Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής (ΜΔΕ)

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 701
  • Thumbnail Image
    Item
    Τεχνικές επεξεργασίας φυσικής γλώσσας και απάντησης ερωτημάτων για την επικοινωνία με διαλογικούς πράκτορες σε περιβάλλοντα εικονικής πραγματικότητας
    Χατζηζήσης, Ιωάννης; Chatzizisis, Ioannis
    Οι Διαλογικοί Πράκτορες (Conversational Agents), μπορούν να οριστούν ως αυτόματα συστήματα, ικανά να προσομοιώσουν μια διαδικασία διαλόγου με έναν άνθρωπο, έτσι ώστε να ολοκληρωθεί κάποια διεργασία, όπως για παράδειγμα η παροχή πληροφοριών ή η εκτέλεση μιας ενέργειας. Το λογισμικό (Διαλογικοί Πράκτορες), δέχεται ως είσοδο προτάσεις φυσικής γλώσσας και «παράγει» ως έξοδο, επίσης, προτάσεις φυσικής γλώσσας, δημιουργώντας, έτσι, μια μορφή συζήτησης, με τη χρήση γραπτού ή προφορικού λόγου. Συνήθως, ένας Διαλογικός Πράκτορας συντίθεται από υποσυστήματα, τα οποία είναι υπεύθυνα για διάφορες λειτουργίες του Πράκτορα, όπως, για παράδειγμα η αναγνώριση της εισόδου, δηλαδή του γραπτού ή του προφορικού λόγου, η Επεξεργασία Φυσικής Γλώσσας, η διαχείριση του διαλόγου, η βάση γνώσης, η παραγωγή φυσικής γλώσσας (Natural Language Generation) και στην περίπτωση που υποστηρίζεται ομιλία, η μετατροπή του κειμένου σε προφορικό λόγο. Με τη σειρά τους, τα παραπάνω υποσυστήματα, αποτελούνται από μια σειρά άλλων σημαντικών διεργασιών, όπως, για παράδειγμα, η γνώση σχετικά με τη σημασιολογία και το συντακτικό του λόγου. Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία, μελετώνται, αρχικά, συστήματα Διαλογικών Πρακτόρων, τα οποία στοχεύουν στη διατήρηση ενός φυσικού διαλόγου, ώστε να μπορεί να επιτευχθεί όσο το δυνατόν καλύτερη επικοινωνία μεταξύ ανθρώπου και υπολογιστή. Επομένως, είναι πολύ σημαντική η εστίαση στις τεχνικές που χρησιμοποιούνται, ώστε να επιτευχθεί η φυσικότητα και η αμεσότητα του διαλόγου, οι οποίες αφορούν μεθόδους Μηχανικής ή Βαθιάς Μάθησης. Ένας άλλος τρόπος επικοινωνίας ανθρώπου – μηχανής, είναι μέσω της αλληλεπίδρασης με συστήματα Εικονικής Πραγματικότητας. Η Εικονική Πραγματικότητα είναι μια τεχνολογική περιοχή με πάρα πολλές δυνατότητες και εφαρμογές, που αξιοποιούν τα εργαλεία που παρέχονται, τα οποία προσφέρουν καλύτερη εμπειρία στο χρήστη. Η αύξηση της χρήσης των εικονικών περιβαλλόντων και της Εικονικής Πραγματικότητας, επιτρέπει στο χρήστη να βιώσει εμπειρίες που δε θα βίωνε διαφορετικά στον πραγματικό κόσμο και μιας και είναι μια αλληλεπιδραστική τεχνολογία, η εμβύθιση σε ένα εικονικό περιβάλλον, στο οποίο υπάρχει η προηγούμενη μορφή αλληλεπιδραστικής τεχνολογίας (οι Διαλογικοί Πράκτορες), πρόκειται να προσφέρει στο χρήστη μια πιο πλήρη εμπειρία επικοινωνίας ανθρώπου – υπολογιστή, σε σχέση με καθεμία από τις δυο τεχνολογίες μεμονωμένα. Σε ένα εικονικό περιβάλλον, η παρουσία ενός Διαλογικού Πράκτορα συμβάλλει στην αληθοφάνεια του περιβάλλοντος, αλλά και στην επίτευξη μιας καλύτερης εμπειρίας για το χρήστη, καθώς μπορεί να συμμετέχει σε διαλόγους που θα βοηθήσουν στην απόκτηση μιας πιο πλήρους και πιο εποικοδομητικής εμπειρίας, ενώ ο στόχος της παρουσίας του στο εικονικό περιβάλλον θα επιτευχθεί πιο εύκολα. Έτσι, μια ακόμα πτυχή της Διπλωματικής Εργασίας είναι να μελετηθούν οι τρόποι και οι τεχνικές για την ενσωμάτωση Διαλογικών Πρακτόρων σε εικονικά περιβάλλοντα και η επίτευξη όσο το δυνατόν καλύτερης αλληλεπίδρασης στα πλαίσια των περιβαλλόντων αυτών, αξιοποιώντας τη μελέτη που αφορά το πεδίο των Διαλογικών Πρακτόρων. Στο πλαίσιο αυτό, δημιουργήθηκαν δυο Διαλογικοί Πράκτορες, ένας με τη χρήση μιας ολοκληρωμένης, ισχυρής και δημοφιλούς πλατφόρμας δημιουργίας Διαλογικών Πρακτόρων (Dialogflow) και ένας με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Python και τεχνικών Επεξεργασίας Φυσικής Γλώσσας και Βαθιάς Μάθησης. Οι Διαλογικοί Πράκτορες αυτοί, στη συνέχεια, ενσωματώθηκαν σε ένα εικονικό περιβάλλον που δημιουργήθηκε με τη χρήση της πλατφόρμας ανοιχτού κώδικα OpenSimulator (OpenSim). Ο χρήστης, μπορεί να εισέλθει στο εικονικό περιβάλλον και να συνομιλήσει με οποιονδήποτε από τους Διαλογικούς Πράκτορες, με τη χρήση εικονικών χαρακτήρων, οι οποίοι αναπαριστούν τόσο τον ίδιο, όσο και τους Διαλογικούς Πράκτορες. Με την παρούσα μελέτη, γίνονται κατανοητά η λειτουργία και τα υποσυστήματα που συνθέτουν ένα Διαλογικό Πράκτορα, οι τεχνικές Επεξεργασίας Φυσικής Γλώσσας που χρησιμοποιούνται και η ενσωμάτωση Διαλογικών Πρακτόρων σε εικονικό περιβάλλον, όπου οι Διαλογικοί Πράκτορες μπορούν να αλληλεπιδρούν με το χρήστη και να απαντούν στα ερωτήματά του. Επιπρόσθετα, παρουσιάζονται αναλυτικά οι διαδικασίες για τη δημιουργία και την ενσωμάτωση των Διαλογικών Πρακτόρων, έτσι ώστε να ξεπεραστούν εμπόδια που θέτει η έλλειψη διεπαφών για την ενσωμάτωση Διαλογικών Πρακτόρων σε εικονικά περιβάλλοντα του OpenSim. Με τον τρόπο αυτό, γίνεται εύκολο και κατανοητό το να δημιουργηθεί ένας Διαλογικός Πράκτορας, σε οποιαδήποτε πλατφόρμα και με οποιεσδήποτε τεχνικές και το να ενσωματωθεί σε ένα εικονικό κόσμο του OpenSim, με τη χρήση της υπάρχουσας υποδομής.
  • Thumbnail Image
    Item
    Ψηφιακή εγκληματολογία και ασφαλής ανάκτηση δεδομένων
    Βλάχος, Κωνσταντίνος; Vlachos, Konstantinos
    Η μετάβαση στις ψηφιακές υπηρεσίες έχει δημιουργήσει πολλά πλεονεκτήματα και οφέλη για τους πολίτες, αλλά ταυτόχρονα εγκυμονεί διάφορους κινδύνους από αφορούν στο λεγόμενο ηλεκτρονικό ή ψηφιακό έγκλημα. Κάποιοι προσπαθούν σε μικρό ή μεγάλο βαθμό να αποκρύψουν στοιχεία ή να εκτελέσουν παράνομες δραστηριότητες. Δημόσιοι οργανισμοί ανά τον κόσμο (αστυνομικές/οικονομικές/δικαστικές αρχές, κλπ) διαθέτουν ή αναζητούν ψηφιακά εργαλεία προκειμένου να διερευνήσουν περιπτώσεις ηλεκτρονικού/ψηφιακού εγκλήματος σε υπολογιστικά συστήματα ατόμων ελεγχόμενων για παραβατική δραστηριότητα (digital forensics). Στο πλαίσιο αυτό έχουν αναπτυχθεί διάφορα εργαλεία, η πλειονότητα των οποίων εκτελείται σε περιβάλλον Windows και τα οποία διαθέτουν πολλά ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά που βοηθούν τις αρχές στην αναζήτηση στοιχείων. Ταυτόχρονα, έχουν αναπτυχθεί και μερικά εργαλεία ανοικτού κώδικα που εκτελούνται σε περιβάλλον Linux, αλλά τα οποία υπολείπονται σε ευχρηστία και λειτουργικότητα. Κεντρική εφαρμογή των εργαλείων αυτών αποτελεί η ασφαλής ανάκτηση δεδομένων από τα εξεταζόμενα υπολογιστικά συστήματα με τρόπο που να διασφαλίζει, τόσο στις δημόσιες αρχές όσο και στον ελεγχόμενο, ότι τα δεδομένα που αντλήθηκαν (προς επεξεργασία) δεν παραποιήθηκαν.
  • Thumbnail Image
    Item
    Πληθοποριστικό σύστημα για την καταγραφή και ανάλυση υποκειμενικών στοιχείων για την ποιότητα του αέρα και τα επίπεδα θορύβου σε αστικό περιβάλλον
    Σπυροπούλου, Χριστίνα; Spyropoulou, Christina
    Στις μέρες μας, το θέμα της μόλυνσης του αέρα και του θορύβου προκαλεί όλο και μεγαλύτερη ανησυχία για τις επιπτώσεις που έχουν στην υγεία των ανθρώπων. Εξαιτίας του μολυσμένου αέρα που αναπνέουμε καθημερινά ένας μεγάλος αριθμός θανάτων, εγκεφαλικών, καρκίνου στους πνεύμονες και καρδιακά νοσήματα έχουν συσχετιστεί με τη μόλυνση. Εκτός από τα προβλήματα που προκαλούνται στην υγεία, η ποιότητα του αέρα επηρεάζει και την ανθρώπινη ψυχολογία και συμπεριφορά με ποικίλες συνέπειες, σε κοινωνικούς και οικονομικούς παράγοντες των καθημερινών δραστηριοτήτων των πολιτών. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας θα προταθεί ένα πληθοποριστικό σύστημα παρακολούθησης του παραπάνω φαινομένου και εξαγωγής χρήσιμων συμπερασμάτων που συσχετίζουν τους παράγοντες ρύπανσης και θορύβου με την ανθρώπινη ψυχολογία και υγεία. Το προτεινόμενο σύστημα θα μπορεί να πλαισιώσει Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (Wireless Sensor Networks) επιφορτισμένα με την παρακολούθηση της μόλυνσης του αέρα και των επιπέδων θορύβου, τα οποία προσφέρουν καλύτερη ανάλυση του χώρου συγκριτικά με τα παραδοσιακά συστήματα παρακολούθησης. Σχετικά με τα θέματα ψυχολογίας και συμπεριφοράς των ανθρώπων θα καταγραφούν οι προσωπικές απαντήσεις των ανθρώπων μέσω μιας εφαρμογής crowdsourcing (πρόκειται για ένα μοντέλο βάσει του οποίου οι εργασίες ανατίθενται σε ένα μεγάλο, ακαθόριστο πλήθος εθελοντών, μέσω μιας ανοιχτής διαδικτυακής πρόσκλησης) σε κινητά τηλέφωνα smartphone. Συγκεκριμένα, οι χρήστες μέσω μιας διεπαφής θα απαντούν σε ερωτήσεις σχετικά με την ψυχολογική και τη φυσική τους κατάσταση, αλλά και την προσωπική τους άποψη σχετικά με τα επίπεδα ρύπανσης και θορύβου. Στη συνέχεια, μέσω της ανάλυσης και της επεξεργασίας των δεδομένων θα προσπαθήσουμε να βγουν σημαντικά συμπεράσματα που θα βοηθήσουν σε πολλούς επαγγελματικούς τομείς όπως γιατρούς, κοινωνιολόγους, περιβαλλοντικούς αναλυτές και τοπικές αρχές. Η εφαρμογή αυτή θα είναι βασισμένη στη μέθοδο Responsible Research and Innovation (RRI) η οποία επιδιώκει να φέρει στο προσκήνιο ζητήματα έρευνας και καινοτομίας, να προβλέψει τις επιπτώσεις τους και να εμπλέξει την κοινωνία σχετικά με το πως η επιστήμη και η τεχνολογία μπορούν να βοηθήσουν στην επίλυση προβλημάτων. Συνοψίζοντας, θα υλοποιηθεί μια crowdsourcing εφαρμογή η οποία θα έχει στόχο να καταγράψει την επιρροή του θορύβου και της ρύπανσης του περιβάλλοντος στην ψυχολογία και την κατάσταση της υγείας των ανθρώπων. Τα δεδομένα αυτής της εφαρμογής θα αναλυθούν και θα υποστούν επεξεργασία ώστε να βγουν σημαντικά συμπεράσματα που θα βοηθήσουν σε πολλούς τομείς.
  • Thumbnail Image
    Item
    Block chain για ψηφιακή κυβέρνηση
    Παπανικολάου, Γεώργιος; Papanikolaou, George
    Αυτή η διατριβή ασχολείται με τη χρήση ή την πιθανή χρήση της τεχνολογίας blockchain στην ψηφιακή κυβέρνηση με βάση τη χρήση ψηφιακών υπηρεσιών και ψηφιακών διαδικασιών. Οι συναλλαγές ψηφιακών υπηρεσιών ζητούνται από πολίτες και επιχειρήσεις από κυβερνητικές εφαρμογές συστήματος. Αυτές οι συναλλαγές (αρχεία) αποθηκεύονται σε ψηφιακό ντουλάπι στο οποίο έχει πρόσβαση η επιχείρηση και ο πολίτης ή μεταφορτώνονται στον χώρο αποθήκευσης προσωπικών υπολογιστών. Όταν μια κυβερνητική συναλλαγή (εγγραφή) δημιουργείται και υπογράφεται, μπορεί να γραφτεί στο blockchain, το οποίο παρέχει στους πολίτες και τις επιχειρήσεις την απόδειξη και την εμπιστοσύνη ότι η εγγραφή δεν μπορεί να αλλάξει. Αυτά τα ψηφιακά κυβερνητικά αρχεία μπορούν να κωδικοποιηθούν και να αποθηκευτούν στο blockchain με ένα ιδιωτικό κλειδί, έτσι ώστε να είναι προσβάσιμα μόνο από συγκεκριμένα άτομα, διασφαλίζοντας έτσι το απόρρητο. Το Blockchain, όπως υποδηλώνει το όνομά του, αποτελείται από πολλά μπλοκ που συνδέονται μεταξύ τους. Επιτρέπει τη χρήση μπλοκ για την αποθήκευση νέων δεδομένων και την προσθήκη αυτών των μπλοκ στο blockchain μόλις λάβουν κατακερματισμό. Η τεχνολογία Blockchain επιτρέπει έναν αξιόπιστο και ασφαλή τρόπο αποθήκευσης δεδομένων, οπότε πρακτικά είναι αδύνατο το hacking των μπλοκ δεδομένων. Όταν προστίθεται αυτό το νέο μπλοκ στο blockchain, καθίσταται διαθέσιμο στο κοινό για να το δει ο καθένας. Το Blockchain έχει τη δυνατότητα να εξαλείψει την ανάγκη σάρωσης εγγράφων, να τα αποθηκεύει σε ένα τοπικό σύστημα και να εντοπίζει φυσικά αρχεία σε ένα τοπικό γραφείο εγγραφής ή σε ένα κεντρικό σύστημα. Εάν η ιδιοκτησία ψηφιακών συναλλαγών αποθηκεύεται και επαληθευτεί στο blockchain, οι κάτοχοι μπορούν να εμπιστεύονται ότι η συναλλαγή τους είναι ακριβής και μόνιμη. Ο στόχος αυτής της διατριβής είναι να αναλύσει τις ψηφιακές υπηρεσίες της κυβέρνησης προκειμένου να εφαρμόσει την τεχνολογία blockchain καθώς και τους πιθανούς τρόπους με τους οποίους μπορεί να επιτευχθεί. Για το σκοπό αυτό, θα παρουσιαστούν κατάλληλες περιπτώσεις χρήσης σε μια εφαρμογή blockchain και τα αντίστοιχα αποτελέσματα θα εξαχθούν, θα παρουσιαστούν και θα αναλυθούν. Τέλος, θα αναλυθούν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης τεχνολογίας blockchain στην ψηφιακή διακυβέρνηση σε σύγκριση με τα κεντρικά συστήματα υπολογιστών.
  • Thumbnail Image
    Item
    Πολυγλωσσική ανάλυση φυσικού λόγου με μηχανική μάθηση
    Ζάρρας, Δημήτριος; Zarras, Dimitrios
    Πολλά εργαλεία Τεχνολογιών Πληροφοριών και Επικοινωνιών (ΤΠΕ) υπόσχονται να βοηθήσουν και να υποστηρίξουν την απόφαση για ένα συγκεκριμένο δεδομένο λαμβάνοντας υπόψη την ποικιλία των εισροών των δεδομένων. Η βασική λογική αυτών των εργαλείων υλοποιείται με την αντιστοίχιση των λέξεων-κλειδιών που τοποθετεί ο χρήστης στο σύστημα και προφανώς, η έξοδος είναι η εμφάνιση με τη μορφή ποσοστών του αριθμού των κριτηρίων που ταιριάζουν στο κριτήριο που ορίζει ο ερευνητής. Η εξέλιξη της Επεξεργασίας Φυσικής Γλώσσας (NLP), μαζί με τις εφαρμογές μεγάλου όγκου δεδομένων και η βελτίωση των αλγορίθμων NLP δημιουργούν νέες δυνατότητες αναζήτησης περιεχομένου σε ψηφιακά κείμενα. Οι λύσεις ΤΠΕ μπορούν να αναλύσουν περισσότερα δεδομένα που βασίζονται στη γλώσσα από ό,τι οι ίδιοι οι άνθρωποι. Λαμβάνοντας υπόψη τον τεράστιο όγκο αδόμητων δεδομένων που παράγονται καθημερινά, η αυτοματοποίηση θα είναι κρίσιμη για την αποτελεσματική ανάλυση του κειμένου σε βάθος. Ομοίως, η βαθιά μάθηση χρησιμοποιείται πλέον ευρέως για τη μοντελοποίηση της ανθρώπινης γλώσσας, ενώ, από την άλλη πλευρά, η ανάγκη για σημασιολογική κατανόηση δεν είναι απαραίτητα παρούσα σε αυτές τις προσεγγίσεις μηχανικής μάθησης. Το NLP διαδραματίζει ουσιαστικό ρόλο, καθώς βοηθά στην επίλυση της γλωσσικής ασάφειας και προσθέτει χρήσιμη αριθμητική δομή στα δεδομένα για πολλές μεταγενέστερες εφαρμογές, όπως η αναγνώριση ομιλίας ή η ανάλυση κειμένου. Αυτά τα κείμενα βρίσκονται στη βιβλιογραφία, σε επιστημονικές δημοσιεύσεις, σε ενημερωτικά φυλλάδια, σε ερωτηματολόγια κ.λπ. θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως πληροφορίες μεγάλου όγκου δεδομένων, όπου οι ερευνητές πρέπει να έχουν τις πιο πρόσφατες πληροφορίες και να ενημερώνονται συνεχώς. Η αυξανόμενη υιοθέτηση, οι εξελισσόμενες και διαφορετικές μορφές ψηφιακών μορφών, καθώς και το μεγάλο ενδιαφέρον και ανάγκη για χρήση αυτών των δεδομένων, κατέστησαν σαφές ότι η ανάκτηση δεδομένων του αφηγηματικού κειμένου που περιέχεται στις ψηφιακές φόρμες και τη βιβλιογραφία είναι αναπόφευκτη. Ένα παράδειγμα είναι το NLP, επειδή οι ψηφιακές φόρμες περιέχουν απρόβλεπτη ποικιλία εισόδων που περιπλέκει τις κλασικές τεχνικές που εφαρμόζονται σε άλλες περιπτώσεις εξαγωγής κειμένου και δεδομένων. Ωστόσο, όλες οι προηγούμενες προσεγγίσεις βασίστηκαν στη λογική της αποθήκευσης και ανάκτησης δεδομένων εισόδου φύλου, παρέχοντας ουσιαστικά μια στατιστική απάντηση στο σύνολο των λέξεων για το φύλο που ταιριάζουν με τις λέξεις-κλειδιά που επιλέχθηκαν από τον ερευνητή από μια προεπιλεγμένη λίστα. Επιπλέον, το αποτέλεσμα κάθε εργαλείου είναι απλώς ένα δυνητικό φύλο που αντιστοιχεί σε ένα τμήμα επιλεγμένων λέξεων-κλειδιών. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη τεχνικών εξόρυξης κειμένου και η ανάπτυξη εργαλείου για την ανάλυση των ποιοτικών χαρακτηριστικών σε πολυγλωσσικά δεδομένα που συλλέχθηκαν μέσω περισσότερων από 650.000 ερωτηματολογίων που υπήρχαν διαθέσιμα. Η έρευνα ακολούθησε μια διαδικασία ανάκτησης πληροφοριών που συγκεντρώνει την ποικιλία των εισροών των δεδομένων, τις μεταφράζει και με βάση την απόσταση που παρουσιάζει κάθε λήμμα από το στέλεχος της λέξης, αποφασίζει για το αποτέλεσμα.