Μοντελοποίηση Νευροασαφών Συστημάτων Γινομένου Για Εφαρμογές Περιβαλλοντικής Ευφυΐας

Abstract

Η περιβαλλοντική ευφυΐα θεωρείται ως ένας από τους πιο σύγχρονους και ενδιαφέροντες τομείς που συνθέτουν το χώρο της υπολογιστικής νοημοσύνης και ουσιαστικά περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός ευφυούς μοντέλου του κόσμου, στον οποίο θα είναι δυνατή η πρόσβαση στην πληροφόρηση από οποιονδήποτε, σε οποιοδήποτε μέρος, οποιαδήποτε χρονική στιγμή.Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται το πρόβλημα της προσαρμογής των νευροασαφών συστημάτων στις ιδιαίτερες συνθήκες που χαρακτηρίζουν το αναδυόμενο πεδίο εφαρμογών της περιβαλλοντικής ευφυΐας, οι οποίες απαιτούν από το σύστημα δυνατότητες προσαρμογής σε ετερογενή περιβάλλοντα, υψηλή ικανότητα γενίκευσης και απόδοσης, αλλά και ανοχή σε σφάλματα και ελλείψεις. Εκ φύσεως, τα νευροασαφή συστήματα γινομένου είναι ικανά να επιλύσουν τα παραπάνω θέματα, με τρόπους και μεθόδους που επιδέχονται, βεβαίως, περαιτέρω βελτιώσεις. Αυτό που τα νευροασαφή συστήματα αδυνατούν να διαθέσουν, είναι συγκεκριμένες ιδιότητες, όπως το χαμηλό υπολογιστικό κόστος, η ταχύτητα στην εκπαίδευση, αλλά και η δυνατότητα προσωποποίησης των υπηρεσιών, ιδιότητες εξίσου σημαντικές και αναγκαίες για τις εφαρμογές της περιβαλλοντικής ευφυΐας.Σαν συνέπεια, το αντικείμενο της διατριβής αυτής είναι η σχεδίαση και ανάπτυξη νευροασαφών μοντέλων γινομένου με χαμηλό κόστος, τα οποία χαρακτηρίζονται από βελτιωμένες επιδόσεις σε χρόνο και ακρίβεια, και με ικανότητες που αντιμετωπίζουν επιτυχώς όλες τις προαναφερθείσες αδυναμίες.Ειδικότερα, προτείνονται αλγόριθμοι για εξαγωγή και επιλογή ασαφών κανόνων με στόχο την δημιουργία μίας αρχικής συμπαγούς βάσης γνώσης. Η διαδικασία αυτή επιταχύνει την μάθηση και βελτιώνει την απόδοση. Το επόμενο βήμα, είναι η δημιουργία τεχνικών που καθορίζουν και διαμορφώνουν την δομή ενός νευροασαφούς μοντέλου, με τέτοιο τρόπο ώστε να παράγουν μια εύκαμπτη και εύρωστη αρχιτεκτονική, ικανή να προσαρμόζεται κατάλληλα σε ετερογενή περιβάλλοντα. Η ουσιαστική συμβολή της μελέτης μας είναι η σχεδίαση και ανάπτυξη τεχνικών μοντελοποίησης, οι οποίες εισηγούνται τη δυναμική χρησιμοποίηση των κατάλληλων κάθε στιγμή πόρων εισόδου ή/και κανόνων, με την ταυτόχρονη διατήρηση ή και βελτιστοποίηση της ακρίβειας του συστήματος. Η πειραματική εξέταση αποδεικνύει πως με την ιδέα αυτή επιτυγχάνεται σημαντικότατη εξοικονόμηση χρόνου και υπολογιστικών πόρων χωρίς να ζημιώνεται η ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Παράλληλα, καθίσταται ικανή η διαμόρφωση προφίλ χρηστών και η προσωποποίηση των υπηρεσιών. Το τελικό τμήμα της διατριβής αποτελείται από μία ολοκληρωμένη πρόταση σχεδίασης και υλοποίησης ασύρματου δικτύου στα πρότυπα των εφαρμογών περιβαλλοντικής ευφυΐας, με την χρήση αισθητήρων και ευφυών συσκευών.