Θέμα: Μελέτη της χρήσης Blockchain και Έξυπνων Συμβολαίων στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων

Transcript

1 Θέμα: Μελέτη της χρήσης Blockchain και Έξυπνων Συμβολαίων στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων Κύριος στόχος της προτεινόμενης πτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη των τεχνολογιών Blockchain Έξυπνων Συμβολαίων (Smart Contracts) και Κρυπτονομισμάτων (Cryptocurrencies) και της εφαρμογής αυτών στο «Διαδίκτυο των Πραγμάτων» (Internet of Things IoT). Οι επιμέρους στόχοι αποτελούνται από τα παρακάτω: - Αναλυτική παρουσίαση των βασικών χαρακτηριστικών καθώς και των εφαρμογών και υπηρεσιών που προσφέρει το ΙοΤ και για τις οποίες υπάρχουν ζητήματα ασφάλειας/ιδιωτικότητας (security/privacy). - Αναλυτική επισκόπηση και αξιολόγηση της σχετικής ερευνητικής βιβλιογραφίας σχετικά με το BlockChain, τα Έξυπνα Συμβόλαια και τα Κρυπτονομίσματα. - Μελέτη ασφαλών αρχιτεκτονικών και πρωτοκόλλων για την εφαρμογή των παραπάνω τεχνολογιών στο ΙοΤ. Η προτεινόμενη πτυχιακή εργασία αφορά την μελέτη των νέων τάσεων που δημιουργούνται λόγω πολλών νεοεμφανιζόμενων τεχνολογιών, όπως το blockchain και το ΙοΤ, οι οποίες προσδίδουν στο διαδίκτυο έναν πιο αποκεντρωμένο χαρακτήρα σε σχέση με την κυρίαρχη αρχιτεκτονική πελάτηεξυπηρετητή στην οποία βασίζεται η πλειοψηφία των προσφερόμενων στο διαδίκτυο εφαρμογών και υπηρεσιών. Κατά την εκπόνηση της Πτυχιακής προβλέπεται συνεργασία με το George Mason University (USA) λόγω της εμπειρίας σε ζητήματα Blockchain και Κρυπτονομισμάτων της ερευνητικής ομάδας με επικεφαλής την Επίκουρη Καθηγήτρια Foteini Baldimtsi. Ήδη εκπονείται σχετική πτυχιακή εργασία από φοιτητή του ΣΔΥ και προβλέπεται επέκταση αυτής.

2 Θέμα: Αξιοποίηση του Διαδικτύου των Πραγμάτων για την ενίσχυση της συμμετοχής των γυναικών στον ψηφιακό κόσμο - Διερεύνηση και μελέτη της αντίστοιχης βιβλιογραφίας, καταγραφή των ερευνητικών προκλήσεων και της συμμετοχής των γυναικών στην τεχνολογική εκπαίδευση. - Μελέτη τρόπων με τους οποίους το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (Internet of Things - IoT), μέσω της εκπαίδευσης θα μπορέσει να ενισχύσει τον ρόλο των γυναικών και των κοριτσιών στις νέες τεχνολογίες. - Δημιουργία εκπαιδευτικού πλαισίου και υλικού με τη χρήση τεχνολογιών ΙοΤ ως το κύριο μέσο για την προώθηση της ισότητας των φύλων. Οι γυναίκες υποεκπροσωπούνται στο χώρο της τεχνολογίας και ταυτόχρονα έχουν λιγότερες πιθανότητες να ακολουθήσουν σχετικές σπουδές. Όμως με την ραγδαία εξέλιξη του τεχνολογικού κόσμου, παρέχονται στις γυναίκες και στα κορίτσια ευκαιρίες, μέσα έκφρασης και συμμετοχής σε πολλούς τομείς των Τεχνολογιών Επικοινωνίας και Πληροφορίας (ΤΠΕ). Η προτεινόμενη πτυχιακή εργασία θα μελετήσει όλα τα παραπάνω ζητήματα και σχετίζεται με το ερευνητικό έργο H2020 με τίτλο «Exploiting Ubiquitous Computing, Mobile Computing and the Internet of Things to promote STEM Education (UMI-Sci-Ed)», στα πλαίσια της πρόσκλησης "SEAC Innovative ways to make science education and scientific careers attractive to young people". X Σχεδιασμό και ανάπτυξη συστήματος Θεωρητική μελέτη, ανάπτυξη ή ανάλυση αλγορίθμων

3 Θέμα: Tactile Internet και 5G: Μελέτη απόδοσης, ερευνητικές προκλήσεις και προτυποποίηση - Διερεύνηση της αντίστοιχης βιβλιογραφίας, καταγραφή και μελέτη των ερευνητικών προκλήσεων του Tactile Internet εστιάζοντας στα ζητήματα που σχετίζονται με τις επικοινωνίες 5 ης γενιάς (5G). - Μελέτη και αξιολόγηση των πιθανών σεναρίων εφαρμογής του Tactile Internet τα οποία μπορούν να υλοποιηθούν με χρήση 5G τα οποία ποικίλουν από την βιομηχανική αυτοματοποίηση και τις μεταφορές μέχρι και τις υπηρεσίες υγείας, εκπαίδευση και gaming. - Προετοιμασία πρότασης σχετικά με τις πιθανές περιοχές του Tactile Internet στις οποίες είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν νέα πρότυπα όπως το ΙΕΕΕ σχετικά με haptic codecs. Το Tactile Internet αποτελεί μια νέα ερευνητική περιοχή η οποία παρουσιάζει μεγάλες προκλήσεις με όρους καθυστέρησης, ασφάλειας, αξιοπιστίας, πυκνότητας χρηστών, συσκευών και συνδέσεων. Αν και υπάρχει μεγάλη κινητοποίηση για προτυποποίηση τεχνολογιών 5G (από τους οργανισμούς προτυποποίησης 3GPP, IEEE, ETSI και άλλους) η οποία στοχεύει στην υλοποίηση μιας μεγάλης γκάμας εφαρμογών, δεν υπάρχουν πρότυπα τα οποία είτε υποστηρίζουν την διεπιστημονική φύση ή λαμβάνουν υπόψη τις απαιτήσεις του Tactile Internet. Η προτεινόμενη πτυχιακή εργασία σχετίζεται με το υπόανάπτυξη πρότυπο το οποίο αναπτύσσεται από το IEEE Communications Society/Standards Development Board (COM/SDB). Στα πλαίσια της πτυχιακής εργασίας προβλέπεται η συνεχής παρακολούθηση των δραστηριοτήτων της αντίστοιχης Ομάδας Εργασίας (Working Group).

4 Θέμα: Μελέτη τεχνολογιών δικτύωσης και συλλογής πληροφορίας του Διαδικτύου των Πραγμάτων για εφαρμογές στην γεωργία ακριβείας - Αναλυτική ανασκόπηση της ερευνητικής βιβλιογραφίας σχετικά με πρότυπα/τεχνολογίες ασύρματης δικτύωσης μικρής ενεργειακής κατανάλωσης και μεγάλης κάλυψης (όπως LoRa, NB-IoT και SigFox). - Μελέτη της υλοποίησης δικτύων (π.χ. The Things Network) για υποστήριξη εφαρμογών του Διαδικτύου των Πραγμάτων (Internet of Things - IoT). - Καταγραφή των ερευνητικών προκλήσεων που παρουσιάζει η γεωργία ακριβείας εστιάζοντας στα τεχνολογικά ζητήματα όπως ο μεγάλος αριθμός κόμβων και η ασφαλής επικοινωνία. - Μελέτη και αξιολόγηση της χρήσης τεχνολογιών ασύρματης δικτύωσης μεγάλης κάλυψης και μικρής ενεργειακής κατανάλωσης για εφαρμογές του IoT στην γεωργία ακριβείας. Τις τελευταίες δεκαετίες έχουν εγκατασταθεί δεκάδες χιλιάδες συστημάτων μέτρησης περιβαλλοντικών παραμέτρων και άλλων παραμέτρων στην ύπαιθρο αλλά γρήγορα έγινε εμφανής η αδυναμία χρήσης και αξιοποίησης τους σε βάθος χρόνου. Η προτεινόμενη πτυχιακή εργασία θα μελετήσει ζητήματα εφαρμογών του IoT στην γεωργία ακριβείας. Πιο συγκεκριμένα, θα εξεταστούν η ενσωμάτωση μεγάλου αριθμού ετερογενών αισθητήρων, η ελαχιστοποίηση του κόστους μετάδοσης δεδομένων και η σύνδεση με ασφάλεια σε μια κεντρική βάση δεδομένων (πλατφόρμα) από την οποία θα απορρέουν εφαρμογές και υπηρεσίες για τον τελικό χρήστη. Η προτεινόμενη πτυχιακή εργασία σχετίζεται με το ερευνητικό έργο με τίτλο «VITAL Versatile IoT for Agriculture», στα πλαίσια της πρόσκλησης "Ερευνώ-Καινοτομώ-Δημιουργώ". Ήδη εκπονείται σχετική πτυχιακή εργασία από φοιτητή του ΣΔΥ και προβλέπεται επέκταση αυτής. Χ Σχεδιασμό και ανάπτυξη συστήματος

5 Θέμα: Μελέτη τεχνολογιών του Διαδικτύου των Πραγμάτων και 5 ης Γενιάς (5G) για υποστήριξη εφαρμογών επαυξημένης πραγματικότητας - Αναλυτική παρουσίαση των βασικών χαρακτηριστικών, τεχνολογιών και εφαρμογών επαυξημένης πραγματικότητας καθώς και του Διαδικτύου των Πραγμάτων (Internet of Things - IoT). - Καταγραφή των ερευνητικών προκλήσεων που παρουσιάζουν οι εφαρμογές επαυξημένης πραγματικότητας εστιάζοντας στα τεχνολογικά ζητήματα και κυρίως στην επικοινωνία των συσκευών μεταξύ τους. - Μελέτη των προτύπων και προσπαθειών προτυποποίησης σχετικά με την επαυξημένη πραγματικότητα. - Μελέτη και αξιολόγηση των τεχνολογιών ΙοΤ και 5 ης Γενιάς (5G) οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές επαυξημένης πραγματικότητας όπως το Tactile Internet. Πολύ σύντομα, δισεκατομμύρια συσκευές θα συνδεθούν με στόχο να σχηματίσουν το «Διαδίκτυο των Πραγμάτων» (Internet of Things IoT) το οποίο αποτελεί μια ραγδαία αναπτυσσόμενη ιδέα, βασιζόμενη στην διασύνδεση σχεδόν όλων των φυσικών πραγμάτων στο Διαδίκτυο. Ταυτόχρονα, τεχνολογίες αλληλεπίδρασης όπως η επαυξημένη πραγματικότητα (augmented reality) και η εικονική πραγματικότητα (virtual reality) επιτρέπουν την σε πραγματικό χρόνο ζωντανή προβολή του πραγματικού περιβάλλοντος, εμπλουτισμένη (επαυξημένη) με εικονικές εικόνες και πληροφορίες δύο ή τριών διαστάσεων. Ενδεικτικά πεδία εφαρμογών της επαυξημένης πραγματικότητας είναι ο τουρισμός, η διαφήμιση, η εκπαίδευση, η ιατρική και η διασκέδαση. Η προτεινόμενη πτυχιακή εργασία σχετίζεται με την μελέτη της συνδυασμένης χρήσης τεχνολογιών και εφαρμογών επαυξημένης πραγματικότητας και του IoT. Κατά την εκπόνηση της πτυχιακής εργασίας προβλέπεται συνεργασία με την πρωτοβουλία IEEE Digital Reality Initiative της επιτροπής IEEE Future Directions Committee (FDC) με επικεφαλή την Kathy Grise, Senior Program Director.

6 Θέμα: Χρήση τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης στην υποστήριξη του Διαδικτύου των Πραγμάτων και Επικοινωνιών 5 ης Γενιάς - Αναλυτική παρουσίαση των βασικών χαρακτηριστικών, τεχνολογιών και εφαρμογών τεχνητής νοημοσύνης (artificial intelligence) και μηχανικής μάθησης (machine learning). - Καταγραφή των ερευνητικών προκλήσεων που παρουσιάζουν οι εφαρμογές του Διαδικτύου των Πραγμάτων (Internet of Things - IoT) εστιάζοντας στα τεχνολογικά ζητήματα και κυρίως στις τεχνολογίες της 5ης Γενιάς (5G) ασύρματων επικοινωνιών. - Μελέτη και αξιολόγηση της χρήσης τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης στην υποστήριξη εφαρμογών ΙοΤ και 5G. - Μελέτη των προσπαθειών προτυποποίησης σχετικά με την χρήση τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης στο ΙοΤ. Οι τεχνολογίες ασύρματης δικτύωσης 5ης Γενιάς (5G) αναμένεται να ικανοποιήσουν τις διαφορετικές απαιτήσεις των χρηστών και να διαδραματίσουν κομβικό ρόλο στην υλοποίηση της διασύνδεσης των φυσικών πραγμάτων που προβλέπεται από το ΙοΤ. Η προτεινόμενη πτυχιακή εργασία σχετίζεται με την μελέτη της συνδυασμένης χρήσης τεχνολογιών τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης στην υποστήριξη εφαρμογών ΙοΤ και 5G. Κατά την εκπόνηση της πτυχιακής εργασίας προβλέπεται συνεργασία με την πρωτοβουλία IEEE 5G Initiative της επιτροπής IEEE Future Directions Committee (FDC).

7 Θέμα: Μελέτη της απόδοσης του πρωτόκολλου ΙΕΕΕ ax για πυκνά ασύρματα δίκτυα τοπικής περιοχής Η προτεινόμενη διπλωματική εργασία έχει τους παρακάτω στόχους: - Προσδιορισμό και μελέτη αντιπροσωπευτικών σεναρίων τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την μελέτη των λειτουργιών/χαρακτηριστικών του πρωτοκόλλου IEEE ax, με έμφαση σε πυκνά ασύρματα δίκτυα τοπικής περιοχής (dense WLANs). - Μελέτη της ερευνητικής βιβλιογραφίας με σκοπό την καταγραφή των ερευνητικών προκλήσεων που υπάρχουν στην προσπάθεια να επιτευχθεί υψηλή ρυθμοαπόδοση (με δίκαιη κατανομή στους σταθμούς) σε πυκνά επικαλυπτόμενα (overlapping) ασύρματα δίκτυα τοπικής περιοχής - Μελέτη και αξιολόγηση της απόδοσης του πρωτοκόλλου IEEE ax για την αντιμετώπιση των προκλήσεων που έχουν καταγραφεί Το 2019 προβλέπεται ότι θα ολοκληρωθεί η ανάπτυξη και προτυποποίηση του νέου πρωτοκόλλου το οποίο θα αντικαταστήσει τα IEEE n-2009 και IEEE ac-2013 στα Ασύρματα Δίκτυα Τοπικής Περιοχής (Wireless Local Area Networks - WLANs). Η νέα τροποποίηση που ονομάζεται IEEE ax προβλέπει την ανάπτυξη νέου βελτιωμένου Φυσικού (Physical - PHY) Επιπέδου καθώς και ενός Υπο-επιπέδου Ελέγχου Πρόσβασης Μέσου (Medium Access Control - MAC) με σκοπό τη βελτίωση της απόδοσης του WLAN, εστιάζοντας στην εμπειρία που θα προσφέρεται στον τελικό χρήστη με όρους ρυθμοαπόδοσης και ενεργειακής αποδοτικότητας. Η προτεινόμενη διπλωματική εργασία (αφού πρώτα πραγματοποιηθεί μελέτη των πρόσφατων τεχνικών προτάσεων του IEEE ax-2019 Working Group), θα εστιάσει στην μελέτη της απόδοσης των μηχανισμών του MAC για το υπό-ανάπτυξη πρωτόκολλο IEEE ax Χ Σχεδιασμό και ανάπτυξη συστήματος