σύνθετο εργαλείο αποτίμησης. Η Επιτροπή Διεθνών Κατατάξεων και η Μονάδα Στρατηγικού Σχεδιασμού έχουν αναλάβει τη συστηματική παρακολούθηση των δεικτών, την υποβολή στοιχείων και την πρόταση πολιτικών βελτίωσης. Το Πανεπιστήμιο συμμετέχει κυρίως στα THE, QS, ARWU, Webometrics και RUR, ενώ εξετάζει και θεματικές, κάθετες και κατατάξεις βιωσιμότητας.
Open Access
Μελέτη και υλοποίηση πλατφόρμας ανταλλαγής χρόνου και δεξιοτήτων με αξιοποίηση LLMs
(2026-07-16) Μπόμπολα, Μαριάνα; Bompola, Mariana
Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής (ΔΕ)
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός, η υλοποίηση και η αξιολόγηση της εφαρμογής TimeWeave, ενός ολοκληρωμένου συστήματος timebanking για mobile χρήση, προσανατολισμένου σε κλειστές κοινότητες. Στόχος ήταν η δημιουργία μιας πλατφόρμας που τοποθετεί την εμπιστοσύνη και την κοινότητα στο κέντρο της εμπειρίας, υποστηρίζοντας ενεργά τη διαδικασία της συνεννόησης μεταξύ των μελών αντί να προσφέρει απλώς έναν κατάλογο διαθέσιμων υπηρεσιών. Για τον σχεδιασμό του συστήματος πραγματοποιήθηκε εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση, εστιασμένη στα timebanks, στα peer-to-peer συστήματα ανταλλαγής, στους μηχανισμούς εμπιστοσύνης και φήμης, στη διακυβέρνηση διαδικτυακών κοινοτήτων και στις φωνητικές διεπαφές. Παράλληλα αναλύθηκαν τρεις υφιστάμενες πλατφόρμες και διεξήχθη προμελέτη απαιτήσεων με 31 συμμετέχοντες, η οποία ανέδειξε ως κυριότερα εμπόδια υιοθέτησης την έλλειψη εμπιστοσύνης και την αβεβαιότητα ως προς την ποιότητα των υπηρεσιών, καθώς και την προτίμηση των χρηστών για λειτουργία εντός κλειστών κοινοτήτων. Με βάση τα ευρήματα αυτά, η εφαρμογή οργανώθηκε γύρω από τέσσερις σχεδιαστικές αρχές: το αίτημα ως κεντρικό στοιχείο συντονισμού, την ανταλλαγή ως σταδιακή διαδικασία, την κοινότητα ως χώρο εμπιστοσύνης και την αξιολόγηση ως μηχανισμό φήμης. Η τεχνική υλοποίηση πραγματοποιήθηκε με Flutter για τη διεπαφή και Spring Boot για το backend, το οποίο οργανώθηκε ως αρθρωτός μονόλιθος με εξαγωνική αρχιτεκτονική, υποστηριζόμενο από βάση δεδομένων PostgreSQL. Η επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο υλοποιήθηκε με WebSockets και το πρωτόκολλο STOMP, ενώ οι ειδοποιήσεις παραδίδονται μέσω Firebase Cloud Messaging. Ενσωματώθηκαν επίσης λειτουργίες υποστηριζόμενες από μεγάλα γλωσσικά μοντέλα, οι οποίες βοηθούν τον χρήστη στη διατύπωση των αιτημάτων του και τον διαχειριστή στην εποπτεία της κοινότητας, με βάση την αρχή ότι η τεχνητή νοημοσύνη υποστηρίζει την άρθρωση χωρίς να υποκαθιστά την ανθρώπινη κρίση. Για την αξιολόγηση της αντιληπτής ευχρηστίας του συστήματος διεξήχθη μελέτη με 26 συμμετέχοντες, με βάση τη μεθοδολογία SUS (System Usability Scale), οι οποίοι εκτέλεσαν ρεαλιστικά σενάρια χρήσης και συμπλήρωσαν ερωτηματολόγια αξιολόγησης ευχρηστίας. Η εφαρμογή πέτυχε βαθμολογία SUS 92,7, τιμή που βρίσκεται στη ζώνη της εξαιρετικής χρηστικότητας, ενώ οι μηχανισμοί εμπιστοσύνης που είχαν προβλεφθεί κατά τον σχεδιασμό αναγνωρίστηκαν και αξιοποιήθηκαν από τους συμμετέχοντες. Ένα υποσύνολο δεκαπέντε συμμετεχόντων δοκίμασε επιπλέον τον φωνητικό βοηθό σε δύο αρχιτεκτονικές, μια συμβατική και μια πραγματικού χρόνου, οι οποίες παρουσιάστηκαν τυφλά. Η ροή πραγματικού χρόνου προτιμήθηκε με στατιστικά σημαντική διαφορά.
Open Access
Παρακολούθηση και αποκατάσταση της ποιότητας εσωτερικών και παράκτιων υδάτων με τη χρήση τηλεπισκόπησης και καινοτόμων ροφητικών υλικών
(2026-10-06) Μπιλιάνη, Ειρήνη; Biliani, Irene
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών (ΔΔ)
Ο ευτροφισμός έχει αναγνωριστεί ως κρίσιμη απειλή για πολλά εσωτερικά και παράκτια οικοσυστήματα γλυκού νερού και θαλάσσιας ζωής παγκοσμίως, καθώς η υπερβολική εισαγωγή θρεπτικών συστατικών και οι επακόλουθες αλλαγές στους πληθυσμούς του φυτοπλαγκτού, στις παραμέτρους ποιότητας του νερού και στη διαθεσιμότητα του διαλυμένου οξυγόνου μπορούν να επηρεάσουν σοβαρά τα υδάτινα οικοσυστήματα. Στο πλαίσιο της Περιβαλλοντικής Μηχανικής η αξιόπιστη παρακολούθηση και η ανάπτυξη υλικών είναι αλληλένδετα συνδεδεμένες έννοιες για την επιτυχή αποκατάσταση των υδάτινων σωμάτων. Η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων που προσφέρουν μεγάλη χωρική και χρονική μεταβλητότητα για τη μελέτη των ευτροφικών οικοσυστημάτων είναι απαραίτητη, για την ακριβή αξιολόγηση της έκτασης και της σοβαρότητας των επιπτώσεων του ευτροφισμού σε αυτά τα οικοσυστήματα και για την ανάπτυξη επιτυχημένων στρατηγικών αποκατάστασης. Ωστόσο, υπάρχουν σημαντικές μεθοδολογικές ελλείψεις τόσο στη μελέτη όσο και στην αποκατάσταση των ευτροφικών υδάτων. Ειδικότερα, τα προϊόντα που προέρχονται από δορυφόρους και χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας των ευτροφικών υδάτων συχνά περιλαμβάνουν ελλιπείς ή χωρικά και χρονικά λανθασμένες τιμές που περιορίζουν τη χρησιμότητά τους για αξιόπιστες αξιολογήσεις. Παράλληλα, η αποτελεσματικότητα των προσροφητικών υλικών για την απομάκρυνση θρεπτικών συστατικών που είναι υπεύθυνα για τη διατήρηση των διεργασιών ευτροφισμού εξαρτάται σημαντικά από τις ορυκτολογικές τους ιδιότητες, τις τροποποιήσεις που πραγματοποιούνται και τις φυσικές/χημικές συνθήκες που υπάρχουν στα υδάτινα περιβάλλοντα. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επιδιώκει να συμβάλει θετικά στη βελτίωση της μεθοδολογίας αξιολόγησης και αποκατάστασης ευτροφικών οικοσυστημάτων μέσω της ανάπτυξης και αξιολόγησης μεθόδων που έχουν σχεδιαστεί για την αύξηση της αξιοπιστίας των δορυφορικών δεδομένων και την ενίσχυση της αποτελεσματικότητας των προσροφητικών υλικών για την απομάκρυνση θρεπτικών συστατικών. Το επίκεντρο αυτής της έρευνας αφορά τα εσωτερικά και παράκτια ευτροφικά οικοσυστήματα, με τον Αμβρακικό Κόλπο και τη Λιμνοθάλασσα του Αιτωλικού στην Ελλάδα να επιλέγονται ως αντιπροσωπευτικές τοποθεσίες μελέτης περίπτωσης. Χρησιμοποιήθηκαν μακροπρόθεσμες εικόνες MODIS Aqua για την ανάλυση χωρικών και χρονικών διακυμάνσεων στις συγκεντρώσεις χλωροφύλλης-α και δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή στον εντοπισμό ελλείψεων στη χρήση δορυφορικών χρονοσειρών και στη διατήρηση χρονικών πληροφοριών απαραίτητων για τη διεξαγωγή φαινολογικών αξιολογήσεων. Για τη βελτίωση της αξιοποίησης των δορυφορικών δεδομένων, αναπτύχθηκαν δύο καινοτόμες μεθοδολογίες που χρησιμοποιούν αξιόπιστες στατιστικές αναλύσεις. Πρώτον, χρησιμοποιήθηκε η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (PCA) για την αξιοποίηση των σχέσεων συνδιακύμανσης μεταξύ των διαθέσιμων φασματικών/χωρικών πληροφοριών στο πολυδιάστατο σύνολο δορυφορικών δεδομένων για τη δημιουργία ελλιπών τιμών στα σύνολα δεδομένων δορυφορικής ανακλαστικότητας. Δεύτερον, αναπτύχθηκε μια μεθοδολογία βασισμένη στη Τοπική Εκτίμηση Εξομάλυνσης Διαγράμματος Διασποράς (LOESS) για την ανίχνευση και διόρθωση ελλιπών τιμών συγκεντρώσεων χλωροφύλλης-α και την παραγωγή μιας συνεχής χρονοσειράς. Η εφαρμογή της PCA και της LOESS επέτρεψε τη δημιουργία διορθωμένων, μακροχρόνιων χρονοσειρών κατάλληλων για τη διερεύνηση της χλωροφύλλης-α. Οι επακόλουθες αναλύσεις κατέδειξαν σαφώς τη διάκριση μεταξύ της ύπαρξης εκτεταμένων δορυφορικών αρχείων διαθέσιμων για σκοπούς ερμηνείας και της πραγματικής ύπαρξης αξιόπιστων πληροφοριών εντός αυτών των αρχείων. Συγκεκριμένα, τα αποτελέσματα κατέδειξαν ότι η χρήση άμεσων δορυφορικών προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων των χωρικά/χρονικά συγκεντρωτικών προϊόντων, δεν διατηρεί απαραίτητα επαρκή χρονική μεταβλητότητα για τον χαρακτηρισμό σημαντικών χαρακτηριστικών των ευτροφικών οικοσυστημάτων. Έτσι, οι προτεινόμενες μεθοδολογίες παρέχουν μεθοδολογικά πλαίσια για τη βελτίωση της εξαγωγής μακροπρόθεσμων περιβαλλοντικών πληροφοριών από σύνολα δεδομένων που προέρχονται από δορυφόρους. Μάλιστα, η δεύτερη μεθοδολογία έχει αναγνωριστεί από την επιστημονική ομάδα του MODIS παραθέτοντας τη σχετική δημοσίευση. Ταυτόχρονα, η διατριβή διερεύνησε την προσρόφηση ως μέσο μείωσης της διαθεσιμότητας συγκεκριμένων θρεπτικών συστατικών που συμβάλλουν στον ευτροφισμό. Διεξήχθησαν συγκριτικές έρευνες που αφορούσαν μη τροποποιημένους και χημικά τροποποιημένους φυσικούς ζεόλιθους για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας απομάκρυνσης ιόντων αμμωνιακών και ορθοφωσφορικών. Τα ευρήματα έδειξαν ότι η απόδοση κάθε προσροφητικού εξαρτιόταν σε μεγάλο βαθμό τόσο από τις εγγενείς ιδιότητες του αρχικού υλικού όσο και από τις χημικές τροποποιήσεις που πραγματοποιήθηκαν σε αυτό και τις φυσικοχημικές συνθήκες που επικρατούσαν στο υδατικό περιβάλλον. Αξιοσημείωτα, ο φυσικός ζεόλιθος Σλοβακίας επέδειξε ανώτερη συμπεριφορά στην απομάκρυνση αμμωνιακών ιόντων, ενώ η χημική τροποποίηση προκάλεσε ενισχυμένη απομάκρυνση ορθοφωσφορικών ιόντων σε σχέση με τον μη τροποποιημένο ζεόλιθο. Επιπλέον, τεκμηριώθηκαν επιδράσεις λόγω της προέλευσης του ζεόλιθου, αλλά και της αλατότητας του νερού, αποδεικνύοντας ότι η αποτελεσματικότητα ενός προσροφητικού δεν μπορεί να αξιολογηθεί ανεξάρτητα από τις εγγενείς ιδιότητες του υδατικού περιβάλλοντος στο οποίο αναμένεται να λειτουργήσει. Με βάση προηγούμενες αξιολογήσεις/συγκρίσεις και προσπάθειες βελτιστοποίησης που σχετίζονται με την τροποποίηση χημικών επεξεργασιών, αναπτύχθηκε ένα νέο τροποποιημένο ζεολιθικό προσροφητικό με την ονομασία ‘ZeoPhos’ για την απομάκρυνση αμμωνιακών και ορθοφωσφορικών ιόντων. Οι αξιολογήσεις απόδοσης έδειξαν ότι το ZeoPhos είχε βελτιωμένες δυνατότητες απομάκρυνσης και για τα δύο ιόντα σε σύγκριση με τον μη τροποποιημένο φυσικό ζεόλιθο. Συγκεκριμένα, η τροποποίηση αύξησε κυρίως την ικανότητα απομάκρυνσης για τα ορθοφωσφορικά, διατηρώντας παράλληλα τις ιδιότητες ανταλλαγής ιόντων του φυσικού ζεόλιθου. Διεξήχθησαν επιπλέον μελέτες για την αποσαφήνιση των μηχανισμών που ελέγχουν τη διαδικασία προσρόφησης. Η ανάπτυξη του ZeoPhos αντιπροσώπευε μια δεύτερη θετική μεθοδολογική και τεχνολογική συμβολή σε αυτή τη διατριβή και διευκόλυνε την ανάπτυξη ενός κατοχυρωμένου με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας υλικού. Συλλογικά, αυτή η έρευνα κατέδειξε ότι οι βελτιώσεις στην αξιολόγηση και την αποκατάσταση των ευτροφικών υδάτινων οικοσυστημάτων απαιτούν αξιόπιστες μεθοδολογικές προσεγγίσεις. Η συμβολή αυτής της διατριβής έγκειται στην ανάπτυξη μεθοδολογιών που αυξάνουν την αξιοπιστία της παρακολούθησης του ευτροφισμού και ενισχύουν τις τεχνολογίες αποκατάστασης των ευτροφικών υδάτων κατόπιν της απομάκρυνσης των θρεπτικών συστατικών. Η διόρθωση/προ-επεξεργασία των διαθέσιμων μακροχρόνιων δορυφορικών χρονοσειρών επιτρέπει τη φαινολογική εξέλιξη του ευτροφισμού, ενώ η παραγωγή νέων τροποποιημένων ζεολιθικών προσροφητικών υλικών επιτυγχάνει τη προσρόφηση των θρεπτικών συστατικών για την τεχνική αποκατάσταση των ευτροφικών εσωτερικών και παράκτιων υδάτων.
Embargo
Standardization of human genome-scale metabolic models for fluxomics and systems biology applications
(2026-10-21) Παντζίρη, Μαριλένα; Pantziri, Marilena
Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΔΔ)
Human genome-scale metabolic models (GEMs) provide systematic representations of human metabolism and support flux analysis and multi-omics integration. Yet human GEMs have evolved through successive generations of genome annotation, biochemical databases, identifier systems and reconstruction practices. Because many reconstructions originated when these resources and their interconnections were less mature, individually valid annotations may coexist within the same model reaction without describing mutually consistent biological relationships. Existing standards and quality-control frameworks improve structure and annotation coverage, but do not systematically test whether enzyme, protein, reaction and metabolite annotations converge on the same biochemical transformation. The main objective of this thesis was therefore to make cross-layer annotation consistency testable against a common representation of the human metabolic reactome. Four specific aims were pursued: (1) to construct an enzyme-centric reference connecting enzyme activities, reviewed human proteins, biochemical transformations, metabolites and stoichiometry, while retaining directionality and subcellular localization as biological context; (2) to characterize the reconstructed reactome as a quantitative knowledge landscape; (3) to evaluate cross-layer consistency using the Human2 model (https://github.com/SysBioChalmers/Human-GEM) as a proof of concept and (4) to derive general annotation requirements and curation guidelines for the reproducible comparison of human GEMs. A reference human metabolic reactome was reconstructed by integrating curated resources, principally Rhea, UniProt, ExplorEnz, ChEBI, KEGG and MetaCyc, with Reactome and other resources retained as supporting cross-reference and pathway evidence. Biochemical transformations were defined by chemical participants and stoichiometric relationships rather than identifiers alone; directionality and localization were represented separately as biological-context properties, and source provenance was preserved. The reference comprises several thousand retained EC classifications, associated reviewed human proteins, a source-derived reaction set, participating metabolites and a separately generated transport layer. Its characterization showed frequent many-to-many relationships between enzyme activities and reviewed human proteins, and an uneven distribution of evidence across the reactome. A cross-layer-complete core supported by all evidence layers coexists with regions in which the underlying knowledge remains incomplete or conflicting. Human2 was used as a highly curated proof of concept. The analysis did not assess biological correctness or predictive performance; it tested whether annotations attached to the same reaction were mutually consistent with the reference. Cross-layer consistency was evaluated at two levels: the biochemical transformation, at which the enzyme classification, the protein, the reaction and the metabolite participants and their stoichiometry were examined, and the biological context, at which directionality and subcellular localization were examined against the reference. Identifier correspondence was not treated as sufficient evidence of equivalence. Candidate mappings were evaluated through independent biological and chemical evidence layers, and the outcomes were retained separately, so that support, incompleteness, ambiguity, conflict and cases outside the scope of the reference remained distinguishable. The application showed that recognized identifiers and successful model-level quality control do not necessarily guarantee cross-layer consistency. Of the transformations that remained unresolved, 73.7% still carried at least one principal annotation type. Therefore, the unresolved set is not an unannotated region of the model, and the distinction between insufficient or non-convergent evidence and missing annotation cannot be made by counting identifiers alone. The resulting guidelines extend identifier- and model-level standardization by requiring consistency among chemical identity, stoichiometry, reaction-enzyme relationships and enzyme-protein support, while treating directionality and localization as separate biological-context layers and preserving missing, ambiguous or conflicting evidence as distinct states. The principal contributions are therefore a reference, provenance-preserving human metabolic reactome and a general framework for testing annotation consistency across biological layers. Future work should apply the framework to additional human GEM lineages, maintain the reactome as a versioned resource and formalize the guidelines into explicit annotation consistency criteria.
Open Access
Physics-based vibration analysis for fault diagnosis in rotor-bearing systems under multiple fault conditions
(0021-10-26) Τσέλιος, Ιωάννης; Tselios, Ioannis
Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχαν. (ΔΔ)
Rotating machinery serves as the operational backbone of many industrial systems. Reliability, performance, and safety rely on understanding vibration behavior under real operating conditions. However, rotor-bearing systems often exhibit complex dynamic behavior arising from interactions among multiple fault mechanisms, including mass unbalance, transverse breathing shaft cracks, and bearing misalignment. Their combined presence can produce complex vibration responses that cannot always be interpreted through the characteristics of the individual faults. This thesis investigates the dynamic behavior of rotor-bearing systems under multiple fault conditions and uses physics-based numerical models, experimental measurements, signal-processing techniques, and Artificial Intelligence algorithms to support fault diagnosis. The numerical models account for mass unbalance, transverse breathing and fully open shaft cracks, and hydrodynamic journal bearings. Crack-induced flexibility is calculated using fracture-mechanics-based formulations, while the nonlinear bearing forces are obtained through the numerical solution of the Reynolds equation. Bearing misalignment is included by modifying the lubricant-film geometry along the bearing length. The developed models are used to investigate the effects of fault severity, rotational speed, crack-front geometry, torsional excitation, and combined fault conditions on the system’s vibration behavior. Experimental measurements were obtained from a laboratory rotor test rig under controlled unbalance conditions and with machined transverse shaft slots representing cracks. Steady-state and run-up measurements are compared with the numerical predictions using time histories, frequency spectra, and time-frequency representations. The comparisons show that the models reproduce the principal speed-dependent vibration characteristics of the physical rotor under the investigated conditions, while also identifying discrepancies associated with uncertain system parameters, modeling assumptions, and measurement-related factors. Experimental measurements were also used to update selected model parameters and fine-tune diagnostic classifiers. For fault diagnosis, Artificial Intelligence algorithms are used together with physics-based models and vibration features. Model updating and numerical data generation are combined with an Artificial Neural Network for unbalance estimation. Instantaneous-frequency-based features are used to estimate crack and unbalance characteristics in a numerical study. Numerical pre-training and experimental fine-tuning are also used for the classification of crack condition, unbalance location, and unbalance level. The results support fault estimation and classification within the examined fault ranges and operating conditions. Overall, the thesis focuses on the vibration analysis and physical interpretation of rotor-bearing systems under multiple fault conditions. The numerical and experimental findings are used to identify meaningful vibration features and support the estimation and classification of fault characteristics. In this way, the work connects the physical understanding of fault interactions with vibration-based fault diagnosis.
Open Access
Αναγνώριση εκφράσεων προσώπου με χρήση τεχνικών βαθιάς μάθησης και μετασχηματιστών
(2026-10-09) Μπαλάση, Δήμητρα; Balasi, Dimitra
Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής (ΔΕ)
Η Αναγνώριση Εκφράσεων Προσώπου (Facial Emotion Recognition – FER) είναι ένας τομέας που εμφανίζει ραγδαία ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια, ωστόσο αντιμετωπίζει πολλές προκλή-σεις κατά την πρακτική εφαρμογή του, όπως μεταβολές στη στάση του κεφαλιού, αποφράξεις (occlusions) μερών του προσώπου και αλλαγές στον φωτισμό. Σε αυτή την εργασία, κύριος στόχος μας είναι η αξιολόγηση της εφαρμογής της επεξηγήσιμης τεχνητής νοημοσύνης (Explainable AI – XAI) σε ένα υβριδικό μοντέλο FER βασισμένο σε συνελικτικά δίκτυα και μετασχηματιστές (transformers), προκειμένου να βελτιώσουμε τόσο την απόδοση όσο και την ερμηνευσιμότητά του. Συγκεκριμένα, αξιοποιούμε το μοντέλο POSTER V2, μια πυραμιδική αρχιτεκτονική που συνδυάζει συνελικτικά backbones εξαγωγής χαρακτηριστικών εικόνας και ορόσημων προσώπου με modules cross-attention πολλαπλής κλίμακας και ένα Vision Transformer για την τελική σύντηξη και ταξινόμηση, λόγω της ικανότητάς του να μοντελοποιεί τόσο τοπικά όσο και μακροπρόθεσμα χωρικά χαρακτηριστικά σε εικόνες προσώπων. Το μο-ντέλο εκπαιδεύεται μέσα από μια ελεγχόμενη, σταδιακή πορεία fine-tuning, όπου κάθε στάδιο ξεκλειδώνει προοδευτικά περισσότερα τμήματα της αρχιτεκτονικής, ενώ παράλληλα αξιολο-γούμε την αξιοπιστία του εφαρμόζοντας τεχνικές XAI, όπως Grad-CAM, Grad-CAM++, Score-CAM, Ablation-CAM, Integrated Gradients, SmoothGrad και occlusion sensitivity, προ-κειμένου να οπτικοποιήσουμε και να συγκρίνουμε τις χωρικές περιοχές στις οποίες δίνει προ-τεραιότητα το μοντέλο σε κάθε στάδιο της εκπαίδευσής του, καθώς και τεχνικές ανάλυσης των εσωτερικών αναπαραστάσεων του δικτύου (CKA, SVCCA/PWCCA, linear probing, γεωμε-τρία embedding χώρου), ώστε να εντοπίσουμε πού ακριβώς αποθηκεύεται η νέα γνώση που αποκτά το μοντέλο. Η ανάλυση αυτή εξετάζει αν το μοντέλο βασίζεται σταθερά σε σημασιο-λογικά ουσιώδη χαρακτηριστικά του προσώπου (π.χ. μάτια, στόμα, περιοχή φρυδιών) που α-ντιστοιχούν σε εκφράσεις συναισθήματος, καθώς προχωρά η εκπαίδευση από το αρχικό στο τελικό στάδιο, ή αν εξακολουθεί να εξαρτάται από μη διαγνωστικά στοιχεία (φόντο, ταυτότη-τα, ιδιαιτερότητες του συνόλου δεδομένων). Επιπλέον, η εφαρμογή πολλαπλών μεθόδων XAI αποκαλύπτει πιθανά trade-offs μεταξύ οπτικής συνοχής, υπολογιστικού κόστους και συμφωνί-ας μεταξύ διαφορετικών επεξηγητών, αντιμετωπίζοντας παράλληλα το πρόβλημα του «μαύρου κουτιού» (black box). Μέσω της έρευνας αυτής, αναδεικνύουμε πώς ο συνδυασμός υβριδικών αρχιτεκτονικών μετασχηματιστών και πολύπλευρης επεξηγησιμότητας, τόσο σε επίπεδο με-μονωμένων προβλέψεων όσο και σε επίπεδο εσωτερικών αναπαραστάσεων του δικτύου, μπορεί να συμβάλει στην αντιμετώπιση πολλών από τις προκλήσεις που αντιμετωπίζουν τα μοντέλα FER, οδηγώντας στην κατασκευή πιο ανθεκτικών και αξιόπιστων συστημάτων.
Open Access
A reanalysis of "Brain Networks Connectivity in Mild to Moderate Depression" (Bezmaternykh et al., 2021) : reproducibility of resting-state functional connectivity findings using fMRIPrep and NeuroMark
(2026-08-31) Κουϊμουντζή, Χριστίνα Κωνσταντίνα; Kouimountzi, Christina Konstantina
Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής (ΜΔΕ)
Resting-state functional connectivity (FC) is widely used to characterize network alterations in major depression, yet reported findings are heterogeneous and depend on analytical choices, raising questions of reproducibility. This thesis is a same-data reanalysis of Bezmaternykh et al. (2021), not an independent replication, examining whether their principal cross-sectional (Study 1: 51 patients, 21 controls) and longitudinal (Study 2: 29 patients, treated and untreated) FC findings survive a standardized, prespecified pipeline. Data were preprocessed with fMRIPrep and additional denoising; networks were defined using the fixed NeuroMark 2.2 triple-network representation (default mode, executive control, salience); connectivity was estimated by zero-lag Pearson correlation; and inference combined the Network-Based Statistic, covariate-adjusted domain-level tests, and equivalence testing (TOST). Robustness used matched sensitivity branches: for Study 1, an alternative fMRIPrep version, denoising variants, a lag-shift estimator, and a paper-style data-driven ICA; for Study 2, a finer NeuroMark 1.0 posterior/anterior DMN parcellation. The reported within-DMN and DMN-ECN differences were not reproduced: effects were small and non-significant (d ≈ 0.12 versus a reported d ≈ 0.61), no connection survived multiple-comparison correction, and equivalence excluded effects of the originally reported magnitude. The longitudinal changes likewise did not reproduce and ran directionally opposite; equivalence was inconclusive for the no-treatment within-DMN change but excluded the treatment-related DMN-ECN effects. Across the seven primary comparisons only three agreed in direction (42.9%, indistinguishable from chance), and near-complete overlap (28 of 29 sharing the same baseline voxel data) precludes treating agreements as independent support. The principal FC findings therefore did not reproduce at the reported magnitude or stability. Non-significance was not treated as absence: where equivalence excluded the reported sizes the results challenge those magnitudes, while others remain unresolved given limited precision. Crucially, conclusions shifted with network definition, indicating that reproducibility is contingent on analytical representation.

Communities in DSpace

Author

Subject

Issue Date

Recent Submissions