Ανασκόπηση Τεχνικών Ομαδοποίησης Για Την Εξόρυξη Δεδομένων Από Το Διαδίκτυο Των Πραγμάτων

Abstract

Το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (ΔτΠ), ως αναδυόμενη γενική ιδέα, αναφέρεται σε ένα κατανεμημένο δίκτυο το οποίο συνδέει όλα τα «πράγματα» - αντικείμενα ή συσκευές - μέσω ασύρματων ετικετών και αισθητήρων με πρωτόκολλα δικτύων παρόμοια με εκείνα που χρησιμοποιούνται στο Διαδίκτυο. Τα «πράγματα» μπορούν να αναγνωριστούν αυτόματα, να επικοινωνήσουν μεταξύ τους, ακόμα και να λάβουν αποφάσεις από μόνα τους. Ειδικοί εκτιμούν ότι το ΔτΠ θα αποτελείται από 50-100 δισεκατομμύρια συσκευές έως το 2020. Λόγω του αυξανόμενου αριθμού διαθέσιμων αισθητήρων και της μεγάλης ποσότητας δεδομένων που παράγεται με πολύ μεγάλη ταχύτητα από το ΔτΠ, η ανάγκη για αποτελεσματικές και αποδοτικές μεθόδους για την διαχείριση αυτών των δεδομένων είναι αδιαμφισβήτητη. Συνεπώς, η εξόρυξη δεδομένων παίζει αποφασιστικής σημασίας ρόλο στο να γίνει το σύστημα αρκετά «έξυπνο» ώστε να μπορεί να παρέχει καταλληλότερες υπηρεσίες. Η ομαδοποίηση είναι μία από τις βασικές εργασίες της εξόρυξης δεδομένων και ένα ισχυρό εργαλείο ανάλυσης δεδομένων. Πρόκειται για μια διαδικασία η οποία στοχεύει στην οργάνωση ενός συνόλου δεδομένων εισόδου σε ένα σύνολο σημασιολογικά σύμφωνων ομάδων (ή συστάδων) με βάση ορισμένα μέτρα ομοιότητας, χωρίς καμία προηγούμενη γνώση, ώστε να εξάγει πολύτιμες πληροφορίες ανάλογα με τον στόχο της εκάστοτε εφαρμογής. Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει μια σύντομη επισκόπηση μερικών state-of-the-art αλγορίθμων ομαδοποίησης και κάνει ανασκόπηση της έρευνας που διεξήχθη σε αυτό το πεδίο από το 2010 έως και το 2015. Κατά τη διάρκεια αυτού του διαστήματος, το ΔτΠ προσέλκυσε το ενδιαφέρον των ερευνητών και δημοσιεύτηκαν πολυάριθμα επιστημονικά άρθρα σχετικά με την βελτίωση της απόδοσης και της ποιότητας, την μείωση της υπολογιστικής πολυπλοκότητας, καθώς και την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (ΑΔΑ). Ωστόσο, δεδομένου ότι η τεχνολογία εξελίσσεται συνεχώς, είναι ξεκάθαρο ότι υπάρχουν περιθώρια βελτίωσης προς την βελτιστοποίηση των υφιστάμενων μεθόδων ή για ανάπτυξη νέων τεχνικών που μπορούν να εφαρμοστούν στο ΔτΠ.