Σχεδίαση και υλοποίηση ενσωματωμένου συστήματος για στερεοσκοπική όραση από μία κάμερα

Summarization: 3D Vision has been a topic of investigation for numerous decades, with researchers striving to overcome the challenge of losing the third dimension when using images. Over the years, various techniques have been devised to capture depth from images, including stereo vision, fringe projection, laser scanning, or a combination of these methods. While these techniques have demonstrated impressive results, they may not be suitable for certain applications due to factors such as high cost. Consequently, there is a pressing need to develop a 3D vision system that is affordable, fast, and capable of producing high-resolution output. This thesis implements an innovative approach to estimate depth, initially studied by G. Rematska in her Master Thesis. Depth is calculated by using a single camera in conjunction with two spectrally distinct light sources. The light sources consist of two sets of LED arrays, and depth information can be extracted by analyzing the different reflections captured by the camera from these two light sources. The key aspect of depth estimation lies in the blue to red ratio, which can be correlated to depth through appropriate calibration and processing. In this thesis, the goal was to evolve a system which was verified under laboratory conditions (controlled lighting, no camera vibrations, completely fixed distance of camera to target surface) into one suitable for field use, in which the conditions (lighting, camera vibrations, distance to target surface) are widely varied. The methodology was verified using MATLAB and subsequently implemented as a real time embedded system. The resulting system was thoroughly tested in the field and operates in real time and is fully optimized to minimize hardware resource usage while maintaining a high frequency of operation for processing high-resolution images.Περίληψη: Η τρισδιάστατη όραση αποτελεί αντικείμενο έρευνας εδώ και πολλές δεκαετίες, με τους ερευνητές να προσπαθούν να ξεπεράσουν την πρόκληση της απώλειας της τρίτης διάστασης κατά τη χρήση εικόνων. Με την πάροδο των ετών, έχουν επινοηθεί διάφορες τεχνικές για τη σύλληψη του βάθους από εικόνες, συμπεριλαμβανόμενης της στερεοσκοπικής όρασης, της προβολής κροσσών, της σάρωσης με λέιζερ ή ενός συνδυασμού αυτών των μεθόδων. Ενώ οι τεχνικές αυτές έχουν επιδείξει εντυπωσιακά αποτελέσματα, ενδέχεται να μην είναι κατάλληλες για ορισμένες εφαρμογές λόγω παραγόντων όπως το υψηλό κόστος. Κατά συνέπεια, υπάρχει επιτακτική ανάγκη να αναπτυχθεί ένα σύστημα τρισδιάστατης όρασης που να είναι προσιτό, γρήγορο και ικανό να παράγει αποτελέσματα υψηλής ανάλυσης. Η παρούσα διατριβή εφαρμόζει μια καινοτόμο προσέγγιση για την εκτίμηση του βάθους, η οποία μελετήθηκε αρχικά από την Γ. Ρεμάτσκα στη μεταπτυχιακή της διατριβή. Το βάθος υπολογίζεται με τη χρήση μιας μόνο κάμερας σε συνδυασμό με δύο φασματικά διαφορετικές πηγές φωτός. Οι πηγές φωτός αποτελούνται από δύο σύνολα συστοιχιών LED και η πληροφορία βάθους μπορεί να εξαχθεί αναλύοντας τις διαφορετικές ανακλάσεις που καταγράφονται από την κάμερα από αυτές τις δύο πηγές φωτός. Η βασική πτυχή της εκτίμησης του βάθους έγκειται στην αναλογία μπλε προς κόκκινο, η οποία μπορεί να συσχετιστεί με το βάθος μέσω κατάλληλης βαθμονόμησης και επεξεργασίας. Στην παρούσα διατριβή, ο στόχος ήταν να εξελιχθεί ένα σύστημα που επαληθεύτηκε σε εργαστηριακές συνθήκες (ελεγχόμενος φωτισμός, μηδενικές δονήσεις της κάμερας, εντελώς σταθερή απόσταση της κάμερας από την επιφάνεια του στόχου) σε ένα σύστημα κατάλληλο για χρήση στο πεδίο, όπου οι συνθήκες (φωτισμός, δονήσεις της κάμερας, απόσταση από την επιφάνεια του στόχου) ποικίλλουν ευρέως. Αρχικά, η μεθοδολογία επαληθεύτηκε με τη χρήση MATLAB και στη συνέχεια υλοποιήθηκε ως ενσωματωμένο σύστημα πραγματικού χρόνου. Το σύστημα που προέκυψε δοκιμάστηκε διεξοδικά και λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο και είναι πλήρως βελτιστοποιημένο για την ελαχιστοποίηση της χρήσης πόρων υλικού, διατηρώντας παράλληλα υψηλή συχνότητα λειτουργίας για την επεξεργασία εικόνων υψηλής ανάλυσης

Προληπτική συντήρηση και ανίχνευση βλαβών σε χερσαίο αιολικό πάρκο μέσω ψηφιακών διδύμων

Summarization: This thesis places its focus on the development of a digital twin that faithfully embodies a physical wind farm located in Greece. The principal objective is to establish a virtual counterpart that emulates the real-world characteristics and dynamics of the wind farm. In order to accomplish this, the thesis presents algorithms that are specifically devised to facilitate three vital functionalities: power output prediction, predictive maintenance and fault detection. These algorithms are an integral part of the digital twin's operation, enabling it to forecast potential issues and identify existing problems in the wind turbines. An important characteristic of the digital twin devised in this thesis is its capability to regulate the operations of the wind turbines, per demand. This entails monitoring their performance and, crucially, taking appropriate measures in the event of a malfunction. When the system recognizes a malfunction, it possesses the capability to either temporarily or permanently suspend the operation of the affected turbines until the issue is completely resolved. This approach ensures that any problems are promptly addressed, minimizing downtime and potential harm. A crucial element of the wind farm digital twin centers around the incorporation of real-time data acquired from the wind farm. This data is essential in order to execute the algorithms, as it provides the vital input for the digital twin to successfully perform its functions of predictive maintenance and fault detection. Through the utilization of genuine operational data, the digital twin can generate more accurate predictions and diagnoses, ultimately resulting in a more effective and dependable management of the wind farm.Περίληψη: Η παρούσα διατριβή επικεντρώνει την προσοχή της στην ανάπτυξη ενός ψηφιακού διδύμου που αναπαριστά πιστά ένα φυσικό αιολικό πάρκο που βρίσκεται στην Ελλάδα. Ο κύριος στόχος είναι να δημιουργηθεί ένα εικονικό αντίγραφο που να μιμείται τα πραγματικά χαρακτηριστικά και τη δυναμική του αιολικού πάρκου. Για να επιτευχθεί αυτό, η διατριβή παρουσιάζει αλγορίθμους που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να διευκολύνουν δύο ζωτικής σημασίας λειτουργίες: την προληπτική συντήρηση και την ανίχνευση βλαβών. Αυτοί οι αλγόριθμοι αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της λειτουργίας του ψηφιακού διδύμου, επιτρέποντάς του να προβλέπει πιθανά ζητήματα και να εντοπίζει τα υπάρχοντα προβλήματα στις ανεμογεννήτριες. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του ψηφιακού δίδυμου που επινοήθηκε στην παρούσα διατριβή είναι η ικανότητά του να ρυθμίζει τις λειτουργίες των ανεμογεννητριών. Αυτό συνεπάγεται την παρακολούθηση της απόδοσής τους και, κυρίως, τη λήψη των κατάλληλων μέτρων σε περίπτωση δυσλειτουργίας. Όταν το σύστημα αναγνωρίζει μια δυσλειτουργία, έχει τη δυνατότητα να αναστέλλει προσωρινά ή μόνιμα τη λειτουργία των επηρεαζόμενων ανεμογεννητριών μέχρι να επιλυθεί πλήρως το πρόβλημα. Αυτή η προσέγγιση διασφαλίζει ότι τυχόν προβλήματα αντιμετωπίζονται άμεσα, ελαχιστοποιώντας τον χρόνο διακοπής λειτουργίας και τις πιθανές βλάβες. Ένα κρίσιμο στοιχείο της διατριβής επικεντρώνεται στην ενσωμάτωση δεδομένων πραγματικού χρόνου που λαμβάνονται από το αιολικό πάρκο. Τα δεδομένα αυτά είναι απαραίτητα για την εκτέλεση των αλγορίθμων, καθώς παρέχουν τη ζωτική είσοδο για να επιτελέσει ο ψηφιακός δίδυμος με επιτυχία τις λειτουργίες της προληπτικής συντήρησης και της ανίχνευσης βλαβών. Μέσω της χρήσης γνήσιων λειτουργικών δεδομένων, ο ψηφιακός δίδυμος μπορεί να παράγει ακριβέστερες προβλέψεις και διαγνώσεις, με τελικό αποτέλεσμα την αποτελεσματικότερη και πιο αξιόπιστη διαχείριση του αιολικού πάρκου

Εφαρμογές τεχνητών νευρωνικών δικτύων για την προσέγγιση ευθέων και αντιστρόφων προβλημάτων στη μηχανική μέσω της μεθόδου Physics Ιnformed Neural Networks (PINNs)

Περίληψη: Στη παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται μια σχετικά πρόσφατη και ανερχόμενη τεχνική επίλυσης συνήθων και μερικών διαφορικών εξισώσεων αξιοποιώντας Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα ΤΝΔ (Artificial Neural Networks ANN). Η υποκείμενη τεχνική αποκαλείται Physics Informed Neural Networks (PINNs), και ήταν απόρροια της σύνθεσης ποικίλων επιστημονικών κλάδων όπως η νευρολογία, η πληροφορική, η επιστήμη των υπολογιστών, τα εφαρμοσμένα μαθηματικά, η εφαρμοσμένη φυσική και η υπολογιστική μηχανική. Συνολικά, αποτελεί μια αριθμητική προσέγγιση για την επίλυση γραμμικών και μη γραμμικών προβλημάτων που συναντώνται σε ποικίλα επιστημονικά πεδία, όπως η μετάδοση θερμότητας, η ρευστομηχανική και η κλασσική μηχανική. Η εφαρμογή αριθμητικών τεχνικών σε προβλήματα μεγάλης κλίμακας, που απαιτούν υψηλή ακρίβεια, απαιτεί την συνεχή βελτίωση της επιστήμης των υπολογιστών, τόσο σε επίπεδο hardware όσο και software. Αυτό αληθεύει και για την μελετηθείσα προσέγγιση, η οποία είχε απαρχές, τουλάχιστον σε θεωρητικό επίπεδο, πριν από περίπου δύο δεκαετίες, αλλά η επιτυχής υλοποίηση της με αξιοσημείωτα αποτελέσματα σε σύγχρονους χρονικούς ορίζοντες έλαβε χώρα μόλις πρόσφατα. Η παρούσα εργασία έχει ως κύριο σκοπό την ανάπτυξη αλγορίθμων σε Python, με απώτερη πρόθεση την εφαρμογή της τεχνικής PINNs σε προβλήματα δυναμικής μηχανικής. Συγκεκριμένα, εξετάστηκαν προβλήματα όπως ο αρμονικός ταλαντωτής με απόσβεση και η κίνηση 2 μαζών συνδεδεμένων με 3 ελατήρια. Καθώς επίσης έγινε προσπάθεια ανάπτυξης ενός αλγορίθμου για ένα αντίστροφο μοντέλο PINNs το οποίο προβλέπει τη τιμή μιας άγνωστης παραμέτρου σε ένα σύστημα αρμονικού ταλαντωτή, αυτή του συντελεστή απόσβεσης. Επιπλέον, παρουσιάζεται αναλυτικά η αρχή λειτουργίας των τεχνητών νευρωνικών δικτύων, τόσο από θεωρητικής όσο και μαθηματικής πλευράς. Τέλος, αναλύονται τμήματα του κώδικα που χρησιμοποιήθηκαν για την επίλυση των προβλημάτων της εργασίας

Βελτίωση ποιότητας υδάτων και βιοπαραγωγή φυσικών προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας από τη συγκαλλιέργεια θαλάσσιων σπόγγων σε ιχθυοκαλλιεργητικές μονάδες

Research work implemented at the Institute of Marine Biology, Biotechnology and Aquaculture of Hellenic Center for Marine Research (HCMR) in Heraklion, in collaboration with the PhD study program offered by the School of Chemical and Environmental Engineering of Technical University of Crete.Ερευνητική εργασία που υλοποιήθηκε στο Ινστιτούτο Θαλάσσιας Βιολογίας, Βιοτεχνολογίας και Υδατοκαλλιεργειών του Ελληνικού Κέντρου Θαλάσσιων Ερευνών (ΕΛΚΕΘΕ) στο Ηράκλειο, σε συνεργασία με το διδακτορικό πρόγραμμα σπουδών της Σχολής Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πολυτεχνείου Κρήτης.Summarization: Mariculture, typically supported by marine cage systems, constitutes a significant economic sector for several countries across the world and plays an increasing role in fish supply. During the last decades, a pronounced activity has been reported in the Mediterranean Sea, with Greece being one of the major producers of seabream and seabass finfish worldwide. With the gradual increase of global population, and consequently, the demands for fish and fish-related products, mariculture systems are expected to face an even more unparalleled growth. To enhance productivity, fish farmers currently use larger densities of feed and chemicals that are necessary to ensure the health and growth within the culture. A significant portion of these administered substances remains freely dissolved in the water column, or can either end up as particles in marine sediments, leading to sound threats for aquatic and human life. Unconsumed fish feeds, accompanied by massive excretions of fish faeces and other metabolic waste products are the main cause for nutrient enrichment of water and sediments near fish farms. On the other hand, aggressive administration of therapeutants, such as antibiotics, parasiticides, anesthetics, disinfectants and hormones, or antifouling booster biocides that are used to prevent fouling in submerged production structures, can potentially lead to high organic loadings, chemical pollution and bioaccumulation of contaminants in fish stocks or other marine life. Other pollutants that may occur in fish farm environments include heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), discharged from offshore and coastal anthropogenic activities. As a result, nutrient and organic pollution can provoke a series of adverse effects, including water deterioration, hypoxia, biological pollution, eutrophication and habitat destruction, with severe economic losses for fish farmers. To alleviate aquaculture pollution through eco-sustainable and socially acceptable manners, integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) systems emerge as feasible solution. Such systems combine fish aquaculture with rearing of secondary extractive species, in a way that nutrients and fish wastes are recycled to promote growth of the co-cultured organisms, while the latter present an additional monetary benefit to the enterprise, through their own economic value. Over the years, many organisms have been documented as promising IMTA candidates. Among them, marine sponges stand as excellent candidates, in light of their innate filter-feeding properties and their capability to retain a variety of organic waterborne substances, from particulate to dissolved forms. Besides their high bioremediation capacity for an array of biological and organic pollutants, their biomass is considered a “gold mine”, given their applicability in various biotechnological fields, from bath sponges to bioactive compounds resources. However promising, only few existing studies have conceived the “sponge-driven bioremediation/bioproduction” concept in aquacultures worldwide, with Greece being practically inactive. Considering the thriving aquaculture sector of Greece and the vast diversity of sponges existing in Aegean Sea, it is essential to gain a better view of the integration potential of native sponge species in fish farms. The aim of this dissertation is to (a) assess the bioremediation capacity of Mediterranean sponges through controlled laboratory experiments involving typical aquaculture biological and chemical pollutants and to (b) explore the valorization potential of candidate sponges through the targeted analysis of known metabolites and bioactivity screening. The cleanup experiments were employed for the four ubiquitous Mediterranean species Agelas oroides, Axinella cannabina, Chondrosia reniformis and Sarcotragus foetidus, which were distinguished for their high natural abundance, variability in body form and satisfactory performance under rearing conditions. The in vitro capability to mitigate aquaculture-related biological pollution was assessed for three phytoplanktonic cells, in an attempt to simulate sponges’ response to eutrophic algal blooms. The tested microalgal substrates were exhibiting different size/motility characteristics and belonged to genera of Nannochloropsis sp. (~3.2 μm, nonmotile), Isochrysis sp. (~3.8 μm, motile), and Phaeodactylum (~21.7 μm, nonmotile). Sponge explants were exposed for 7 h to microalgae-enriched seawater under different experimental setups. First, it was shown that all four candidates were capable of retaining their cleanup capacity across a span of four or five successive days. When exposed to varying cell concentrations approximating the gradient from oligotrophic to highly eutrophic systems, sponges maintained their optimal filtering activity. The same argument was partially true when exposed to different illumination conditions. Different feeding preferences were observed among sponge species for microalgal substrates with distinct size and motility traits. Overall, the study sponges exhibited a wide range of retention efficiencies for the different phytoplankton cells, with the highest average values found for the species A. oroides (70%) and S. foetidus (44%). The same candidate sponges were further investigated for their ability to remove typical aquaculture-related dissolved organic pollutants from seawater. This series of in vitro experiments involved the exposure to (i) individual chemicals belonging to antibiotics (i.e., oxytetracycline), antifouling biocides (i.e., diuron and Irgarol 1051) and polycyclic aromatic hydrocarbons (i.e., 2,6-dimethylnapththalene, phenanthrene), as well as (ii) complex organic mixtures, involving filtrates of fish feed and excreta. All sponges were capable of uptaking the various organic substances, by exhibiting a pronounced preference for lipophilic pollutants. To further support this argument, a strong positive correlation was revealed between sponge’s cleanup capacity and substrate hydrophobicity. Among the examined sponges, A. oroides demonstrated the greatest filtering performance across an array of dissolved organic substances, with the highest rates reported for the highly lipophilic pollutants. At a later stage, we intended to shed light on the processes dictating dissolved organic matter (DOM) removal by sponges. In all studied species, active pumping was found to play a prominent role in the assimilation of dissolved pollutants. This was explained by the much faster rates exhibited from this mechanism compared to the values derived for passive adsorption of pollutants onto dead sponges’ surface. Finally, the uptaken pollutants were shown to be strongly retained by sponges and they were hardly released back to seawater as a result of desorption or sponge excretory mechanisms. The final criterion to assess the suitability of the selected sponge species as components of integrated aquaculture, was the valorization potential of their cultivated biomass. For this reason, the two best-performing species in terms of bioremediation capacity, namely A. oroides and S. foetidus, were selected and further analyzed for targeted known biomolecules and bioactivities. This assessment was performed in specimens subjected to rearing in direct proximity to a fish aquaculture for more than a year, as well as to conspecifics from adjacent sponge populations, to estimate the effect of farming on the natural bioproduction potential. An array of natural products was identified in the extracts of both farmed and wild sponges, with the majority of them belonging to alkaloids, benzenoids, indoles, lipids and polyketides. Metabolomic analysis revealed also species-specific chemical patterns, with A. oroides and S. foetidus extracts dominated by alkaloids and lipids, respectively. More importantly, farmed and wild explants of each species demonstrated similar chemical fingerprints, with the majority of the metabolites showing modest differences in their content and on a sponge mass-normalized basis. Furthermore, farmed sponge extracts presented similar or slightly lower antibacterial activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus, compared to the extracts resulting from wild sponges. Anticancer assays against human colorectal carcinoma cells (HCT-116) revealed marginally active extracts from both wild and farmed S. foetidus populations. As shown, sponges, along with other marine organisms, harbor a wealth of bioactive compounds with potential biotechnological applications in drug, cosmetics and food industry. In this context, a comprehensive overview of the most popular bioassays used in natural products biodiscovery is provided, along with their properties and practical considerations for their selection. A particular focus is given on the exploration of antimicrobial, antibiofilm, cytotoxic, antiviral, antioxidant and anti-ageing potential of the associated extracts. Furthermore, quality control procedures and flowlines involved in bioactivity-guided identification and purification of compounds are introduced. The review concludes with an application-oriented study focusing on drug discovery, dietary supplements, and cosmetics, the industrial pipelines most commonly supplemented with marine-derived natural products. Safety and regulatory issues that are critical to the transition of substances to a higher stage of development are also presented, along with an outlook on trends and future developments. Altogether, sponge farming can be regarded as a promising source of high added-value natural products, in addition to an effective cleanup technology for different types of aquaculture pollution. Based upon the bioremediation/bioproduction potential of the different sponge species investigated throughout this dissertation, both A. oroides and S. foetidus are proposed as the best candidates for future large-scale farming adjacent to fish farms.Περίληψη: Η θαλάσσια καλλιέργεια, υποστηριζόμενη συνήθως από συστήματα θαλάσσιων κλωβών, αποτελεί σημαντική οικονομική δραστηριότητα για πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο και διαδραματίζει αυξανόμενο ρόλο στον εφοδιασμό ψαριών. Τις τελευταίες δεκαετίες, έχει αναφερθεί έντονη δραστηριότητα στη Μεσόγειο Θάλασσα, με την Ελλάδα να είναι ένας από τους σημαντικότερους παραγωγούς τσιπούρας και λαβρακιού παγκοσμίως. Με τη σταδιακή αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού, και κατά συνέπεια, των διατροφικών απαιτήσεων σε ψάρια και προϊόντων ιχθύων, τα συστήματα θαλάσσιας καλλιέργειας αναμένονται να παρουσιάσουν ακόμη μεγαλύτερη ανάπτυξη. Για την ενίσχυση της παραγωγικότητας, οι ιχθυοκαλλιεργητές χρησιμοποιούν επί του παρόντος μεγαλύτερες ποσότητες ιχθυοτροφών και χημικών ουσιών που είναι απαραίτητες για τη διασφάλιση της υγείας και την ανάπτυξη εντός της καλλιέργειας. Ένα σημαντικό μέρος αυτών των χορηγούμενων ουσιών παραμένει διαλυμένο στη στήλη του νερού ή μπορεί είτε να καταλήξει ως σωματίδια σε θαλάσσια ιζήματα, εγκυμονώντας σημαντικούς κινδύνους για την θαλάσσια και την ανθρώπινη ζωή. Οι μη καταναλωθείσες ιχθυοτροφές σε συνδυασμό με τις μαζικές εκκρίσεις περιττωμάτων και άλλων μεταβολικών αποβλήτων των ψαριών, είναι η κύρια αιτία για τον εμπλουτισμό των υδάτων και των ιζημάτων με θρεπτικά συστατικά κοντά σε ιχθυοτροφεία. Από την άλλη πλευρά, η χορήγηση θεραπευτικών ουσιών, όπως αντιβιοτικά, παρασιτοκτόνα, αναισθητικά, απολυμαντικά και ορμόνες, καθώς και η χρήση υφαλοχρωμάτων ενισχυμένων με βιοκτόνα που χρησιμοποιούνται για την πρόληψη της βιοεπικάθισης στις βυθισμένες δομές παραγωγής, μπορεί δυνητικά να οδηγήσει σε υψηλά οργανικά φορτία, χημική ρύπανση και βιοσυσσώρευση ρύπων στα εκτρεφόμενα ψάρια ή άλλους θαλάσσιους οργανισμούς που ενδιαιτούν στην ευρύτερη περιοχή. Άλλες χημικές εισροές περιλαμβάνουν βαρέα μέταλλα και πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (ΠΑΥ) που προέρχονται από ανθρωπογενείς δραστηριότητες στην ξηρά και τη θάλασσα. Συνεπακόλουθα, η ρύπανση από θρεπτικά και οργανικά συστατικά δύναται να προκαλέσει μια σειρά από δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις, όπως υποβάθμιση του νερού, υποξία, βιολογική ρύπανση, ευτροφισμό και καταστροφή των οικοτόπων, με σοβαρές οικονομικές απώλειες για τους ιχθυοκαλλιεργητές. Για να περιοριστεί η ρύπανση σε μία υδατοκαλλιέργεια μέσω οικολογικά βιώσιμων και κοινωνικά αποδεκτών τρόπων, τα ολοκληρωμένα συστήματα πολυτροφικής υδατοκαλλιέργειας (ΙΜΤΑ) αναδεικνύονται ως εφικτή λύση. Τέτοια συστήματα συνδυάζουν την ιχθυοκαλλιέργεια με την εκτροφή δευτερευόντων ειδών, τα οποία καταναλώνουν τα θρεπτικά συστατικά και τα απόβλητα των ψαριών επιτυγχάνοντας συνεχή ανάπτυξη και παράγοντας βιομάζα με σημαντική οικονομική αξία. Κατά την πάροδο των χρόνων, αρκετοί οργανισμοί έχουν αναδειχθεί ως πολλά υποσχόμενοι υποψήφιοι για συστήματα ολοκληρωμένης υδατοκαλλιέργειας. Μεταξύ αυτών, οι θαλάσσιοι σπόγγοι επιφυλάσσουν μεγάλο δυναμικό υπό το πρίσμα των έμφυτων ιδιοτήτων τους ως θαλάσσια φίλτρα και της ικανότητάς τους να συγκρατούν μια ποικιλία οργανικών υδατογενών ουσιών, σωματιδιακής ή διαλυμένης μορφής. Πέρα από το υψηλό δυναμικό βιοαποκατάστασης ως προς μία πληθώρα βιολογικών και οργανικών ρύπων, η βιομάζα των σπόγγων θεωρείται «ορυχείο χρυσού», δεδομένου των εφαρμογών της σε διάφορους βιοτεχνολογικούς τομείς, ως σφουγγάρια μπάνιου αλλά και πηγές βιοδραστικών ενώσεων. Αν και ελπιδοφόρα, μόνο λίγες υπάρχουσες μελέτες έχουν διερευνήσει την ιδέα της βιοαποκατάστασης/βιοπαραγωγής από την συγκαλλιέργεια σπόγγων σε ιχθυοκαλλιέργειες παγκοσμίως, ενώ αντίστοιχες μελέτες εντός Ελλάδας είναι πρακτικά ανύπαρκτες. Λαμβάνοντας υπόψη τον ακμάζοντα τομέα της υδατοκαλλιέργειας στον ελλαδικό χώρο και την πλούσια ποικιλία σε σπόγγους που υπάρχει στο Αιγαίο Πέλαγος, είναι απαραίτητο να διερευνηθεί η δυνατότητα ενσωμάτωσης των γηγενών ειδών σπόγγων σε ιχθυοτροφικές μονάδες. Στόχος αυτής της διατριβής είναι (α) να αξιολογήσει την ικανότητα βιοαποκατάστασης των μεσογειακών σπόγγων μέσω ελεγχόμενων εργαστηριακών πειραμάτων που περιλαμβάνουν χαρακτηριστικούς βιολογικούς και χημικούς ρύπους των ιχθυοκαλλιεργειών και (β) να διερευνήσει το δυναμικό αξιοποίησης της παραγόμενης βιομάζας των σπόγγων μέσω της στοχευμένης ανάλυσης γνωστών μεταβολιτών και του ελέγχου της βιοδραστικότητας των εκχυλισμάτων τους. Τα πειράματα καθαρισμού πραγματοποιήθηκαν για τέσσερις ευρέως διαδεδομένους μεσογειακούς σπόγγους Agelas oroides, Axinella cannabina, Chondrosia reniformis και Sarcotragus foetidus, οι οποίοι επιλέχθηκαν βάσει της υψηλής φυσικής τους αφθονίας, των μορφολογικών χαρακτηριστικών τους και της ικανοποιητικής ανάπτυξή τους σε πειραματική σπογγοκαλλιέργεια. Η ικανότητα εξυγίανσης βιολογικά ρυπασμένων υδάτων ιχθυοκαλλιέργειας αξιολογήθηκε εργαστηριακά ως προς τρεις φυτοπλαγκτονικούς οργανισμούς, σε μια προσπάθεια προσομοίωσης της απόκρισης των σπόγγων σε ευτροφικά περιβάλλοντα με άνθιση φυτοπλαγκτού (algal blooms). Τα εξεταζόμενα μικροφύκη παρουσίαζαν διαφορετικά χαρακτηριστικά μεγέθους/κινητικότητας και ανήκαν στα γένη Nannochloropsis sp. (~3.2 μm, μη κινητικό), Isochrysis sp. (~3.8 μm, κινητικό) και Phaeodactylum (~21.7 μm, μη κινητικό). Μοσχεύματα σπόγγων εκτέθηκαν για 7 ώρες σε θαλασσινό νερό εμπλουτισμένο με μικροφύκη υπό διαφορετικές πειραματικές συνθήκες. Αρχικά, αποδείχθηκε ότι και οι τέσσερις υποψήφιοι σπόγγοι ήταν σε θέση να διατηρήσουν την ικανότητα καθαρισμού τους σε διάστημα τεσσάρων ή πέντε διαδοχικών ημερών. Υπό έκθεση σε μία βαθμίδα κυτταρικών συγκεντρώσεων που προσομοίαζαν ολιγοτροφικά έως και εξαιρετικά ευτροφικά συστήματα, οι σπόγγοι διατήρησαν τη βέλτιστη ικανότητα φιλτραρίσματός τους. Το ίδιο παρατηρήθηκε εν μέρει και κατά την πραγματοποίηση πειραμάτων υπό διαφορετικές συνθήκες φωτισμού. Διαφορετικές προτιμήσεις πρόσληψης παρατηρήθηκαν μεταξύ των εξεταζόμενων σπόγγων για μικροφύκη με διακριτό μέγεθος και κινητικά χαρακτηριστικά. Συνολικά, οι μελετώμενοι σπόγγοι εμφάνισαν ένα ευρύ φάσμα αποτελεσματικοτήτων συγκράτησης των διαφορετικών κυττάρων φυτοπλαγκτού που εξετάστηκαν, με τις υψηλότερες μέσες τιμές να σημειώνονται για τα είδη A. oroides (70%) και S. foetidus (44%). Οι ίδιοι υποψήφιοι σπόγγοι διερευνήθηκαν περαιτέρω για την ικανότητά τους να αφαιρούν από το νερό διαλυμένους οργανικούς ρύπους που απαντώνται σε περιβάλλοντα υδατοκαλλιέργειας. Αυτή η σειρά εργαστηριακών πειραμάτων περιλάμβανε την έκθεση σε (α) μεμονωμένες χημικές ουσίες που ανήκουν στα αντιβιοτικά (π.χ. οξυτετρακυκλίνη), αντιρρυπαντικά επιχρίσματα (π.χ. diuron και Irgarol 1051) και πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (π.χ. 2,6- διμεθυλναφθαλένιο και φαινανθρένιο), αλλά και (β) πολύπλοκα οργανικά μείγματα, που περιλάμβαναν διηθήματα ιχθυοτροφών και περιττωμάτων ψαριών. Όλοι οι σπόγγοι ήταν ικανοί να προσλαμβάνουν τις διάφορες οργανικές ουσίες, επιδεικνύοντας έντονη προτίμηση στους λιπόφιλους ρύπους. Πιο συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε μια ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ της καθαριστικής δράσης των σπόγγων και της υδροφοβικότητας των υποστρωμάτων. Μεταξύ των σπόγγων που μελετήθηκαν, το A. oroides επέδειξε την υψηλότερη απόδοση κατακράτησης ως προς τις διαφορετικές διαλυτές οργανικές ουσίες που εξετάστηκαν, με τα υψηλότερα ποσοστά να παρατηρούνται πάντα για τους περισσότερο λιπόφιλους ρύπους. Σε μεταγενέστερο στάδιο, διερευνήσαμε τις διεργασίες που διέπουν την απομάκρυνση της διαλυμένης οργανικής ύλης (DOM) από τους σπόγγους. Σε όλα τα είδη που μελετήθηκαν, η διαδικασία ενεργητικού φιλτραρίσματος των σπόγγων βρέθηκε να παίζει κυρίαρχο ρόλο στην αφομοίωση των διαλυμένων ρύπων. Κάτι τέτοιο δικαιολογήθηκε από τους αυξανόμενους ρυθμούς που παρατηρήθηκαν μέσω αυτού του μηχανισμού σε σχέση με τις τιμές που προέκυψαν από την παθητική προσρόφηση των ρύπων στην επιφάνεια των νεκρών σπόγγων. Τέλος, επιβεβαιώθηκε ότι οι προσλαμβανόμενοι ρύποι συγκρατούνται σταθερά από τους σπόγγους και μετά βίας επαναπελευθερώνονται πίσω στο θαλασσινό νερό μέσω της εκρόφησης ή των μηχανισμών απέκκρισης των σπόγγων. Το τελικό κριτήριο για την αξιολόγηση της εφαρμοσιμότητας των γηγενών σπόγγων σε ολοκληρωμένα συστήματα υδατοκαλλιέργειας, ήταν το δυναμικό αξιοποίησης της καλλιεργούμενης βιομάζας τους. Για το λόγο αυτό, τα είδη με τις καλύτερες επιδόσεις ως προς το δυναμικό βιοαποκατάστασης, αναλύθηκαν περαιτέρω για στοχευμένα γνωστά βιομόρια και βιοδραστικότητες. Η συγκεκριμένη διαδικασία υλοποιήθηκε για σπόγγους που προέρχονταν από καλλιέργειες σε γειτνίαση με ιχθυοκλωβούς, αλλά και από παρακείμενους φυσικούς πληθυσμούς, για να εκτιμηθεί κατά πόσο οι συνθήκες καλλιέργειας επηρεάζουν τη βιοσυνθετική ικανότητά τους. Στα εκχυλίσματα που μελετήθηκαν ανιχνεύθηκε μια ευρεία γκάμα φυσικών προϊόντων, τα οποία ανήκαν στα αλκαλοειδή, βενζενοειδή, ινδόλες, λιπίδια και πολυκετίδια. Επίσης, η μεταβολομική ανάλυση αποκάλυψε χαρακτηριστικά χημικά μοτίβα ειδικά για κάθε είδος σπόγγου, με τα εκχυλίσματα των A. oroides και S. foetidus να κυριαρχούνται από αλκαλοειδή και λιπίδια, αντίστοιχα. Ωστόσο, το πιο σημαντικό εύρημα ήταν ότι τα καλλιεργούμενα και φυσικά μοσχεύματα από καθένα είδος σπόγγου παρουσίαζαν παρόμοια χημικά αποτυπώματα, με την πλειονότητα των μεταβολιτών να εμφανίζουν μικρές διαφορές ως προς τη σχετική σύστασή τους και ως προς τις απόλυτες συγκεντρώσεις τους. Επιπλέον, τα εκχυλίσματα καλλιεργημένων σπόγγων παρουσίασαν παρόμοια ή ελαφρώς χαμηλότερη αντιβακτηριδιακή δράση έναντι του Staphylococcus aureus που είναι ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη, σε σύγκριση με τα εκχυλίσματα που προέρχονταν από φυσικούς πληθυσμούς σπόγγων. Οι βιολογικές δοκιμασίες ως προς ανθρώπινα κύτταρα ορθοκολικού καρκινώματος (HCT-116) αποκάλυψαν οριακά δραστικά εκχυλίσματα τόσο από φυσικούς όσο και από καλλιεργημένους πληθυσμούς του είδους S. foetidus. Όπως φαίνεται, οι θαλάσσιοι σπόγγοι, μαζί με άλλους θαλάσσιους οργανισμούς, φιλοξενούν μία μεγάλη ποικιλία βιοδραστικών ενώσεων με δυνητικές βιοτεχνολογικές εφαρμογές στη βιομηχανία φαρμάκων, καλλυντικών και τροφίμων. Στο πλαίσιο αυτό, πραγματοποιήθηκε μια ολοκληρωμένη επισκόπηση των πιο δημοφιλών βιοδοκιμών που χρησιμοποιούνται κατά τη διαδικασία βιοανακάλυψης φυσικών προϊόντων, μαζί με τις ιδιότητές τους και διάφορες άλλες πρακτικές λεπτομέρειες σχετικά με την επιλογή και τη χρήση τους. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στις βιοδοκιμές που συνήθως εφαρμόζονται για τον έλεγχο των αντιμικροβιακών, αντιβιοφίλμ, κυτταροτοξικών, αντιικών, αντιοξειδωτικών και αντιγηραντικών ιδιοτήτων των εκχυλισμάτων. Επιπλέον, παρουσιάστηκαν οι διεργασίες ποιοτικού ελέγχου καθώς και η ροή εργασιών που ακολουθείται κατά την ταυτοποίηση και τη σταδιακή κλασμάτωση/απομόνωση των βιοδραστικών ενώσεων καθοδηγούμενης από βιοδοκιμές. Η ανασκόπηση ολοκληρώθηκε με την παρουσίαση μίας πρακτικής μελέτης στοχευμένη στην ανακάλυψη φαρμάκων, συμπληρωμάτων διατροφής και καλλυντικών, που αποτελούν τις βιομηχανικές οδούς που συχνά προμηθεύονται με φυσικά προϊόντα θαλάσσιας προέλευσης. Επίσης, επισημάνθηκαν διάφορα ζητήματα ασφάλειας και κανονισμών που είναι κρίσιμα για τη μετάβαση των υπό εξέταση ουσιών μεταξύ των διαφορετικών σταδίων ανάπτυξης και των διαφορετικών φάσεων των κλινικών μελετών, μαζί με τις προοπτικές, τις γενικότερες τάσεις και τις μελλοντικές εξελίξεις που αφορούν το πεδίο των βιοδοκιμών. Εν κατακλείδι, η σπογγoκαλλιέργεια μπορεί να θεωρηθεί ως αποτελεσματική τεχνολογία αποκατάστασης ρυπασμένων μονάδων υδατοκαλλιέργειας, αλλά και

Financial and environmental sustainability of rice cultivation in Thessaloniki

Μεταπτυχιακή Διατριβή που υποβλήθηκε στην Σχολή ΧΗΜΗΠΕΡ του Πολυτεχνείου Κρήτης για την πλήρωση προϋποθέσεων λήψης του Μεταπτυχιακού ΔιπλώματοςΠερίληψη: Οι ορυζώνες, εδώ και δεκαετίες, είναι από τις κύριες καλλιέργειες του Νομού Θεσσαλονίκης. Εντοπίζονται κοντά σε προστατευόμενες περιοχές, επηρεάζονται άμεσα από τους υδάτινους πόρους και λειτουργούν ως τεχνητοί εποχιακοί υγρότοποι συμβάλλοντας στην ισορροπημένη λειτουργία του οικοσυστήματος. Όμως, παράλληλα η εντατική γεωργία που εφαρμόζεται έχει εν μέρει συμβάλει στην υποβάθμιση του περιβάλλοντος που έχει παρατηρηθεί. Η παρούσα εργασία έχει σκοπό να διερευνήσει σε τι βαθμό οι καλλιεργητές ρυζιού εφαρμόζουν τους κανονισμούς και τις οδηγίες, που η πολιτεία έχει θεσπίσει, για την παραγωγή ασφαλούς τροφής και την προστασία του καταναλωτή. Παράλληλα, διερευνάται εάν οι μέθοδοι καλλιέργειας επηρεάζουν το κόστος παραγωγής του αγαθού και συνεπώς την ίδια την αγροτική εκμετάλλευση. Για την υλοποίηση της παρούσας εργασίας επιλέχθηκε η μεθοδολογία της ποσοτικής και ποιοτικής έρευνας. Σχετικά με την εφαρμογή φυτοπροστασίας τα αποτελέσματα δεν αποκλίνουν από τα ευρήματα αντίστοιχων ερευνών. Οι συμμετέχοντες κατά το μεγαλύτερο ποσοστό τους ακολουθούν όσα η νομοθεσία ορίζει, όμως, σε κάποιες περιπτώσεις καταγράφονται και ενέργειες που δεν συμβαδίζουν με τους κανονισμούς. Από την τεχνοοικονομική ανάλυση των αγροτικών εκμεταλλεύσεων δεν προκύπτουν ενθαρρυντικά αποτελέσματα για την λειτουργία τους, παρόλο που οι καλλιεργητικές μέθοδοι που ακολουθούνται ταυτίζονται σε μεγάλο βαθμό με όσα προτείνονται. Συμπεραίνουμε, αρχικά, ότι είναι απαραίτητο για ένα βιώσιμο μέλλον όλοι οι εμπλεκόμενοι να λάβουν την απαιτούμενη εκπαίδευση σχετικά με τις ορθές πρακτικές φυτοπροστασίας, ώστε να είναι σε θέση να λαμβάνουν σωστές αποφάσεις. Σε ότι σχετίζεται με το κόστος παραγωγής του αγροτικού αγαθού απαιτείται η οικονομική ενίσχυση των αγροτών από την πολιτεία και η παροχή κινήτρων για εφαρμογή νέων πρακτικών καλλιέργειας, πιο σύγχρονων και πιο φιλικών προς το περιβάλλον. Έτσι, οι αγρότες θα συνεχίσουν να παράγουν και επιπλέον περισσότεροι νέοι θα στραφούν στον πρωτογενή τομέα, με αποτέλεσμα να ενισχυθεί η παραγωγή ποιοτικότερων προϊόντων για κατανάλωση.Summarization: Rice fields, for decades, have been one of the main crops of the Prefecture of Thessaloniki. They are located near protected areas, directly affected by water resources, and act as artificial seasonal wetlands contributing to balanced functioning of the ecosystem. However, the intensive agriculture has partly contributed to the environmental degradation that has been observed. This paper aims to investigate to what extent rice farmers apply the regulations and guidelines that the state has established for safe food production and consumer protection. It is also being investigated whether the cultivation methods affect the cost of production of the good and therefore the agricultural exploitation itself. For the implementation of this work, the quantitative and qualitative research methodology was chosen. Regarding the application of plant protection, the results do not deviate from the findings of corresponding research. The participants in their largest percentage follow what is written in the legislation, however, in some cases actions that do not conform to the rules are also recorded. There has not been encouraging results for the operation of the technoeconomic analysis of agricultural holdings despite the fact that the cultivation methods followed are largely identical to what is proposed. We conclude, firstly, that it is necessary for a sustainable future for everybody involved to receive the required training on correct plant protection practices, so that they are able to make the right decisions. Regarding the cost of production of the agricultural good, the financial support of the farmers is required from the state and providing incentives to implement new, more modern and environmentally friendlier farming practices. Thus farmers will continue to produce and in addition, more young people will turn to the primary sector, thereby enhancing the production of better quality products for consumption

Vulnerability analysis of frame structures using elastoplastic analysis

Περίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στους τρόπους εκτίμησης της τρωτότητας ενός κτιρίου, με έμφαση στην ελαστοπλαστική ανάλυση μέσω του προγράμματος MASTAN2. Το MASTAN2 επιτρέπει την εφαρμογή φορτίσεων στα δομικά στοιχεία μιας κατασκευής, ώστε να αξιολογηθεί η σεισμική συμπεριφορά και η αντοχή της σε οριακές συνθήκες. Με την ανάλυση αυτή, προσδιορίζονται οι τάσεις και οι παραμορφώσεις της κατασκευής, παρέχοντας μια πιο ακριβή εκτίμηση της ακαμψίας του κτιρίου, καθώς λαμβάνεται υπόψη η μη γραμμική συμπεριφορά των υλικών. Η ελαστοπλαστική ανάλυση είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στη σεισμική μηχανική, καθώς επιτρέπει την αξιολόγηση της απόδοσης των κτιρίων υπό διαφορετικές συνθήκες φόρτισης, κάτι κρίσιμο για το σχεδιασμό τους. Στην παρούσα εργασία η ανάλυση εφαρμόζεται σε ένα διώροφο κτίριο κατασκευασμένο πριν το 1985, το οποίο κατέρρευσε από τον σεισμό της Αχαΐας-Ηλείας στις 8 Ιουνίου 2008. Επιπλέον γίνεται προσπάθεια εκτίμησης της απόκρισης για διαφοροποιημένα στοιχεία. Με αυτόν τον τρόπο, η εργασία επιδιώκει να προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για την εκτίμηση της τρωτότητας υφιστάμενων κατασκευών μέσω ελαστοπλαστικών αναλύσεων, συμβάλλοντας στη βελτίωση της σεισμικής αντοχής και ασφάλειας των κατασκευών.Summarization: The present thesis focuses on methods for assessing the vulnerability of a building, with an emphasis on elastoplastic analysis using the MASTAN2 software. MASTAN2 allows the application of loads to the structural elements of a construction in order to evaluate its seismic behavior and strength under limit conditions. Through this analysis, the stresses and deformations of the construction are determined, providing a more accurate assessment of the building's stiffness, as the nonlinear behavior of the materials is taken into account. Elastoplastic analysis is particularly useful in seismic engineering because it allows for the evaluation of building performance under different loading conditions, which is critical for their design. In this study, the analysis is applied to a two-story building constructed before 1985, which collapsed during the Achaia-Ilia earthquake on June 8, 2008. Additionally, an effort is made to estimate the response for modified elements. In this way, the study aims to provide significant insights into assessing the vulnerability of existing structures through elastoplastic analyses, contributing to the improvement of seismic resistance and safety of constructions

Προσδιορισμός θέσης με χρήση φάσης χαμηλής ισχύος ετικετών Bluetooth με δέκτες πολλαπλών κεραιών και σύγκριση με την τεχνολογία RFID

Summarization: Localization technologies are essential for applications ranging from asset tracking to navigation systems. This study explores minimizing Bluetooth Low Energy (BLE) multi-antenna receivers (locators) to reduce energy consumption, hardware usage, and installation costs. It introduces a hyperbolic localization technique based on phase differences, using linear approximations of hyperbolas to calculate 3D direction of arrival (DoA) and estimate BLE tag positions. On a single locator, DoA estimation achieves a Mean Absolute Error (MAE) under 10° for azimuth and under 7° for elevation. However, a single locator cannot determine the tag's position due to system limitations. Therefore, the study explores using multiple locators. On multiple locators, the proposed localization method can enhance the prior art localization method, reducing the MAE of localization error by 10%. The work also compares Radio Frequency Identification (RFID) and BLE for tag localization accuracy under static conditions. While the hyperbolic localization technique is effective, it is sensitive to multipath noise. BLE's spatial and frequency diversity mitigate multipath issues, achieving a 3D localization MAE of 30 cm for the topology with high coverage and 80 cm for the topology with low coverage. In contrast, RFID, lacking such diversity, results in a 3D localization MAE of 1.2 m for the second topology. This comparison suggests developing new algorithms for consistent results across both technologies and the potential for merging BLE and RFID into a single tag to minimize energy consumption and enhance localization accuracy. To further minimize BLE locators, neural networks were employed. Recognizing BLE single position measurements as sequential data, Recurrent Neural Networks (RNNs) were utilized, achieving a 2D localization MAE of 30 cm with a single locator, a challenge unsolvable by deterministic methods.Περίληψη: Οι τεχνολογίες εντοπισμού είναι απαραίτητες για εφαρμογές που κυμαίνονται από την παρακολούθηση περιουσιακών στοιχείων έως τα συστήματα πλοήγησης. Η παρούσα εργασία εξετάζει την ελαχιστοποίηση των δεκτών πολλαπλών κεραιών (εντοπιστές) Bluetooth Low Energy (BLE) για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, της χρήσης υλικού και του κόστους εγκατάστασης. Εισάγει μια τεχνική εντοπισμού με υπερβολές βασισμένη σε διαφορές φάσης, χρησιμοποιώντας γραμμικές προσεγγίσεις υπερβολών για τον υπολογισμό της τρισδιάστατης κατεύθυνσης άφιξης (DoA) και την εκτίμηση των θέσεων των ετικετών BLE. Με έναν μόνο εντοπιστή, η εκτίμηση DoA επιτυγχάνει μέσο απόλυτο σφάλμα (MAE) κάτω από 10° για το αζιμούθιο και κάτω από 7° για την ανύψωση. Ωστόσο, ένας μόνο εντοπιστής δεν μπορεί να προσδιορίσει τη θέση της ετικέτας λόγω περιορισμών του συστήματος. Ως εκ τούτου, η εργασία διερευνά τη χρήση πολλαπλών εντοπιστών. Με πολλαπλούς εντοπιστές, η προτεινόμενη μέθοδος εντοπισμού μπορεί να βελτιώσει την υπάρχουσα μέθοδο εντοπισμού, μειώνοντας το MAE του σφάλματος εντοπισμού κατά 10%. Η εργασία συγκρίνει επίσης την αναγνώριση μέσω ραδιοσυχνοτήτων (RFID) και το BLE για την ακρίβεια εντοπισμού ετικετών υπό στατικές συνθήκες. Ενώ η τεχνική εντοπισμού με υπερβολές είναι αποτελεσματική, είναι ευαίσθητη στο θόρυβο πολλαπλών διαδρομών. Η χωρική και συχνοτική διαφοροποίηση του BLE μετριάζει τα προβλήματα πολλαπλών διαδρομών, επιτυγχάνοντας ένα ΜΑΕ τρισδιάστατου εντοπισμού θέσης 30 cm για την τοπολογία με υψηλή κάλυψη και 80 cm για την τοπολογία με χαμηλή κάλυψη. Αντίθετα, το RFID, που στερείται τέτοιας διαφοροποίησης, οδηγεί σε τρισδιάστατο MAE εντοπισμού θέσης 1,2 m για τη δεύτερη τοπολογία. Αυτή η σύγκριση υποδεικνύει την ανάπτυξη νέων αλγορίθμων για συνεπή αποτελέσματα και στις δύο τεχνολογίες και τη δυνατότητα συγχώνευσης των BLE και RFID σε μία μόνο ετικέτα για την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας και την ενίσχυση της ακρίβειας εντοπισμού. Για την περαιτέρω ελαχιστοποίηση των εντοπιστών BLE χρησιμοποιήθηκαν νευρωνικά δίκτυα. Αναγνωρίζοντας τις μετρήσεις μεμονωμένης θέσης BLE ως διαδοχικά δεδομένα, χρησιμοποιήθηκαν επαναλαμβανόμενα νευρωνικά δίκτυα (RNN), επιτυγχάνοντας ένα δισδιάστατο MAE εντοπισμού θέσης 30 cm με έναν μόνο εντοπιστή, μια πρόκληση που δεν επιλύεται με ντετερμινιστικές μεθόδους

Mineralogical-petrographic characterization and determination of physico-mechanical properties of marble samples from an active quarry of Kavala

Περίληψη: Στην εν λόγω διπλωματική εργασία έγινε προσδιορισμός των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων, ακολουθούμενο από τον ορυκτολογικό και πετρογραφικό χαρακτηρισμό των υπό μελέτη δειγμάτων μαρμάρου που εξορύσσονται από ένα ενεργό λατομείο της Περιφερειακής Ενότητας Καβάλας (ΠΕ Καβάλας), το οποίο ανήκει στην εταιρεία «ΑΦΟΙ ΔΕΡΜΙΤΖΑΚΗ Α.Β.Ε.Ε.». Προς την κατεύθυνση αυτήν ελήφθησαν αντιπροσωπευτικοί όγκοι μαρμάρου, από τους οποίους έγινε διαμόρφωση κυλινδρικών δοκιμίων διαφόρων μεγεθών για την εκτέλεση των εργαστηριακών μηχανικών δοκιμών (κάμψη, μονοαξονική θλίψη, έμμεσος εφελκυσμός) σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα. Επιπλέον, μελετήθηκε η ορυκτολογική και πετρογραφική σύσταση, καθορίστηκε η χημική ανάλυση και προσδιορίστηκαν οι φυσικές ιδιότητες, όπως η φαινόμενη πυκνότητα και το ενεργό πορώδες. Με βάση τις αναλύσεις αυτές το μάρμαρο χαρακτηρίζεται ως ασβεστιτικό με περιεκτικότητα ασβεστίτη 97 έως 99 % μέτριας έως καλής αντοχής (86 MPa) κατάλληλο για εξωτερικές επενδύσεις και δαπεδοστρώσεις.Summarization: In this thesis, the physical and mechanical properties were determined, followed by the mineralogical and petrographic characterization of marble samples extracted from an active quarry of the Regional Unit of Kavala (PE Kavala), which belongs to the company DERMITZAKI Bros. To this end, representative volumes of marble were taken from which cylindrical specimens of various sizes were formed for the performance of laboratory mechanical tests (bending, uniaxial compression, indirect tensile) in accordance with international standards. In addition, the mineralogical and petrographic composition was studied, chemical analysis was determined and physical properties such as apparent density and active porosity were determined. On the basis of these analyses the marble is characterized as calcareous with a calcite content of 97 to 99 % and a medium strength (86 MPa) suitable for external cladding and flooring

Public student residence : a proposal for the reuse of the former IKA Chania

Περίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά τον σχεδιασμό δημόσιων φοιτητικών εστιών σε ένα κτίριο υφιστάμενο, στην συμβολή των οδών Νεάρχου και Σολωμού, δίνοντας του έτσι χρήση μετά από δύο δεκαετίες. Σχεδιάζονται χώροι διαμονής φοιτητών, κάτι που εκλείπει από το κέντρο των Χανίων, χρήσεις, αθλητικές δομές και σημεία συνάντησης - δημόσιοι χώροι ανοιχτοί στην πόλη, δημιουργώντας μία κοινότητα σε πύκνωση. Σχεδιαστικές αρχές αποτελούν ο σχεδιασμός του κενού παράλληλα με το πλήρες, κάνοντας το κτίριο εξωστρεφές και η χαμηλού κόστους αποκατάσταση με φθηνά υλικά που δημιουργούν ένα εργονομικό κέλυφος. Η σύνθεση προτείνει την μεγαλύτερη ανάμειξη των φοιτητών με τις εστίες μέσω της διαχείρισης των χρήσεων, αλλά και με την δημιουργία ελευθέρων και ευέλικτων χώρων στο ισόγειο και στο δώμα

Spatial atmospheres: perception and experiental experience

Περίληψη: Η παρούσα εργασία ερευνά τον τρόπο με τον οποίο η έννοια της ατμόσφαιρας εφαρμόζεται στον τομέα της αρχιτεκτονικής, εξετάζοντας διάφορες αρχιτεκτονικές παραμέτρους και στοιχεία, τα οποία δεν περιορίζονται μόνο στην λειτουργική και τεχνική επίλυση μιας αρχιτεκτονικής σύνθεσης, αλλά αποσκοπούν στην δημιουργία μιας συνολικής εμπειρίας, στην δημιουργία ατμόσφαιρας. Η έρευνα μας χωρίζεται σε δύο μέρη. Το πρώτο ξεκινά με μία γενική προσέγγιση της έννοιας της ατμόσφαιρας. Στην συνέχεια, ερευνώνται οι αρχιτεκτονικές παράμετροι και στοιχεία που διαμορφώνουν την ατμόσφαιρα στον αρχιτεκτονικό χώρο και γίνεται αναφορά-ανάλυση επιλεγμένων παραδειγμάτων ατμοσφαιρικών χώρων. Στο δεύτερο μέρος, σκοπός μας ήταν αναγνωρίσουμε όλα εκείνα τα αρχιτεκτονικά στοιχεία και τις παραμέτρους, σε επιλεγμένα κτίρια που μας κέντρισαν το ενδιαφέρον, στην επίσκεψή μας στη Νέα Υόρκη και στο Τόκιο. Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στηρίζεται σε βιβλιογραφική έρευνα, μελέτη και παράθεση απόψεων και θέσεων φιλοσόφων, θεωρητικών, αρχιτεκτόνων και σε βιωματική έρευνα, αναφορά προσωπικών παρατηρήσεων.Summarization: The present study investigates the way with which the meaning of the atmosphere is applied to the field of architecture, examining different architectural aspects and elements, which they are not only restricted on the functional and technical resolution of an architectural composition, but they intend to the creation of a complete experience and the atmosphere creation as well. Our study is divided in two parts. The first part begins with a general approach of the atmosphere meaning. After that, the architectural aspects and elements which form the atmosphere in the architectural space are researched and furthermore a report and an analysis of the chosen examples of atmosphere spaces are made. In the second part our intention was to identify all these architectural elements and aspects on chosen buildings which captured our interest on our visit in New York and Tokyo. The methodology that we followed is based on bibliographic research, study and statements of philosopher’s and theoretical architect’s opinions, on experiential research and on reporting of personal observations.Presented on