Τίτλος:
1. Μελέτη Βασικών αρχών και αλγορίθμων που εφάπτονται της Ρομποτικής – Μια Υλοποίηση με το Lego Mindstorms NXT.
Σύντομη περιγραφή:
Το Lego Mindstorms είναι ένα πακέτο της Lego που συνδυάζει τα γνωστά τουβλάκια της Lego με ηλεκτρικές μηχανές, αισθητήρες (αφής, ήχου, φωτός, υπέρηχων, περιστροφής) και τεχνικά κομμάτια Lego (όπως άξονες, σερβομηχανές και υδραυλικά μέρη) κατάλληλα για να χτίσει ο χρήστης ένα ρομπότ.
Το Microsoft Robotics Studio είναι ένα περιβάλλον για τον έλεγχο ρομπότ και την εξομοίωση αυτών. Υποστηρίζει ένα πλήθος διαφορετικών ρομπότ σε επίπεδο υλικού. Στα εργαλεία του Robotics Studio περιλαμβάνεται:
- η VPL (Microsoft Visual Programming Language) γλώσσα, για τη δημιουργία και το debugging εφαρμογών για ρομπότ,
- web και windows διεπαφές,
- 3D εξομοίωση,
- εύκολη πρόσβαση και προγραμματισμό των αισθητήρων και των σερβομηχανισμών ενός ρομπότ μέσω της βιβλιοθήκης CCR (Concurrency and Coordination Runtime) και
- υποστήριξη για όλες τις γλώσσες προγραμματισμού του .NET Framework.
Στη διπλωματική αυτή θα πραγματοποιηθούν οι παρακάτω δραστηριότητες:
- Εισαγωγή στους αλγορίθμους για ρομποτικά συστήματα.
- Εκμάθηση και χρήση του πακέτου Microsoft Robotics Studio και της VPL
- Κατασκευή και προγραμματισμός ένα ρομπότ LEGO MINDSTORMS ΝΧΤ (για παράδειγμα ένα αυτόματο σύστημα ελέγχου κυκλοφορίας ή ένα ρομπότ που καθαρίζει το σπίτι) με χρήση «έξυπνων» αλγορίθμων.
Προαπαιτούμενα:
Γνώσεις αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού (κατά προτίμηση c#, Visual Studio, .Net Framework), εξοικείωση με την υλοποίηση αλγορίθμων
Σχετικές Αναφορές:
- http://mindstorms.lego.com/
- http://www.lego.com/eng/education/mindstorms/default.asp
- http://msdn.microsoft.com/en-us/robotics/default.aspx
- http://channel9.msdn.com/tags/Robotics/
- http://www.ieeesb.upatras.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=37&Itemid=1
- http://blogs.msdn.com/coding4fun/archive/tags/robotics/default.aspx
- http://blogs.msdn.com/MSRoboticsStudio/
- Seung Han Kim; Jae Wook Jeon, “Programming LEGO mindstorms NXT with visual programming,” Control, Automation and Systems, 2007. ICCAS ’07. International Conference on , vol., no., pp.2468-2472, 17-20 Oct. 2007
- Sharad, S., “Introducing Embedded Design Concepts to Freshmen and Sophomore Engineering Students with LEGO MINDSTORMS NXT,” Microelectronic Systems Education, 2007. MSE ’07. IEEE International Conference on , vol., no., pp.119-120, 3-4 June 2007
Τίτλος:
2. Εφαρμογή αναγνώρισης QR κώδικα σήμανσης (QR-code)
Σύντομη περιγραφή:
Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία θα ασχοληθεί με το πρόβλημα της οπτικής αναγνώρισης “κωδίκων σήμανσης” σε κινητές συσκευές (android, windows mobile). Τέτοιοι κώδικες σήμανσης είναι ο γνωστός σε όλους μας μονοδιάστατος γραμμωτός κώδικας (barcode) αλλά και ο βελτιωμένος δισδιάστατος QR-code. Οι κώδικες σήμανσης αποθηκεύουν πληροφορία που κυμαίνεται από μερικά bytes (1D barcode) μέχρι και μερικά Kilobytes (QR code). Αυτή η πληροφορία μπορεί να περιλαμβάνει κάποιο μοναδικό κωδικό αναγνώρισης, προσωπικά δεδομένα, ακόμα και URLs. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία θα χρησιμοποιηθεί υπάρχουσα βιβλιοθήκη αναγνώρισης κωδικών σήμανσης, η οποία χρησιμοποιεί την ενσωματωμένη κάμερα των κινητών και αποκωδικοποιεί την πληροφορία που έχει αποθηκευτεί σε ένα κωδικό QR. Στόχος είναι η ανάπτυξη πληροφοριακού συστήματος το οποίο διαχειρίζεται και επιστρέφει περιεχόμενο που έχει συσχετιστεί με QR κωδικούς.
Προαπαιτούμενα:
Πολύ καλή γνώση προγραμματισμού, γνώση Web τεχνολογιών, Γνώση Java
Σχετικές Αναφορές:
- http://en.wikipedia.org/wiki/QR_Code
- http://code.google.com/p/zxing/
- http://www.slideshare.net/marcfonteijn/open-workshop-qr-codes
Τίτλος:
3. Ανάπτυξη εφαρμογών που έχουν επίγνωση της θέσης του χρήστη (location-aware)
Σύντομη περιγραφή:
Στις μέρες μας όλο και περισσότερες είναι οι φορητές συσκευές οι οποίες έχουν ενσωματωμένα υποσυστήματα gps και ασύρματο internet. Επίσης έχουν αναπτυχτεί πολύ οι τεχνολογίες εντοπισμού της θέσης του χρήστη, οι τεχνολογίες αυτές βασίζονται σε πληροφορίες που προκύπτουν από την ip, την κυψέλη που είναι συνδεδεμένο το κινητό και τον gps δέκτη. Τέλος αρκετά διαδεδομένη είναι η έννοια του geocoding, δηλαδή η μετατροπή του γεωγραφικού πλάτους και μήκους σε διεύθυνση της τοποθεσίας του χρήστη.
Τον τελευταίο διάστημα έχουν αναπτυχθεί εφαρμογές που έχουν επίγνωση της θέσης του χρήστη (location-aware), χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η Locale (http://www.twofortyfouram.com/). Επιπλέον αρκετά ενδιαφέρον παρουσιάζει η έννοια του geotagging, δηλαδή η διαδικασία του να συνδέεις διάφορα μετα-δεδομένα με την γεωγραφική τοποθεσία.
Στα πλαίσια της διπλωματικής αυτής θα αναπτυχτεί μια εφαρμογή για φορητές συσκευές η οποία έχει επίγνωση της θέσης του χρήστη. Πιο συγκεκριμένα θα αναπτυχτούν:
- Υποσύστημα εντοπισμού θέσης
- Υποσύστημα geocoding
- Πληροφοριακό σύστημα (web application) βασισμένο σε χάρτες (google maps,..) που θα υποστηρίξει την location-aware εφαρμογή
Προαπαιτούμενα:
Γνώσεις αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού (κατά προτίμηση c#, Visual Studio, .Net Framework)
Σχετικές Αναφορές:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Location_awareness
- http://groups.google.com/group/Google-Maps-API/web/resources-non-google-geocoders
- http://www.opencellid.org/
- http://www.twofortyfouram.com/
- Kaasinen, E. 2003. User needs for location-aware mobile services. Personal Ubiquitous Comput. 7, 1 (May. 2003), 70-79. DOI= http://dx.doi.org/10.1007/s00779-002-0214-7
Τίτλος:
4. Μελέτη τεχνολογιών μοντελοποίησης φορητών συσκευών – Ανάπτυξη πρότυπης εφαρμογής αντίστροφης μηχανίκευσης.
Σύντομη περιγραφή:
Στις μέρες μας όλο και περισσότερες είναι οι φορητές συσκευές οι οποίες βασίζονται σε διάφορες πλατφόρμες όπως: symbian, windows mobile, iphone, webOS, android. Επιπλέον υπάρχει μια πλειάδα εφαρμογών που έχουν παρουσιαστεί και προσφέρουν ολοένα και περισσότερες υπηρεσίες (υψηλής πολυπλοκότητας). Λόγω της ολοένα αυξανόμενης πολυπλοκότητας των εφαρμογών αυτών, ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη κι η συντηρησιμότητα μιας εφαρμογής φορητών συσκευών προβάλλει ως μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που καλείται να αντιμετωπίσει ο σχεδιαστής της.
Αν κατά το σχεδιασμό μιας εφαρμογής χρησιμοποιηθεί κάποια μέθοδος μοντελοποίησης σε συνδυασμό με ένα σύνολο σχεδιαστικών προτύπων, η τελική εφαρμογή θα είναι πιο αποδοτική και ποιοτική.
Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας θα μελετηθούν:
- το πώς διαφοροποιείται μια εφαρμογή για φορητές συσκευές από μια εφαρμογή για προσωπικούς υπολογιστές
- οι μέθοδοι μοντελοποίησης που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα
- τα σχεδιαστικά πρότυπα που έχουν οριστεί
Επιπλέον στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας θα αναπτυχτούν:
- διαδικασίες αντίστροφης μηχανίκευσης (reverse engineering) για την ανάλυση, κατανόηση και μοντελοποίηση των αρχιτεκτονικών τέτοιου είδους εφαρμογών
Προαπαιτούμενα:
Τεχνολογία Λογισμικού, Γνώσεις αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού
Σχετικές Αναφορές:
- Edgardo Belloni, Claudia Marcos, “MAM-UML: An UML Profile for the Modeling of Mobile-Agent Applications,” Chilean Computer Science Society, International Conference of the, pp. 3-13, XXIV International Conference of the Chilean Computer Science Society (SCCC’04), 2004.
- Thomas Baar, Alfred Strohmeier, Ana Moreira and Stephen J. Mellor, “A UML Profile to Model Mobile Systems”, The Unified Modelling Language
Modelling Languages and Applications. 7th International Conference, Lisbon, Portugal, 2004. Proceedings
Τίτλος:
5. Ανάπτυξη Δικτύου Αισθητήρων και Πληροφοριακού Συστήματος για τη διαχείριση του
Σύντομη περιγραφή:
Ένα ασύρματο δίκτυο αισθητήρων (Wireless Sensor Networks , WSN) είναι ένα ασύρματο δίκτυο που αποτελείται από μεγάλο πλήθος μικροσκοπικών συσκευών, που ενσωματώνουν δυνατότητες υπολογισμού, ασύρματης επικοινωνίας, περιορισμένη μνήμη, λειτουργούν με μικρή μπαταρία και είναι εξοπλισμένοι με μια πλειάδα αισθητήρων για μέτρηση της θερμοκρασίας, του επιπέδου του φωτός, της υγρασίας, κίνησης κλπ.
Τα WSN όλο και περισσότερο θεωρούνται ως λύση για την ανάπτυξη εφαρμογών μεγάλης κλίμακας με στόχο την παρακολούθηση (tracking) και τον έλεγχο (monitoring) διαφόρων μετρήσεων από τους αισθητήρες. Η ανάπτυξη και η διαχείριση των εν λόγω δικτύων, ωστόσο, αντιμετωπίζεται συνήθως με ένα ενιαίο φορέα ελέγχου (controlling entity). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν έχουν ακόμη τα μέσα για να αναπτύξουμε ένα ασφαλές πολλαπλών χρήσεων κατανεμημένο δίκτυο αισθητήρων (secure multi-purpose federated sensor network). Όμως, μέρα με την μέρα το hardware γίνεται όλο και καλύτερο. Για παράδειγμα το Imote2 (πλατφόρμα hardware επόμενης γενιάς που βασίζεται στο Microsoft. NET Micro Framework) επιτρέπει τη λειτουργία χαμηλής ισχύος μπαταρίας για απαιτητικές εφαρμογές δικτύου αισθητήρων συνδυάζοντας υψηλές επιδόσεις και υψηλό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων.
Στα πλαίσια της διπλωματικής αυτής θα μελετηθούν/αναπτυχτούν:
- Μελέτη των Federated και Shared Use δικτύων αισθητήρων
- Ανάπτυξη δικτύου αισθητήρων βασισμένο στην πλατφόρμα WSN Imote2.Builder Kit ή σε κάποια άλλη παρεμφερή πλατφόρμα
- Ανάπτυξη Προηγμένου Πληροφοριακού συστήματος ανάλογο των EMERGE, WASP ή των εργασιών που παρουσιάστηκαν στο Dare to Dream Different διαγωνισμό.
Προαπαιτούμενα:
Γνώσεις αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού (κατά προτίμηση c#, Visual Studio, .Net Framework)
Σχετικές Αναφορές:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_network
- http://www.microsoft.com/netmf/default.mspx
- http://www.microsoft.com/netmf/about/gettingstarted.mspx
- http://channel9.msdn.com/posts/cheller/A-Look-at-the-NET-Micro-Framework/
- http://channel9.msdn.com/posts/cheller/Sensor-Network-Research-at-the-EMIC/
- http://channel9.msdn.com/tags/.NET+Micro+Framework/
- http://www.xbow.com/Products/productdetails.aspx?sid=267
- http://dreamdifferentcontest.com/
- 9. Huygens, C. and Joosen, W. 2009. Federated and Shared Use of Sensor Networks through Security Middleware. In Proceedings of the 2009 Sixth international Conference on information Technology: New Generations – Volume 00 (April 27 – 29, 2009)
- A. Kupcu, SECMECE: Optimizing Lifetime of Federated Sensor Networks by Exploiting Data and Model Redundancy,Brown University, Providence, USA, 2007.