Επισκόπηση των επεξεργαστικών συστημάτων σε επίπεδο συσκευών, Edge και Cloud (Edge, very-edge and Cloud Computing). Υπολογιστικές απαιτήσεις τυπικών αλγορίθμων και απαιτήσεις μνήμης (data analytics, machine learning, deep learning algorithms). Περιβάλλοντα ανάλυσης υπολογιστικών απαιτήσεων εφαρμογών (simulators, profiling techniques, cloud-based tools and methods). Βασικές αρχές σχεδίασης συστημάτων και σχεδιαστικοί στόχοι στο άκρο του δικτύου (edge computing).

Το μάθημα καλύπτει ένα ευρύ φάσμα θεμάτων που σχετίζονται με τη σχεδίαση και υλοποίηση διαδραστικών εφαρμογών για φορητές συσκευές Android. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη σχεδίαση της διεπιφάνειας χρήσης τέτοιων εφαρμογών.

Το μάθημα καλύπτει ένα ευρύ φάσμα θεμάτων που σχετίζονται με τη σχεδίαση και αξιολόγηση διαδραστικών συστημάτων λογισμικού. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται σε μεθόδους έρευνας στο επιστημονικό πεδίο της Αλληλεπίδρασης Ανθρώπου-Υπολογιστή (Human-Computer Interaction, HCI) καθώς και στη συλλογή, ανάλυση και παρουσίαση δεδομένων εμπειρίας χρήσης (User Experience, UX) διαδραστικών συστημάτων. 

Το μάθημα δίνεται στο Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών "Διαδραστικές Τεχνολογίες Υλικού και Λογισμικού". 

Το Διαδίκτυο των Αντικειμένων (Internet of Things - IoT) περιλαμβάνει όλες τις διασυνδεδεμένες συσκευές στο Internet και η λειτουργία του στηρίζεται στις υπολογιστικές δυνατότητες των συσκευών ανάλογα με το ενσωματωμένο λογισμικό, που αυτές φέρουν. Το IoT αποτελείται από "έξυπνες" συσκευές, που αλληλεπιδρούν και επικοινωνούν με άλλες συσκευές, αντικείμενα, περιβάλλοντα και υποδομές. Μία άμεση συνέπεια είναι η παραγωγή μεγάλου όγκου δεδομένων, που από την επεξεργασία του συμπεραίνονται δράσεις εντολών και ελέγχου των αντικειμένων, που διευκολύνουν τη ζωή μας, την καθιστούν πιο ασφαλή και περιορίζουν την επίδραση μας στο περιβάλλον. 

Το μάθημα στοχεύει να προσφέρει σε βάθος γνώση των θεωριών για τη σχεδίαση, την ανάπτυξη και την αξιολόγηση των συστημάτων διαλογικών πρακτόρων, τονίζοντας επίσης τους περιορισμούς στις τρέχουσες λύσεις καθώς και τους τομείς όπου οι διαλογικοί πράκτορες αναμένεται να έχουν σημαντική περαιτέρω ανάπτυξη. Παράλληλα το μάθημα θα καθοδηγήσει τους φοιτητές/τριες σε χαρακτηριστικές μελέτες περίπτωσης (case studies) από τη χρήση των διαλογικών πρακτόρων στις σημαντικότερες περιοχές εφαρμογής τους όπως το διαδικτυακό εμπόριο (e-commerce), την παροχή υπηρεσιών υγείας (e-health) και τη μάθηση/εκπαίδευση (e-learning). Ένα σημαντικό μέρος του μαθήματος είναι η εκμάθηση σύγχρονων τεχνολογικών εργαλείων ανάπτυξης διαλογικών πρακτόρων (π.χ. AIML, Chatterbot, Dialogflow) και η εκπόνηση σχετικής εργασίας (project), όπου οι φοιτητές/τριες θα δημιουργήσουν και θα αξιολογήσουν τη δική τους εφαρμογή διαλογικού πράκτορα. Σκοπός της εργασίας είναι να τους προσφέρει την εμπειρία στην ανάπτυξη της επόμενης γενιάς "έξυπνων βοηθών" που λειτουργούν με βάση τη γλωσσική διάδραση μηχανής-χρήστη.

Στόχος του μαθήματος είναι η παρουσίαση βασικών εννοιών και τεχνικών για την Καινοτομία, Επιχειρηματικότητα και Διοίκηση έργων λογισμικού. Το μάθημα χωρίζεται σε 2 ενότητες. Η πρώτη περιλαμβάνει θέματα δημιουργίας καινοτομίας και επιχειρηματικότητας (επινόηση καινοτομίας, επιχειρηματικός καμβάς, επιχειρηματικό πλάνο). Η δεύτερη ενότητα είναι περισσότερο εκτεταμένη και ασχολείται με θέματα σχεδιασμού, χρονοπρογραμματισμού και διαχείρισης έργων. Επίσης περιλαμβάνει μεθόδους εντοπισμού και διαχείρισης κινδύνων, καθώς και παρουσίαση μοντέλων ποιότητας και αξιολόγησης διεργασιών παραγωγής λογισμικού.  Τέλος συζητώνται μέθοδοι εκτίμησης κόστους λογισμικού.

Ομάδα ανακοινώσεων για τα θέματα διπλωματικών εργασιών του ΠΜΣ Τεχνολογίες Διαδραστικών Συστημάτων

Σήμερα, η πλειονότητα των υπολογιστικών συστημάτων δεν επικεντρώνεται στην επεξεργασία της πληροφορίας. Υπολογιστές χρησιμοποιούνται στον έλεγχο της λειτουργίας της μηχανής του αυτοκινήτου σας, των φρένων, των ζωνών ασφαλείας, του αερόσακου και του ηχοσυστήματος. Άλλοι υπολογιστές κωδικοποιούν ψηφιακά τη φωνή σας και δημιουργούν ένα ραδιο-σήμα που αποστέλλεται από το κινητό σας σε σταθμό βάσης. Υπολογιστές επίσης ελέγχουν το φούρνο μικροκυμάτων, το ψυγείο και το πλυντήριο πιάτων. Κάποιοι υπολογιστές ελέγχουν robots εργαστασίων, την παραγωγή ενέργειας, τις διεργασίες σε εγκαταστάσεις χημικής επεξεργασίας και τους φωτεινούς σηματοδότες των πόλεων. Άλλοι υπολογιστές "διαισθάνονται" ερεθίσματα και άρα δίνουν δυνατότητες αντίδρασης στο άγγιγμα του ανθρώπου και σε ήχους. Υπάρχουν όμως και υπολογιστές που ελέγχουν αεροσκάφη και τρένα. Όλοι αυτοί οι υπολογιστές ονομάζονται ενσωματωμένα συστήματα (embedded systems) και το λογισμικό, που εκτελούν λέγεται ενσωματωμένο λογισμικό. Το βασικό πρόβλημα στη σχεδίαση ενσωματωμένων συστημάτων ήταν τα προηγούμενα χρόνια η λειτουργία τους με περιορισμένους πόρους (περιορισμένη επεξεργαστική ισχύ, περιορισμένες πηγές ενέργειας, περιορισμένη χωρητικότητα μνήμης κ.α.). Έτσι λοιπόν, η μεγάλη πρόκληση ήταν η βελτιστοποίηση της σχεδίασης. Πρόσφατα, στην επιστημονική κοινότητα έγινε κατανοητό ότι οι βασικές προκλήσεις στα ενσωματωμένα συστήματα προέρχονται από την αλληλεπίδρασή τους με φυσικές διεργασίες και όχι από τους περιορισμένους τους πόρους. Ο όρος κυβερνοφυσικά συστήματα (cyber-physical systems - CPS) αναφέρεται στην ενσωμάτωση και ολοκλήρωση των υπολογισμών με φυσικές διεργασίες. Στα συστήματα CPS, οι ενσωματωμένοι υπολογιστές και τα δίκτυα επιτηρούν και ελέγχουν την εξέλιξη των φυσικών διεργασιών συνήθως με βρόχους ανάδρασης μέσω των οποίων οι φυσικές διεργασίες επηρεάζουν τους υπολογισμούς και αντίστροφα. Γι' αυτό, η σχεδίαση τέτοιων συστημάτων προϋποθέτει την κατανόηση της δυναμικής της εξέλιξης των υπολογισμών, του λογισμικού, της δικτύωσης και των φυσικών διεργασιών. Υπάρχουν πολυάριθμες εφαρμορμογές συστημάτων CPS. Θεωρήστε λόγου χάρη τα διάφορα συστήματα ασφαλείας στην αυτοκίνηση, που έχουν ήδη ενσωματωθεί στα οχήματα ή που βρίσκονται σε προχωρημένα στάδια έρευνας και ανάπτυξης. Για παράδειγμα, πολλά αυτοκίνητα σήμερα έχουν τη δυνατότητα ανίχνευσης ακούσιας αλλαγής λωρίδας (φυσική διεργασία) και προειδοποιήσης του οδηγού (υπολογισμός). Μπορούμε επίσης να αναφερθούμε και σε πολλές άλλες εφαρμογές, όπως τα διάφορα συστήματα υποβοήθησης ατόμων μεγάλης ηλικίας, τα συστήματα τηλεχειρουργικής και τις οικιακές συσκευές που συνεργάζονται μεταξύ τους για να εξομαλύνουν τις απαιτήσεις κατανάλωσης ενέργειας από τον πάροχο του ηλεκτρικού δικτύου. Επιπλέον, μπορεί κανείς να φανταστεί ότι συστήματα CPS χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση ήδη εγκατεστημένων συστημάτων, όπως ρομποτικά συστήματα παραγωγής, συστήματα παραγωγής και κατανομής ενέργειας, συστήματα ελέγχου διεργασιών σε χημικές βιομηχανίες, κατανεμημένα computer games, συστήματα μεταφοράς αγαθών, συστήματα θέρμανσης, κλιματισμού και φωτισμού κτιρίων, ανελκυστήρες και γέφυρες που εκτελούν αυτοέλεγχο της κατάστασής τους. Η επίδραση τέτοιων βελτιώσεων στην ασφάλεια, την κατανάλωση ενέργειας και τελικά στην οικονομία είναι δυνητικά τεράστια.

Κατά την μελέτη συστημάτων CPS αναδύονται κάποια θεμελιώδη προβλήματα, που σε υπολογιστικά συστήματα γενικού σκοπού εμφανίζονται σπανίως. Για παράδειγμα, σε λογισμικό γενικού σκοπού ο χρόνος που καταλαμβάνει η εκτέλση μιας εργασίας είναι ένα ζήτημα απόδοσης και όχι ένα ζήτημα ορθής λειτουργίας. Αν η εργασία εκτελεστεί σε περισσότερο χρόνο, δεν τίθεται θέμα ορθότητας, αν και αυτό γίνεται προσπάθεια να αποφευχθεί. Σε συστήματα CPS, ο χρόνος που καταλαμβάνει η εκτέλεση μιας εργασίας μπορεί να έχει κρίσιμη σημασία για τη λειτουργία τους. Σε συστήματα CPS επίσης συμβαίνουν πολλά γεγονότα ταυτόχρονα. Οι φυσικές διεργασίες είναι σύνθεση πολλών ταυτόχρονων μεταβολών, σε αντίθεση με τις διεργασίες λογισμικού, που βασικά εξελίσσονται με ακολουθιακά βήματα. Στο φυσικό κόσμο σπανίως συναντούμε διεργασίες που εξελίσσονται ως μία διαδικασία. Ο βασικός σκοπός των ενσωματωμένων συστημάτων είναι η μέτρηση και ο έλεγχος της δυναμικής της εξέλιξης των φυσικών διεργασιών ενορχηστρώνοντας τις ενέργειες, που τις επηρεάζουν. Συνεπώς, ο ταυτοχρονισμός είναι εγγενής σε συστήματα CPS. Πολλές από τις τεχνικές προκλήσεις στη σχεδίαση και στην ανάλυση ενσωματωμένου λογισμικού προέρχονται από την αναγκαιότητα σύνδεσης της ακολουθιακής σημασίας των υπολογισμών σε έναν εγγενώς ταυτοχρονισμένο φυσικό κόσμο.

Οι φοιτητές αναμένεται ότι στα πλαίσια του μαθήματος θα

  • κατανοήσουν τις αλληλεπιδράσεις του λογισμικού και του υλικού με το φυσικό περιβάλλον μέσα στο οποίο λειτουργούν
  • κατανοήσουν τη χρήση μοντέλων σχετικά με την εξέλιξη της κατάστασης ενός συστήματος (δυναμικής) και το πώς σχετίζονται με την υλοποιήση των συστημάτων
  • κατανοήσουν τα ενσωματωμένα συστήματα ως απαραίτητα βήματα προς την κατεύθυνση μιας ορθής πρακτικής σχεδιασμού συστημάτων
  • κατανοήσουν πώς η τεχνολογία σήμερα μπορεί να εμποδίσει αλλά και μέσω αυτής να επιτευχθεί μία ορθή πρακτική σχεδιασμού
  • εξοικειωθούν με τη δυναμική των διαφορετικών σχεδιάσεων συστημάτων CPS στο χρόνο και με τα ζητήματα ταυτοχρονισμού που αντιμετωπίζουν
  • αποκτήσουν μία κρίσιμης σημασίας κατανόηση των εννοιών των νημάτων εκτέλεσης, της επικοινωνίας με μηνύματα, της αποφυγής αδιεξόδου, των συνθηκών ανταγωνισμού και της προσδιοριστικότητας των δεδομένων

Τι είναι η έρευνα, που και πως γίνεται (βασικές αρχές). Έρευνα με δεδομένα - συλλογή, ανάλυση και ερμηνεία. Έρευνα με πειράματα, προσομοιώσεις και σχεδίαση συστημάτων. Έρευνα με λογική.

Το μάθημα εξετάζει θεωρητικά, ερευνητικά και τεχνολογικά θέματα των σοβαρών παιχνιδιών

Το μάθημα καλύπτει την περιοχή των σύγχρονων ψηφιακών συνεργατικών τεχνολογιών και οργανώνεται στις εξής επί μέρους ενότητες: α) Θεωρητικό υπόβαθρο: Διαδραστικές τεχνολογίες, Συνεργατικές τεχνολογίες, Θεωρίες για την συνεργασία. β) Εργαλεία, Τεχνολογίες και Πρότυπα: Εισαγωγή στα κυριότερα εργαλεία και τεχνολογίες που υποστηρίζουν τα συνεργατικά περιβάλλοντα: εργαλεία και περιβάλλοντα συνεργασίας, θέματα σχεδιασμού συνεργατικών περιβαλλόντων, μέθοδοι και τεχνικές για την ανάλυση της συνεργασίας, τεχνολογίες και τα πρότυπα για την υλοποίηση συνεργατικών συστημάτων. γ) Καινοτόμα συστήματα συνεργασίας και μάθησης: Αξιοποίηση των σύγχρονων ασύρματων τεχνολογιών και συσκευών για τη συνεργασία, και ειδικά για τη συνεργατική μάθηση μέσω κινητών συσκευών, και μέσα σε περιβάλλον διάχυτης υπολογιστικότητας (ubiquitous computing). Εικονικά συνεργατικά περιβάλλοντα: Σχεδιασμός και αξιολόγησή τους, και συγκεκριμένα παραδείγματα. δ) Συνεργατική Εργασία με Υποστήριξη Υπολογιστή (Computer Supported Collaborative Work, CSCW) ε) Συνεργατική Μάθηση με Υποστήριξη Υπολογιστή (Computer Supported Collaborative Learning, CSCL) στ) Ανάλυση Διάδρασης (Interaction analysis) ζ) Σχεδίαση & Ανάπτυξη Chat bots