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.

Communities in DSpace

Select a community to browse its collections.

Now showing 1 - 5 of 5

Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 25952
  • ItemOpen Access
    Hardware architectures for homomorphic encryption in machine learning applications
    (2024-07-12) Λιμνίδης, Μιχαήλ; Limnidis, Michail
    Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)
    Homomorphic encryption is essential due to its ability to enable computations on encrypted data without the need for decryption. This technology is particularly crucial in the realm of cloud computing, where sensitive information is often processed on remote servers. Cloud computing has revolutionized business operations, allowing rapid and efficient scaling without significant internal infrastructure. However, this convenience introduces substantial data security and privacy risks, exposing data to both external and internal threats, as well as potential misuse by cloud service providers. Traditional encryption methods like the Advanced Encryption Standard (AES) protect data at rest and in transit but leave it vulnerable during computation. Homomorphic encryption addresses this vulnerability by enabling computations on ciphertexts, ensuring data remains encrypted throughout the entire process. This end-to-end security is particularly beneficial for applications in privacy-preserving machine learning, where data can be securely processed in the cloud, returning encrypted results that only the data owner can decrypt and interpret. Fully Homomorphic Encryption (FHE) faces significant challenges that make accelerating its processes essential for practical applications. The complexity of FHE operations can be categorized into polynomial computations and ciphertext maintenance operations. Polynomial computations are central to FHE and are inherently more complex than standard arithmetic operations. Despite techniques like the Fast Fourier Transform (FFT) and Number Theoretic Transform (NTT) reducing time complexity, polynomial multiplications remain computationally intensive and demand substantial memory access. These operations involve irregular memory access patterns, necessitating high-speed memory technologies such as High Bandwidth Memory (HBM) and Static Random-Access Memory (SRAM), which increase the cost and complexity of FHE accelerators. Ciphertext maintenance operations, including key-switching and bootstrapping, add to the complexity. Key-switching involves numerous polynomial multiplications and additions, making it time-consuming and computationally expensive. Bootstrapping is the most resource-intensive process in FHE. It involves complex steps such as homomorphic evaluations of polynomial functions and numerous permutations, demanding extensive memory bandwidth and high multiplicative depth. Therefore, accelerating these processes is necessary to make FHE practical for real-world applications, enhancing performance and efficiency while addressing the computational and memory challenges inherent in FHE. The CKKS scheme is designed to support approximate arithmetic operations on real and complex numbers in an encrypted state. This is in contrast to other FHE schemes like BGV and BFV which are better suited for exact computations. Many real-world applications, such as machine learning, can tolerate some approximation error, making CKKS a more suitable choice. Overall, the noise-tolerance, rescaling capabilities, and robust security make CKKS a preferred choice for hardware acceleration, offering substantial performance gains for applications that can tolerate some approximation error. In this thesis, an overview of various FPGA and ASIC accelerators for Fully Homomorphic Encryption (FHE), specifically accelerators employing the CKKS scheme, is provided. It covers the key features, performance, and design aspects of these accelerators.The FPGA accelerators discussed include HEAX, CASA, coxHE, Medha, FAB, Poseidon, and Kim et al.'s design. These accelerators leverage parallelism and optimization techniques to improve the performance of FHE operations like NTT, modular multiplication, and bootstrapping. The ASIC accelerators covered are Taiyi, SHARP, CraterLake, BTS, ARK, and F1. These designs focus on efficient hardware architectures, power management, and memory optimization to accelerate FHE computations. Taiyi, CraterLake, and BTS are highlighted as the latest and most advanced ASIC accelerators. We propose a hardware accelerator architecture for homomorphic multiplication based on the CKKS scheme. The design is implemented and deployed on an FPGA. The initial unoptimized design's performance estimates were not satisfactory. However, by applying various optimization techniques like pipelining, unrolling, and precomputing, the optimized design was able to reduce the latency by 68\% while maintaining a comparable minimum clock frequency with the initial design. This demonstrates the effectiveness of the optimization strategies employed. Scalability was prioritized in the design process and there is substantial evidence and discussion on the subject. In this thesis we also explore the homomorphic evaluation of the ReLU and Sign activation functions using the CKKS multiplier. We analyze the impact of the approximation interval and polynomial degree on the accuracy of the homomorphic evaluation. The results show that the approximation interval has minimal impact. The key insight here is that while increasing the polynomial degree may improve the approximation of the original activation function, it does not necessarily translate to better accuracy in the homomorphic evaluation.
  • ItemOpen Access
    Σχεδιασμός και ανάπτυξη υπηρεσίας συνεχόμενης ταυτοποίησης χρηστών με βάση τον πληκτρολογικό τους χαρακτήρα
    (2024-07-10) Μικέλης, Αλέξανδρος; Mikelis, Alexandros
    Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)
    Η εργασία στοχεύει στη δημιουργία ενός εργαλείου συλλογής πληκτρολογικών δεδομένων για μια πειραματική διάταξη, με σκοπό την τροφοδότηση αυτών σε υπηρεσία συνεχόμενης αυθεντικοποίησης χρηστών μέσω τεχνικών μηχανικής μάθησης, ενώ παράλληλα θα πραγματοποιηθεί συγκριτική μελέτη των τεχνικών αυτών για την εύρεση της καλύτερης στις ανάγκες του προβλήματος. Η ανάπτυξη της υπηρεσίας «Keydo» περιέχει την ενσωμάτωση μοντέρνων τεχνολογιών κάτω από μια κεντρική υποδομή. Πιο συγκεκριμένα, ολόκληρη η υποδομή αναπτύχθηκε στο πλαίσιο λογισμικού Django, το οποίο αποτελεί δυνατό εργαλείο της γλώσσας Python για την ανάπτυξη Web Services. Συνδέσαμε στην υποδομή μας επίσης μια βάση δεδομένων PostgreSQL με σκοπό την αποθήκευση των δεδομένων της υπηρεσίας και επιπλέον υλοποιήσαμε τεχνικές ροών δεδομένων μέσα από την ανοιχτού κώδικα πλατφόρμα Apache Kafka για την ταχύτερη μεταφορά των πληκτρολογικών δεδομένων e2e (end to-end). Εκτός από την υποδομή του server της «Keydo», δημιουργήθηκε επίσης ένα εργαλείο που θα συλλέγει πληκτρολογικά δεδομένα στο προσκήνιο από τα συστήματα των clients και μέσα από το τεχνικές ροών δεδομένων, θα αποστέλλει αυτά προς επεξεργασία, ανάλυση, μοντελοποίηση και αποθήκευση στον server. Πιο συγκεκριμένα, το client tool αποτελείται από μια ενδεικτική γραφική διεπαφή και έναν keylogger, ο οποίος είναι ο πρωταγωνιστής στη συλλογή πληκτρολογικών συμβάντων που καταγράφονται κοντά στον πυρήνα (kernel) του υπολογιστή. Συλλέξαμε δεδομένα εκτελώντας ένα πείραμα με πολλαπλούς χρήστες, όπου μεμονωμένα επιλέξαμε ανθρώπους με υψηλή, μέτρια και χαμηλή ταχύτητα πληκτρολόγησης, ενεργοποιήσαμε το client εργαλείο της «Keydo» και αυτό συνέλεξε δεδομένα κατά τη διάρκεια συμπλήρωσης ερωτήσεων σε ένα Google Form. Ύστερα επεξεργαστήκαμε τα δεδομένα αυτά και δημιουργήσαμε τα πληκτρολογικά χαρακτηριστικά, τα οποία θα είναι αυτά που θα χρησιμοποιήσουμε για την εκπαίδευση των μοντέλων προς μελέτη. Η μελέτη έγινε με γνώμονα τόσο τη θεωρητική εφαρμοστικότητα κάθε αλγορίθμου στο πρόβλημά μας, καθώς και με βάση άλλες ερευνητικές εργασιές που έχουν γίνει από ερευνητές. Μελετήσαμε τη συμπεριφορά τεχνικών μηχανικής μάθησης όπως k-NN, SVM ή XGBoost, όσο και των Νευρωνικών Δικτύων όπως είναι τα RNN-LSTM, CNN, MLP μαζί με βελτιστοποιητές Adam και Nadam. Οι αλγόριθμοι XGBoost και k-NN ήταν αυτοί που ξεχώρισαν σε απόδοση και πετύχαν ιδανικά αποτελέσματα στις μετρικές αξιολόγησής μας και επαληθέυσαμε τα πορίσματα που είδαμε απο άλλες έρευνες. Η εργασία αυτή συμβάλλει στην ανάγκη ενίσχυσης της ασφάλειας, την άνεση του χρήστη, την ανίχνευση και την πρόληψη απάτης και την προστασία ευαίσθητων εφαρμογών και δεδομένων σε απομακρυσμένη εργασία και συμμόρφωση με κανονισμούς. Παρακολουθεί συνεχώς τη συμπεριφορά πληκτρολόγησης χωρίς να διακόπτει τον χρήστη, δεν απαιτεί επιπλέον υλικό, ανιχνεύει ανωμαλίες σε πραγματικό χρόνο και ενισχύει την πολυπαραγοντική ταυτοποίηση
  • ItemOpen Access
    Αξιολόγηση ηλεκτρονικών συστημάτων ψηφοφορίας : μελέτη των απαιτήσεων ασφάλειας και τεχνολογικών προκλήσεων για την ορθή αξιοποίηση των συστημάτων ηλεκτρονικής ψηφοφορίας(e-voting) στις σύγχρονες δημοκρατικές κοινωνίες
    (2024-07-12) Κύρκος, Περικλής; Kyrkos, Periklis
    Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής (ΔΕ)
    Στην παρούσα διπλωματική εργασία , θα αναφερθούν οι διάφορες διαστάσεις της ηλεκτρονικής ψηφοφορίας , αναλύοντας τις προκλήσεις οι οποίες σχετίζονται την ασφάλεια , καθώς και με τις δυνατότητες οι οποίες ανοίγονται για την ενίσχυση της δημοκρατικής διαδικασίας. Ειδικότερα , μελετώντας εκτενώς τις απαιτήσεις ασφάλειας και των τεχνολογικών προκλήσεων , επιδιώκεται η ανάδειξη των κινδύνων οι οποίοι ελλοχεύουν ως απόρροια της εισαγωγής των e-voting συστημάτων στην εκλογική διαδικασία .Με βάση τα προαναφερθέντα , η συγκεκριμένη εργασία έχει ως σκοπό να προσφέρει συγκεκριμένες προτάσεις και συμπεράσματα , τα οποία θα ενισχύσουν τη συζήτηση γύρω από την ασφαλή και αποτελεσματική χρήση ηλεκτρονικών συστημάτων ψηφοφορίας καθώς και δυνητικές βελτιώσεις αυτών , στα πλαίσια των δημοκρατικών διαδικασιών. Αρχικά θα γίνει ορισμός και μια σύντομη ιστορική ανασκόπηση των συστημάτων ηλεκτρονικής ψηφοφορίας αναφέροντας χαρακτηριστικά παραδείγματα από χώρες όπου εφαρμόστηκαν e-voting συστήματα , καθώς και των δημοκρατικών θεσμών οι οποίες διέπουν την ατομική ψήφο σύμφωνα με το σύνταγμα του ελληνικού κράτους. Αξίζει ότι θα γίνει μια γενικευμένη αναφορά των πλεονεκτημάτων αλλά και των μειονεκτημάτων ως απόρροια του φαινομένου αλλά και των αντίστοιχων νομικών περιορισμών. Οι προαναφερόμενοι αποτελούν ακρογωνιαίο λίθο της συνολικής διαδικασίας των εκλογών ενός σύγχρονου δημοκρατικού κράτους. Στην συνέχεια, στο 2ο σκέλος της εργασίας, θα γίνει περιγραφή της συνολικής διαδικασίας με την οποία πραγματοποιούνται εκλογές μέσω διαδικτύου , ενώ θα αναφερθούν και ορισμένες θεμελιώδεις έννοιες της ασφάλειας στον κυβερνοχώρο. Ιδιαίτερα ,θα επικεντρωθούμε στην παρουσίαση την συνολικού τρόπου λειτουργίας υπό μια σφαιρική προσέγγιση ,των ιδιοτήτων και της αρχιτεκτονικής του e-voting συστήματος. Δηλαδή , θα εξηγηθούν σε γενικό επίπεδο , τα βασικά βήματα τα οποία ακολουθούνται σε κάθε περίπτωση για την διεξαγωγή ηλεκτρονικών εκλογών , ανταποκρίνοντας με αυτόν τον τρόπο στις απαιτήσεις για ασφαλή μεταφορά και επεξεργασία των ψήφων. Επίσης , θα εξηγηθούν οι βασικές ιδιότητες , οι οποίες καθιστούν το σύστημα αξιόπιστο ,διαφανές και ευέλικτο , ενώ θα προβούμε και σε μια ανασκόπηση των βασικών συνιστωσών , που ενισχύουν την απόδοση του συστήματος. Τέλος , θα επισημανθούν οι συνήθεις επιθέσεις , οι οποίες συνήθως λαμβάνουν χώρο στα evoting συστήματα, αλλά και οι προϋποθέσεις οι οποίοι οφείλουν να τηρηθούν στα πλαίσια της ορθής λειτουργίας των ηλεκτρονικών εκλογών. Στο τρίτο μέρος της εργασίας , θα γίνει μια εκτενής αναφορά ως προς τις κρυπτογραφικές μεθόδους οι οποίες χρησιμοποιούνται για την διεξαγωγή ηλεκτρονικών εκλογών. Ειδικότερα , θα αναφερθούν όλα τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματα , της εκάστοτε μεθόδου ο τρόπος λειτουργίας της , καθώς και οι ευπάθειες της. Επιπρόσθετα , θα παρουσιαστούν με αντίστοιχα χαρακτηριστικά τους , όλα τα e-voting συστήματα ,των οποίων η λειτουργικότητα θεμελιώνεται στις παραπάνω τρόπους κρυπτογράφησης, αλλά και οι επιμέρους βελτιώσεις όπου έγιναν σε ορισμένα συστήματα ηλεκτρονικής ψηφοφορίας , τα οποία θεμελιώθηκαν επάνω σε προγενέστερα. Στο τέταρτο μέρος , θα παρουσιαστεί αναλυτικά το σύστημα Helios , το οποίο αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο πιο σύγχρονων μεθόδων e-voting , όπως τα συστήματα zeus και belenios.Αρχικά θα γίνει μια σύντομη ιστορική ανασκόπηση της χρήσης του , και έπειτα θα γίνει πλήρης τεκμηρίωση ως προς την δομή του και τον τρόπο με τον οποίο γίνεται ασφαλή μεταφορά, αποθήκευση και απομακρυσμένη επαλήθευση των ψήφων. Οφείλουμε να επισημάνουμε ότι η ανάλυση εξετάζει τις προκλήσεις(δυνητικές επιθέσεις) , τα οποία σχετίζονται με την εφαρμογή του συστήματος , προσφέροντας έναν εμπεριστατωμένο επιστημονικό προβληματισμό για το πως το e-voting Helios συμβάλει στην ενίσχυση της εκλογικής διαδικασίας. Επίσης , όπως είναι προφανές θα αναφερθούν και θα αναλυθούν όλες οι απειλές και ευπάθειες του Helios καθώς και μελλοντικές βελτιώσεις. Στο πέμπτο μέρος της εργασίας , θα επικεντρωθούμε στην συστηματική ανάλυση και παρουσίαση του καινοτόμου συστήματος e-voting Zeus.Το Zeus αντιπροσωπεύει μια σύγχρονη προσέγγιση στην ψηφοφορία εκμεταλλευόμενο την προηγούμενη τεχνολογία του Helios ,για την εξασφάλιση ασφάλειας, διαφάνειας και ευκολίας χρήσης. Η ανάλυση θα επικεντρωθεί στην κρυπτογραφική τεχνολογία , την οποία υποστηρίζει το Zeus , παρέχοντας μια λεπτομερή εξήγηση για τον τρόπο με τον οποίο προστατεύει την εμπιστευτικότητα των ψήφων , ενώ θα γίνει μια βήμα προς βήμα αναφορά της εξασφάλισης των παραπάνω. Αξίζει να σημειωθεί ότι θα τονίσουμε πως το Zeus ενσωματώνει την τεχνολογία PANORAMIX. Ακόμη θα εξεταστούν οι προκλήσεις της εφαρμογής του Zeus σε πραγματικά εκλογικά περιβάλλοντα, καθώς και θέματα ασφαλείας και τρωτότητας , παρουσιάζοντας μια σφαιρική κατανόηση του πως αυτό το σύστημα συμβάλλει στην εξέλιξη των εκλογικών διαδικασιών. Στο 6ο και τελικό κομμάτι της εργασίας , θα επισημανθούν όλα τα συμπεράσματα , τα οποία προκύπτουν από ως απόρροια της μελέτης και της ανάλυσης της συνολικής μελέτης σχετικά με τα νεοφυή συστήματα ηλεκτρονικής ψηφοφορίας. Φυσικά , όπως είναι αναμενόμενο θα αναφερθούν και όλες οι πηγές και προηγούμενες μελέτες , στις οποίες θεμελιώθηκε η παρούσα εργασία . Μελλοντικές μελέτες και βελτιώσεις δύναται να πραγματοποιηθούν στο συγκεκριμένο πεδίο της επιστήμης των υπολογιστών. Μέσα από αυτές τις συγκεκριμένες προσεγγίσεις , η συνεχή έρευνα και ανάπτυξη δύναται να οδηγήσει στη βελτίωση της δημοκρατικής διαδικασίας και της εμπιστοσύνης στα e-voting συστήματα.
  • ItemOpen Access
    Ανάλυση σχέσεων δομής-λειτουργίας υδατανθρακικών εστερασών με χρήση κρυσταλλογραφίας ακτινών Χ
    (2024-07-12) Σταυροπούλου, Αθηνά; Stavropoulou, Athina
    Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΔΕ)
    Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στη μελέτη των σχέσεων μεταξύ της δομής-λειτουργίας των υδατανθρακικών εστερασών της οικογένειας 16 μέσω Κρυσταλλογραφίας Ακτίνων Χ. Αναλυτικό-τερα, τα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν εστίασαν σε μία εστεράση οξικού οξέος με δράση στην ξυλάνη, που προέρχεται από το θερμόφιλο μύκητα Thermothelomyces thermophilus, με τον όνομα TtCE16B, και την τροποιημένη μορφή αυτής (TtCE16B-S19A). H TtCE16B κατατάσσεται στις εστεράσες οξικού οξέος (Carbohydrate Esterase family 16) που κα-ταλύουν την απομάκρυνση των υποκαταστατών από τις αλυσίδες των πολυσακχαριτών και συγκε-κριμένα της ξυλάνης. Η συγκεκριμένη πρωτεΐνη ανήκει στη οικογένεια CE16 ακετυλοεστερασων από τον θερμόφιλο μύκητα T. thermophilus και εμφανίζει δραστικότητα εξω-αποακετυλάσης. Πρόσφατες μελέτες υποδεικνύουν συνεργιστική δράση του συγκεκριμένου ενζύμου με διάφορες ξυλανάσες και εστεράσες με σκοπό την αποτελεσματικότερη αποικοδόμηση της φυτικής βιομάζας. Για τον δομικό προσδιορισμό των ενζύμων, εφαρμόστηκε η διαδικασία της κρυστάλλωσης πρωτε-ϊνών με την τεχνική διάχυσης ατμών κρεμάμενης σταγόνας (hanging drop vapour diffusion) για τη δη-μιουργία μονοκρυστάλλων. Χρησιμοποιήθηκαν τόσο φυσικά υδρολύματα ξυλάνης όσο και χημικά συντεθιμένα μόρια για εμβάπτιση των κρυστάλλων για ποικίλα χρονικά διαστήματα και έπειτα αξιο-ποιήθηκε η τεχνική της κρυσταλλογραφίας με περίθλαση ακτίνων Χ ώστε να επιλυθούν οι μοριακές δομές. Υστέρα από την επιλογή κατάλληλων κρυστάλλων, πραγματοποιήθηκε η εξ αποστάσεως συλ-λογή δεδομένων περίθλασης ακτίνων Χ στο σταθμό συχροτρονικής ακτινοβολίας Ρ13 (PETRA III, DESY) στο Αμβούργο (Γερμανίας). Τα δεδομένα που προέκυψαν από την περίθλαση χαρακτηρίζονται από μεγάλη ευκρίνεια, έως και 1.37Å, γεγονός που επέτρεψε την επίλυση της δομής της TtCE16B-S19A και τον προσδιορισμό ύπαρξης συμπλόκου ενζύμου προσδέτη. Με την επίλυση των δομών βρέθηκε ότι δεν εντοπίζεται κάποιος από τους προσδέτες που είχαν χρησιμοποιηθεί για εμβάπτιση των κρυστάλλων. Αντίθετα στις περισσότερες περιπτώσεις βρέθηκε σύμπλοκο οξικού ανιόντος και του ενζύμου, δηλαδή σύμπλοκο του προϊόντος της κατάλυσης και του ενζύμου. Στόχος αυτής της εργασίας ήταν να κατανοηθούν βαθύτερα οι σχέσεις μεταξύ της δομής και της λειτουργίας του συγκεκριμένου ενζύμου, ώστε να γίνουν καλύτερα κατανοητοί οι μηχανισμοί αλληλεπίδρασης με τα υποστρώματα του για την αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον αποικοδόμηση της λιγνοκυτταρινούχας βιομάζας. Παρόλο που τελικά δεν βρέθηκε μοριακή δομή συ-μπλόκου ενζύμου προσδέτη αντλήθηκαν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την δομή και λειτουρ-γία του ενζύμου
  • ItemOpen Access
    Μελέτη και ανάπτυξη αθλητικής πλατφόρμας ζωντανής ροής για διαμοίραση στιγμιοτύπων
    (2024-07-10) Νικολάου, Ιωάννης; Nikolaou, Ioannis
    Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)
    Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά το σχεδιασμό και την ανάπτυξη μιας διαδικτυακής πλατφόρμας ζωντανής ροής αθλητικών αγώνων που στόχο έχει την αυτόματη δημιουργία στιγμιότυπων μέσω πληθοπορισμού, έχοντας προσθέσει στοιχεία παιχνιδοποίησης ώστε οι χρήστες να έχουν κίνητρο να συμμετέχουν. Οι χρήστες καθώς παρακολουθούν έναν αγώνα μπορούν να καταγράψουν τις αγαπημένες τους στιγμές και στο τέλος του αγώνα τα χρονικά διαστήματα που είναι αποθηκευμένα από τους περισσότερους χρήστες θα χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία στιγμιοτύπων του συγκεκριμένου αγώνα. Έτσι η παρακολούθηση ενός ζωντανού αγώνα έχει πλέον χαρακτηριστικά παιχνιδοποίησης καθώς οι χρήστες προσπαθούν να καταγράψουν τις καλύτερες στιγμές ώστε να ανταμοιφθούν αν αυτές συμπεριλήφθηκαν στο τελικό στιγμιότυπο.
  • ItemOpen Access
    Quadcopter control employing force myography signals
    (2024-07-11) Ρεκούμης, Σωτήριος; Rekoumis, Sotirios
    Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)
    In the evolving world of human-machine interaction, as the potential of wearables to extend human capabilities continues to grow, demand for innovative research approaches arises. The objective of this diploma thesis was to explore the utilization of facial Force Myography (FMG) signals for the control of a quadcopter. The motivation was to enable individuals with upper body disabilities to operate drones successfully using only biological signals attracted from facial movements. The proposition entailed the development of a headband integrated with low-cost self-made tactile sensors designed and fabricated to capture facial FMG signals. Barometric pressure sensor chips and silicone molds were utilized to create sensitive tactile sensors, addressing the limitations of commercial FMG sensors. This research sought to extend the application of FMG signals beyond traditional uses such as hand gesture recognition and prosthetics, taking advantage of facial FMG for dynamic and interactive environments. The signals were processed and classified using machine learning classification algorithms to enable real-time quadcopter control. The experiments conducted in this research encompassed various stages, including data collection, preprocessing, model training, and real-time testing. The research achieved a remarkable 97% success rate in facial gesture recognition validated through a self-explanatory video presentation. The developed wearable device demonstrated the efficacy of using FMG signals from face muscles for precise and responsive robot control in real-time. The low-cost, sensitive tactile sensors offered a novel alternative for capturing facial FMG signals. Overall, this thesis showcased not only the uncharted technological domain but also the potential of the developed system to provide individuals with upper body impairments the ability to navigate and interact with their surroundings through quadcopter control.
  • ItemOpen Access
    Σχεδιασμός και κατασκευή διάταξης για δοκιμές ημιαγωγών ισχύος σε συνθήκες υπερέντασης : εφαρμογή στο σχεδιασμό αντιστροφέων διασυνδεδεμένων ΑΠΕ
    (2024-07-05) Μωραΐτης, Θεόφιλος; Moraitis, Theofilos
    Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)
    Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το σχεδιασμό και την ανάπτυξη μίας πειραματικής διάταξης για το χαρακτηρισμό ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος υπό συνθήκες υπερέντασης, έτσι ώστε να αναγνωριστεί η πιο ανθεκτική τεχνολογία, για να μπορεί να αξιοποιηθεί στο σχεδιασμό διασυνδεδεμένων αντιστροφέων. Μία αρχική ανασκόπηση γίνεται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που διασυνδέονται στο δίκτυο με αντιστροφέα, και αναλύονται οι αρχές λειτουργίας, τόσο των πηγών αυτών όσο και των αντιστροφέων που τις συνοδεύουν. Η έννοια της ευρωστίας του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας επεξηγείται λεπτομερώς, και μελετώνται οι μέθοδοι ποσοτικοποίησης της. Συμπεραίνεται ότι η παροχή ρεύματος κατά τα βραχυκυκλώματα είναι ένας παράγοντας-κλειδί στην ευστάθεια και την στιβαρότητα ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Παρατίθενται απερχόμενες προκλήσεις στα δίκτυα με υψηλή διείσδυση ΑΠΕ, σε συνδυασμό με παραδείγματα από πραγματικά συμβάντα. Οι θεμελιώδεις δομές των μοντέρνων τρανζίστορ ισχύος περιγράφονται, με ιδιαίτερη έμφαση στα στοιχεία τελευταίας τεχνολογίας, κατασκευασμένα από ημιαγωγούς υψηλού ενεργειακού διακένου. Η υπάρχουσα βιβλιογραφία μελετάται για την εύρεση των τρανζίστορ με την υψηλότερη ανθεκτικότητα σε υπερεντάσεις, για δεδομένες και παρόμοιες προδιαγραφές. Διαπιστώνεται ότι υπάρχει βιβλιογραφικό κενό στην συγκριτική επίδοση των συσκευών σε υπερεντάσεις μεγάλης χρονικής διάρκειας. Σε μία προσπάθεια να γεφυρωθεί το προαναφερθέν βιβλιογραφικό χάσμα, σχεδιάζεται και κατασκευάζεται μία πειραματική διάταξη για το χαρακτηρισμό ημιαγωγών σε συνθήκες υπερρεύματος. Πραγματοποιούνται πειράματα σε πολλά στοιχεία εντελώς διαφορετικών τεχνολογιών, παρομοίων όμως προδιαγραφών.
Show more...