"Διαδίκτυο των Πραγμάτων και Υπολογιστική Νέφους με έμφαση στην ασφάλεια στα ευφυή περιβάλλοντα"

Το αντικείμενο της προτεινόμενης διδακτορικής διατριβής αφορά τη μελέτη ευφυών συστημάτων για την παρακολούθηση φυσικών μεγεθών με έμφαση στην ασφάλεια και την ιδιωτικότητα. Η χρήση βελτιωμένων πρωτοκόλλων δρομολόγησης δημιουργούν ένα σύστημα γρήγορο, αποτελεσματικό, με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, δικτυακών πόρων και επεξεργαστικής ισχύος. Η ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας των ημιαγωγών έχει δημιουργήσει συσκευές χαμηλού κόστους όπου επιτρέπουν την ενσωμάτωση ασύρματων διεπαφών σε μικροεπεξεργαστές και αισθητήρες (ESP8266 με διάδοχο το ESP32). Η διασύνδεση αυτή γίνεται μέσω Wifi και μελλοντικά με την ανάπτυξη του δικτύου κινητής τηλεφωνίας θα επιτρέπει και τη διασύνδεση μέσω 5G. Ένα μεγάλο θέμα που άπτεται διερεύνησης είναι η προεπεξεργασία δεδομένων για την εξοικονόμηση δικτυακών πόρων και ενέργειας, καθότι η λήψη δεδομένων από ένα μεγάλο σύστημα είναι δύσκολη και η μεγάλη σε όγκο κίνηση καθιστά την επεξεργασία αυτών δυσκολότερη. Ο μεγάλος όγκος δεδομένων που προκύπτει καθιστά αναγκαία την χρήση NoSQL βάσεων δεδομένων σε υποδομές νέφους. Για τη λήψη αποφάσεων απαιτείται υπολογιστική νοημοσύνη (Computational Intelligence – CI) με τεχνικές Μηχανικής Μάθησης (Machine Learning – ML) και Βαθιάς Μάθησης (Deep Learning – DL). Σε αυτό το σημείο, θα πρέπει να μελετηθούν αλγόριθμοι οι οποίοι να είναι αποδοτικοί ως προς την ταχύτητα και την αξιοπιστία για τη λήψη αποφάσεων. Ένα άλλο πρόβλημα το οποίο άπτεται διερεύνησης είναι η ακεραιότητα, η ασφάλεια και η ιδιωτικότητα των δεδομένων. Καθώς η αυξανόμενη τάση για χρήση έξυπνων συσκευών όπως φωτισμός, ηλεκτρονικοί διακόπτες, συστήματα ασφαλείας, μέσα ψυχαγωγίας κ.α. δημιουργούν μεγάλα συστήματα και μπορούν να επιτρέψουν ανεπιθύμητη εισβολή από πιθανά κενά στην ασφάλεια. Συνεπώς όλο αυτό το αμάλγαμα συστημάτων «IoT» είναι δύσκολο να ελεγχθεί. Αισθητήρες όπου ελέγχουν την κατάσταση κάποιων συνθηκών σε εφαρμογές όπως ο φωτισμός σε δρόμους, παρουσιάζουν έλλειψη πόρων στην εφαρμογή δικτυακής ασφάλειας. Η χρήση επίσης διαφορετικών δικτύων δεδομένων που χρησιμεύουν ως γέφυρες για την διασύνδεσή τους στο τελικό δίκτυο εγκυμονούν κινδύνους και απαιτείται κρυπτογράφηση δεδομένων. Θα μελετηθεί διάταξη δικτύου με πρωτόκολλα ασφαλείας που θα χρησιμοποιεί αλγόριθμους κρυπτογράφησης. Ένα ακόμα πεδίο που αφορά την ασφάλεια είναι ο έλεγχος κίνησης του δικτύου (Network Traffic Monitoring), ο οποίος θα επιτηρεί το δίκτυο και θα ανιχνεύει μη κανονική συμπεριφοράς αυτού. Θα ανιχνεύει την πηγή του προβλήματος, θα ενημερώνει τους διαχειριστές και θα την απομονώνει αν κριθεί απαραίτητο.

"Εφαρμογή της τεχνολογίας του Διαδικτύου των πραγμάτων (Iot) και των κυβερνο-φυσικών συστημάτων (CPS) στα συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης για πλημμύρες και στην αποτελεσματική διαχείριση καταστροφών"

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη της εφαρμογής του Διαδικτύου των πραγμάτων και η χρήση των κυβερνο-φυσικών συστημάτων ως συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης για πλημμυρικά φαινόμενα, προκειμένου να επιτευχθεί αποτελεσματικότερη διαχείριση καταστροφών. Πρωτίστως θα πραγματοποιηθεί περιβαλλοντική και γεωχωρική ανάλυση με τη χρήση ενός γεωγραφικού συστήματος πληροφοριών (ΣΓΠ) προκειμένου να μελετηθεί και να επιτευχθεί η βέλτιστη τοποθέτηση των αισθητήρων στο έδαφος, έτσι ώστε να παρακολουθούνται και να λαμβάνονται μετρήσεις που αργότερα θα υποδεικνύουν πότε το επίπεδο του νερού που ρέει προς την κατεύθυνση μιας κατοικημένης περιοχής αυξάνεται επικίνδυνα ή εάν υπάρχει κίνδυνος καταιγίδας, πραγματοποιώντας μέτρηση της θερμοκρασίας, της υγρασίας και άλλων καιρικών παραμέτρων. Εάν προκύψει συνδυασμός των παραπάνω παραμέτρων, ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης μπορεί να προειδοποιήσει τους κατοίκους ή και να οδηγήσει τον πληθυσμό σε ασφαλές περιβάλλον. Επιπλέον, με την εφαρμογή ενός κυβερνο-φυσικού συστήματος ως σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης, μεταβαίνουμε σε ένα έξυπνα ελεγχόμενο περιβάλλον.

"Ανάπτυξη  Πληροφοριακού Συστήματος Εκτάκτων Καταστάσεων βασισμένου στην τεχνολογία του Ψηφιακού Ραδιοφώνου για την κάλυψη των αναγκών της Υπηρεσίας Πολιτικής Προστασίας"

Το αντικείμενο της έρευνας είναι η ανάπτυξη διαγνωστικών μεθόδων σύνθετων καταστάσεων κινδύνων με τη χρήση τεχνικών τεχνητής νοημοσύνης οι οποίες να καλύπτουν  κάθε πλευρά της διαγνωστικής διαδικασίας, όπως έγκαιρο εντοπισμό, πρόγνωση, αποκατάσταση και διόρθωση της αιτίας του προβλήματος όταν είναι δυνατόν. Η ανάπτυξη ενός τέτοιου συστήματος απαιτεί ένα υψηλά αλληλεπιδραστικό περιβάλλον το οποίο επιτρέπει τον συνδυασμό συμβολικών αντιπροσωπεύσεων και αριθμητικών υπολογισμών με αποτελεσματικό τρόπο.

Το μαθηματικό μοντέλο θα πρέπει να είναι ικανό να προβαίνει σε συγκρίσεις και διαγνωστικές αποφάσεις βασισμένες σε δυναμικά εναλλασσόμενες καταστάσεις.

Το περιβάλλον για την αποτελεσματική αλληλεπίδραση της γνώσης που προέρχεται από διάφορες πηγές θα δημιουργηθεί με συνδυασμό κατάλληλων αναπτυξιακών περιβαλλόντων και προγραμμάτων.

H δημιουργία ενός ευφυούς πληροφοριακού συστήματος για την παροχή πληροφόρησης σε πολίτες αλλά και για τη διαχείριση καταστάσεων κινδύνου βασισμένο στην ανάλυση κατάλληλων μεταβλητών και δεδομένων αξιοποιώντας τις δυνατότητες ευφυούς τεχνολογίας αποτελεί βασικό στόχο της έρευνας.

"Σθεναρή πλατφόρμα για το διαδίκτυο των αυτόνομων οχημάτων, βασισμένη σε αποκεντρωμένες τεχνολογίες επικύρωσης δεδομένων αυτόνομων οχημάτων στεριάς, αέρος, θαλάσσης"

Ο σκοπός της διατριβής είναι η κατασκευή μιας πλατφόρμας η οποία θα υποστηρίζει διάφορα πρωτόκολλα  ασύρματης επικοινωνίας, θα μπορεί να εγκατασταθεί σε διάφορες αρχιτεκτονικές υπολογιστή (x86, ARM, PowerPC κλπ), θα μπορεί να αμύνεται κατά των διαδικτυακών επιθέσεων, και θα είναι βασισμένη στις μικρο-υπηρεσίες (microservices), με σκοπό την επικοινωνία, τον έλεγχο, την εξακρίβωση των δεδομένων και τον σχεδιασμό της συνεργασίας αυτόνομων οχημάτων στεριάς, αέρος και θαλάσσης. Αυτή η πλατφόρμα θα επεκτείνει τον όρο Διαδίκτυο των Πραγμάτων στον όρο Διαδίκτυο των Αυτόνομων Οχημάτων. Ως εκ τούτου θα επιτρέψει την διασύνδεση των αυτόνομων οχημάτων με τους χρήστες, καθώς και την διασύνδεση των αυτόνομων οχημάτων μεταξύ τους, χρησιμοποιώντας εφαρμογές του ιστού / του νέφους / των smartphones που έχουν σύνδεση στο Internet. Ο απώτερος σκοπός της πλατφόρμας είναι να επιτρέψει στα αυτόνομα οχήματα να λειτουργήσουν σαν υπηρεσία: μια πλατφόρμα δηλαδή που θα αναλάβει από την αρχή ως το τέλος τον έλεγχο και την επικοινωνία των αυτόνομων οχημάτων κατά τη διάρκεια των εργασιών που τους έχει ζητηθεί από τον χρήστη, με ανάλυση δεδομένων στο νέφος και αλγορίθμους μηχανικής μάθησης στο χείλος.