Αλγόριθμος αναζήτησης του Κούκου για το πράσινο πρόβλημα χωροθέτησης εγκαταστάσεων και δρομολόγησης οχημάτων

Summarization: This thesis explores the application of the Cuckoo Search algorithm to the Location Routing Problem, a complex optimization challenge in logistics. The Location Routing Problem involves determining the optimal placement of facilities, such as warehouses or distribution centers, and designing the most efficient routes for capacitated vehicles to serve customers. The goal is to minimize operational costs, including the fixed costs of facility locations and the variable costs. The Cuckoo Search algorithm, inspired by the brood parasitism behavior of cuckoo birds, is a metaheuristic optimization technique known for efficiently exploring large and complex search spaces. In the context of the Location Routing Problem, the algorithm generates and iteratively improves candidate solutions by mimicking the natural process of laying eggs in the nests of other birds, allowing for a robust search for optimal solutions. This research implements the Cuckoo Search algorithm across 18 different datasets, each representing a unique logistics scenario, to demonstrate its effectiveness in solving the Location Routing Problem. This thesis provides insights into how the Cuckoo Search algorithm can be applied to optimize logistics operations.Περίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει την εφαρμογή του Αλγορίθμου Αναζήτησης Κούκου (Cuckoo Search) στο Πρόβλημα Χωροθέτησης Εγκαταστάσεων και Δρομολόγησης Οχημάτων (Location Routing Problem), ένα σύνθετο πρόβλημα βελτιστοποίησης στη διοίκηση εφοδιαστικής αλυσίδας. Το Πρόβλημα Χωροθέτησης Εγκαταστάσεων και Δρομολόγησης Οχημάτων (Location Routing Problem) αφορά τον προσδιορισμό των βέλτιστων θέσεων εγκαταστάσεων, όπως αποθήκες ή κέντρα διανομής, και τον σχεδιασμό των πιο αποδοτικών δρομολογίων για οχήματα με περιορισμένη χωρητικότητα, προκειμένου να εξυπηρετηθούν οι πελάτες. Ο στόχος είναι η ελαχιστοποίηση του συνολικού λειτουργικού κόστους, το οποίο περιλαμβάνει τόσο τα πάγια κόστη των εγκαταστάσεων όσο και τα μεταβλητά κόστη. Ο αλγόριθμος Αναζήτησης Κούκου, εμπνευσμένος από τη συμπεριφορά παρασιτισμού των αυγών των πουλιών κούκου, είναι μια μεθευρετική τεχνική βελτιστοποίησης, γνωστή για την ικανότητά της να εξερευνά μεγάλους και πολύπλοκους χώρους αναζήτησης. Στο πλαίσιο του Πρoβλήματος Χωροθέτησης Εγκαταστάσεων και Δρομολόγησης Οχημάτων, ο αλγόριθμος Αναζήτησης Κούκου παράγει και βελτιώνει επαναληπτικά υποψήφιες λύσεις, μιμούμενος τη φυσική διαδικασία τοποθέτησης των αυγών στη φωλιά άλλων πουλιών, επιτρέποντας έτσι μια ισχυρή αναζήτηση για βέλτιστες λύσεις. Η παρούσα έρευνα εφαρμόζει τον αλγόριθμο Αναζήτησης Κούκου σε 18 διαφορετικά σύνολα δεδομένων, καθένα από τα οποία αντιπροσωπεύει ένα μοναδικό σενάριο, προκειμένου να καταδείξει την αποτελεσματικότητά του στην επίλυση του Πρoβλήματος Χωροθέτησης Εγκαταστάσεων και Δρομολόγησης Οχημάτων. Η διπλωματική αυτή παρέχει πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο ο αλγόριθμος Αναζήτησης Κούκου μπορεί να εφαρμοστεί για τη βελτιστοποίηση των λειτουργιών της εφοδιαστικής αλυσίδας

Computational simulation of tensions and of deformations in aortic walls with a purpose of assessing the risks of aneurysm

Περίληψη: Η παρούσα εργασία αντλεί την θεματολογία της από την επιστήμη της εμβιομηχανικής, δηλαδή την επιστήμη που συνδυάζει την μηχανική με την ιατρική. Σε αυτή, προσομοιώνεται τμήμα μιας ανθρώπινης αορτής που έχει υποστεί θρόμβο και διερευνάται το πως επηρεάζεται το τοίχωμα της αρτηρίας στην εμφάνιση του φαινομένου. Η αορτή είναι μια δομή του οργανισμού, σε σχήμα σωλήνα που έχει ως ρόλο να μεταφέρει το αίμα σε κάθε όργανο και να το επαναφέρει σε αυτό κυκλοφορώντας το. Επίσης μέσω των αρτηριών μεταφέρεται το απαραίτητο οξυγόνο, οι ορμόνες και τα θρεπτικά συστατικά που είναι απαραίτητα για την επιβίωση του ανθρώπινου οργανισμού. Με την έννοια του θρόμβου, εννοούμε την απόφραξη κάποιας αρτηρίας από μια χαμηλής πυκνότητας λιποπροτεινική χοληστερίνη. Στο παρόν μοντέλο που αναπτύσσουμε, το τμήμα της αορτής έχει μία είσοδο και δύο εξόδους του αίματος οι οποίες ορίζονται από ένα κέλυφος. Η προσομοίωση έγινε με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων και το λογισμικό που χρησιμοποιήσαμε είναι το COMSOL, που χρησιμοποιεί για τους υπολογισμούς την παραπάνω αριθμητική μέθοδο. Οι αορτές δεν κατασκευάστηκαν στο ίδιο το πρόγραμμα, αλλά αποτελούν πραγματικές προσομοιώσεις από μαγνητικές τομογραφίες ασθενών με θρόμβο που τις εισάγουμε στο λογισμικό μετά από κατάλληλη επεξεργασία των μαγνητικών τομογραφιών. Συνολικά, προσομοιώθηκαν τρία μοντέλα τμήματος αορτής όπου μια ροή αίματος διακλαδίζεται σε δύο επιμέρους ροές. Για τον σχεδιασμό στην υπολογιστική άσκηση θεωρήσαμε το μοντέλο του γραμμικού ελαστικού ισότροπου υλικού. Προσομοιώσαμε συνολικά τρία τμήματα αορτής από διαφορετικούς ασθενείς και κατόπιν συγκρίναμε το πεδίο των τάσεων και των παραμορφώσεων των αρτηριών με θρόμβο με μια πρότυπο υγιή αρτηρία, για να διαπιστώσουμε τις τι συμβαίνει στα τοιχώματα των αρτηριών όταν στο εσωτερικό τους δημιουργείται θρόμβος. Στόχος είναι η όσο το δυνατόν ρεαλιστική προσομοίωση των αρτηριών που έχουν θρόμβους, ο υπολογισμών των τάσεων και παραμορφώσεων της αρτηρίας και η σύγκριση με την κατάσταση σε υγιή αρτηρία ώστε να διατυπώσουμε ένα εργαλείο έγκαιρης διαχείρισης της ασθένειας.Summarization: The present work belongs to the field of bioengineering, a science which combines engineering with biology. In our thesis, a section of a human aorta that has suffered an aneurysm (clot) is simulated. We investigate how the artery wall is affected in the occurrence of the phenomenon. The aorta is a tube-shaped structure of the body whose role is to carry blood to each organ and return it to it by circulating it. The oxygen, hormones and nutrients necessary for the survival of the human body are also transported through arteries. By thrombus, we mean the blockage of an artery by low-density lipoprotein cholesterol. In our model, the aorta segment has one blood inlet and two blood outlets defined by a shell. The simulation was carried out in COMSOL software which uses the finite element method for calculations. The aortas were not built in the program itself but are actual simulations from MRIs of patients with thrombus that we import into the software. In total, we simulate three models of an aorta segment. In these models, blood flow bifurcates into two sub flows. For the design in the computational exercise, we considered the linear isotropic elastic material model. We simulated a total of three aorta-clog segments from different patients and then compared the stress and strains in arteries with a healthy artery to see what happens to the walls of the arteries when a clot forms inside them. The target is to simulate as realistically as possible the arteries that have aneurysms, to calculate the stresses and deformations of the artery. Comparing the results with the healthy artery may lead to formulating a tool for estimation of rupture and eventually suitable early treatment ofthe disease

The relationship between quality management practices and innovation: The case of European pharmaceutical and plant protection industry

Περίληψη: Η διαχείριση ποιότητας σχετίζεται εγγενώς με την καινοτομία ενώ και οι δύο έννοιες φαίνεται να επιδρούν σημαντικά στην επίδοση μιας επιχείρησης, εστιάζοντας στην υιοθέτηση της στρατηγικής «προσανατολισμού στον πελάτη». Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της σχέσης μεταξύ της εφαρμογής πρακτικών διαχείρισης ποιότητας και της καινοτομίας στους δύο κλάδους της φαρμακευτικής βιομηχανίας και της φυτοπροστασίας της Ευρώπης. Σήμερα οι προαναφερθείσες εταιρίες προσφέρουν ποιοτικά προϊόντα με στόχο την ενίσχυση της ανταγωνιστικότητας τους, ενώ καθοριστικός παράγοντας στην ανάπτυξη των προϊόντων τους αποτελεί η εναρμόνιση με τις σχετικές Ρυθμιστικές Αρχές και η τήρηση των εκάστοτε προδιαγραφών. Αντίστοιχα, τα τελευταία χρόνια αυτοί οι οργανισμοί επενδύουν σημαντικά στην έρευνα και ανάπτυξη, ενώ εστιάζουν στην ενίσχυση των καινοτόμων δραστηριοτήτων τους (καινοτομία προϊόντος, διαδικασίας, μάρκετινγκ και οργανωσιακή καινοτομία). Αναφορικά με την μεθοδολογία της εργασίας, αρχικά θα διεξαχθεί ποσοτική έρευνα με χρήση ερωτηματολογίων που θα σταλούν σε εταιρίες των δύο αυτών κλάδων που εδρεύουν στην Ευρώπη. Έπειτα από την συλλογή δεδομένων και στο στάδιο της ανάλυσης θα αξιοποιηθούν μέθοδοι πολυκριτήριας ανάλυσης αποφάσεων για την λήψη των αποτελεσμάτων και την εξαγωγή συμπερασμάτων

Solving the routing problem of a collaborative fleet of ground and unmanned aerial vehicles for package delivery

Περίληψη: Στην παρούσα εργασία εξετάζεται το πρόβλημα της δρομολόγησης συνεργατικού στόλου επίγειων και μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (UAVs ή drones), το οποίο έχει διαμορφωθεί ως μια παραλλαγή του προβλήματος δρομολόγησης δύο επιπέδων με περιορισμούς χωρητικότητας και χρόνου. Αρχικά, παρουσιάζονται βασικές έννοιες, όπως η εφοδιαστική αλυσίδα, τα προβλήματα δρομολόγησης και οι μεθευρετικοί αλγόριθμοι, προκειμένου να εδραιωθεί το θεωρητικό υπόβαθρο της μελέτης. Στη συνέχεια, παρατίθενται λεπτομέρειες για το υπό εξέταση πρόβλημα, όπως οι παραδοχές του, η μαθηματική του μοντελοποίηση, καθώς και αναφορές στη σχετική βιβλιογραφία που αφορά την ενσωμάτωση μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων στην εφοδιαστική αλυσίδα. Παρουσιάζεται, επίσης, η στρατηγική επίλυσης του προβλήματος, συνοδευόμενη από τον κώδικα του υλοποιημένου αλγορίθμου. Ακολουθεί η ανάλυση των αποτελεσμάτων και η διαδικασία επιλογής των κατάλληλων παραμέτρων για τη βελτιστοποίηση του αλγορίθμου. Στο τέλος, διερευνάται η απόδοση μοντέλων μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων διαφόρων κατασκευαστών, καθώς και ενός συμβατικού συστήματος διανομής, σε ένα ρεαλιστικό σενάριο παραδόσεων μιας μικρής πόλης, με σκοπό τη συγκριτική αξιολόγηση της αποδοτικότητάς τους.Summarization: This thesis aims to study a collaborative routing model for ground electric vehicles and unmanned aerial vehicles (drones) within the context of package delivery. This approach is aimed at transporting goods in a way that is both more efficient and ecologically sustainable, responding to the contemporary need to reduce atmospheric pollution. The proposed model defines the interaction between ground and aerial vehicles as follows: Ground vehicles will act as bases from which drones will be launched from designated parking spots. Subsequently, the drones will distribute the packages directly to neighboring recipients, avoiding the need to move over long distances (which is one of their main limitations), thus providing an efficient solution for delivery. The reduced energy consumption is mainly achieved because the drones carry smaller loads compared to a more conventional model with exclusive use of ground vehicles, which are heavier and transport almost all the packages over long distances. The thesis will focus on the development of an evolutionary algorithm that will take as parameters the data of the vehicle stopping points, the location and demand of the customers, as well as the ranges and capacity limits of the transport means, in order to propose an optimal route with the lowest possible energy consumption

The impact of ESG criteria on corporate financial performance

Περίληψη: Σε έναν καιρό κοινωνικής, περιβαλλοντικής, αλλά και οικονομικής κρίσης, μία σύγχρονη επιχειρηματική οντότητα για να επιβιώσει, οφείλει να προσαρμοστεί στις εκάστοτε υπάρχουσες συνθήκες και να αναθεωρήσει την παραδοσιακή αντίληψη σχετικά με τον τρόπο επιδίωξης κέρδους. Έτσι, οι οικονομικοί οργανισμοί προσπαθούν να διαφοροποιηθούν, στηρίζοντας στρατηγικές αποφάσεις που έχουν ως στόχο την κοινωνική ευημερία. Οι επιχειρήσεις καλούνται να αποδείξουν έμπρακτα την κοινωνική τους ευθύνη, στρέφοντας το επενδυτικό τους ενδιαφέρον προς την βιώσιμη ανάπτυξη μέσω της υιοθέτησης Κοινωνικά Υπεύθυνων Επενδύσεων. Εκτιμώντας καλύτερα την θέση τους στο εξωτερικό περιβάλλον, οι επιχειρήσεις έχουν την ευκαιρία να βελτιώσουν την εικόνα τους προς τα ενδιαφερόμενα μέρη, αυξάνοντας την ανταγωνιστικότητα τους αλλά και την μελλοντική τους επίδοση. Σκοπός της διατριβής είναι η διερεύνηση της σχέσης της χρηματοοικονομικής αποδοτικότητας με τις διαστάσεις της Κοινωνικά Υπεύθυνης Επένδυσης μέσω των πυλώνων ESG (Environmental, Social, Governance). Ειδικότερα, η εργασία θα μελετήσει την σημασία της ενσωμάτωσης της βιωσιμότητας στην εταιρική κουλτούρα με την υιοθέτηση κριτηρίων ESG και θα εξετάσει, μέσω βιβλιογραφικής ανάλυσης, αν με την χρήση τους μπορεί να επιτευχθεί αύξηση των κερδών των επιχειρήσεων. Η διαμόρφωση των ενοτήτων γίνεται ως εξής: Αρχικά πραγματοποιείται μία αναφορά για την έννοια της Εταιρικής Κοινωνικής Ευθύνης των οικονομικών οργανισμών. Έπειτα στο 2ο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα κριτήρια και οι πρακτικές ESG. Στο 3ο κεφάλαιο γίνεται η βιβλιογραφική ανασκόπηση ερευνών, ώστε να διαπιστωθεί σε τι βαθμό οι ESG δραστηριότητες επηρεάζουν την χρηματοοικονομική απόδοση των επιχειρήσεων. Τέλος γίνεται μία αναφορά των βασικών συμπερασμάτων και καταγράφονται μελλοντικές προτάσεις έρευνας

Artificial intelligence applications in autonomous robotic vehicles

Περίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τις εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης, και συγκεκριμένα των Μεγάλων Γλωσσικών Μοντέλων (Large Language Models - LLMs), σε αυτόνομα ρομποτικά συστήματα στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης. Στόχος της εργασίας είναι η ενίσχυση των ικανοτήτων των ρομπότ στην κατανόηση της φυσικής γλώσσας και την αυτονομία και η βελτίωση της αλληλεπίδρασης μεταξύ ρομπότ και ανθρώπων. Η ενσωμάτωση των LLMs σε ρομποτικά συστήματα έχει επιφέρει σημαντικές βελτιώσεις στην αυτονομία και τη λειτουργικότητα των ρομπότ, επιτρέποντας πιο φυσική αλληλεπίδραση με τους ασθενείς και το ιατρικό προσωπικό. Η εργασία παρουσιάζει την αρχιτεκτονική των LLMs και τις βασικές τεχνολογίες που τα υποστηρίζουν, όπως η βαθιά μάθηση και τα νευρωνικά δίκτυα, ενώ εξετάζει τις τεχνικές ενσωμάτωσής τους σε ρομποτικά συστήματα. Συγκεκριμένα, διερευνώνται εφαρμογές των LLMs στη διάγνωση και θεραπεία, στη ρομποτική χειρουργική, στην ψυχική υποστήριξη και στην αυτοματοποίηση των υποστηρικτικών υπηρεσιών υγείας. Επιπλέον, αναλύονται οι τεχνολογικοί περιορισμοί, οι ηθικές ανησυχίες και οι προκλήσεις ασφαλείας που σχετίζονται με τη χρήση αυτών των τεχνολογιών. Τέλος, η εργασία εξετάζει τις μελλοντικές προοπτικές των LLMs στη ρομποτική, αναδεικνύοντας τις δυνατότητες περαιτέρω βελτίωσης και τις νέες εφαρμογές που αναμένεται να διαμορφώσουν τον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης.Summarization: This thesis investigates the applications of artificial intelligence, specifically Large Language Models (LLMs), in autonomous robotic systems within the healthcare sector. The primary objective of this study is to enhance robots' capabilities in natural language understanding and autonomy, as well as to improve human-robot interaction. The integration of LLMs into robotic systems has led to significant advancements in the autonomy and functionality of robots, enabling more natural interactions with patients and medical staff. The thesis presents the architecture of LLMs and the core technologies that support them, such as deep learning and neural networks, while examining techniques for integrating these models into robotic systems. Specifically, it explores LLM applications in diagnosis and treatment, robotic surgery, mental health support, and the automation of healthcare support services. Furthermore, the study analyzes technological limitations, ethical concerns, and security challenges associated with the use of these technologies. Finally, the thesis examines the prospects of LLMs in robotics, highlighting potential improvements and new applications expected to shape the healthcare sector

Διερεύνηση συνθηκών παραγωγής μικρο-νανο βιοεξανθρακωμάτων από λυματολάσπη

Περίληψη: Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνήθηκαν οι συνθήκες παραγωγής μίκρο – νάνο βιοεξανθρακωμάτων από λυματολάσπη. Η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων του βιοεξανθρακώματος στη μίκρο – νάνο κλίμακα είναι μία αποτελεσματική προσέγγιση που μπορεί να βελτιώσει το πορώδες, την ειδική επιφάνεια και άλλες ιδιότητες των σωματιδίων, αναβαθμίζοντας το σε υλικό υψηλής ποιότητας, το λεγόμενο νάνο-βιοεξανθράκωμα. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε λυματολάσπη η οποία λήφθηκε από την Δημοτική Επιχείρηση Ύδρευσης Αποχέτευσης Χανίων (Κρήτη). Στη μονάδα αυτή τα αστικά λύματα υφίστανται δευτεροβάθμια επεξεργασία με το σύστημα ενεργού ιλύος, ενώ η επεξεργασία της ιλύος γίνεται με αναερόβια χώνευση και αφυδάτωση μέσω ται-νιών-φίλτρων-πρεσών. Στην παρούσα πειραματική μελέτη η αφυδατωμένη ιλύς ξηράνθη-κε σε φούρνο στους 105°C για 24 h, στην συνέχεια λειοτριβήθηκε, κοσκινίστηκε και απο-θηκεύτηκε σε αεροστεγή πλαστική σακούλα. Τα δείγματα βιοεξανθρακώματος παρα-σκευάστηκαν μέσω της διαδικασίας πυρόλυσης σε προκαθορισμένες θερμοκρασίες (300°C, 400°C, 500°C και 600°C) και για δύο διαφορετικούς χρόνους παραμονής, 1 h και 3 h. Ακολούθως, πραγματοποιήθηκε συνδυασμός ξηρής και υγρής λειοτρίβησης των παραγόμενων βιοεξανθρακωμάτων για χρονικά διαστήματα 30 min, 1 h, 2 h, 4 h και 12 h. Τέλος, μελετήθηκε η μεταβολή του μεγέθους της ειδικής επιφάνειας των βιοεξανθρακω-μάτων, του pH τους, της αγωγιμότητα τους, του μεγέθους d90, συναρτήσει της θερμοκρασίας πυρόλυσης, του χρόνου παραμονής τους στον φούρνο πυρόλυσης και του χρόνου υγρής λειοτρίβησης τους. Με βάση τα πειραματικά αποτελέσματα διαπιστώθηκε αισθητή μείωση της κοκκομετρίας των βιοεξανθρακωμάτων με την αύξηση της θερμοκρασίας πυρόλυσης και του χρόνου υγρής λειοτρίβησης. Μικρότερο μέγεθος τεμαχιδίων, 1,93 μm και 1,78 μm αντίστοιχα, παρατηρήθηκε στα βιοεξανθρακώματα που προέκυψαν στην θερμοκρασία των 300 °C για χρόνο παραμονής 1 h και 3 h και για χρόνο υγρής λειοτρίβησης 12 h. Αξιοσημείωτη είναι η αύξηση της ειδικής επιφάνειας των δειγμάτων για χρόνο παραμονής στην θερμοκρασία πυρόλυσης 1 h σε όλες τις θερμοκρασίες (300°C, 400°C και 500°C) που εξετάστηκαν. Η τιμή της αρχικής ειδικής επιφάνειας στην θερμοκρασία των 500°C, από 50,3 m2/g, έφτασε 91 m2/g μετά από 12 h υγρής λειοτρίβησης. Επίσης, ενδιαφέρον παρατηρείται στις τιμές του pH οι οποίες είναι αλκαλικές σε όλες τις θερμοκρασίες πυρόλυσης και αυξάνονται με την άνοδο της

Legacy architecture Presidential architectural, urban and social initiatives in 20th and 21st century France

Σκοπός αυτής της ερευνητικής εργασίας είναι η διερεύνηση του συσχετισμού της πολιτικής, της πόλης και της αρχιτεκτονικής από τα τέλη του 'Α παγκοσμίου πολέμου μέχρι σήμερα στη Γαλλία, και συγκεκριμένα η διερεύνηση του ρόλου της αρχιτεκτονικής ως όχημα πολιτικής επικοινωνίας των Γάλλων Προέδρων της Δημοκρατίας με το αίτημα της υστεροφημίας τους εξόχως ορατό.Περίληψη: Αντικείμενο της εργασίας είναι κτήρια στο Παρίσι που κτίστηκαν ως οράματα Γάλλων προέδρων της Δημοκρατίας από το 1969 έως και τις μέρες μας με σκοπό την πολιτική επικοινωνία και την υστεροφημία τους. Για τον σκοπό αυτό μελετήθηκαν 16 κτήρια, οράματα 6 προέδρων της Τρίτης Γαλλικής Δημοκρατίας.Presented on

Κινητική αποδόμησης πλαστικών σφαιριδίων στο θαλάσσιο περιβάλλον

Περίληψη: Η βιομηχανία του πλαστικού αποτελεί μια από τις ταχύτατα αναπτυσσόμενες βιομηχανίες του κόσμου. Όσες ευκολίες και αν έχει προσφέρει η χρήση των προϊόντων της στην καθημερινότητα , η ανεξέλεγκτη παραγωγή, διάθεση και κακοδιαχείρισή τους, εγείρει καταστροφικούς κινδύνους. Η φιλοσοφία κατασκευής των πλαστικών, βασίζεται εξ αρχής στην μέγιστη δυνατή ανθεκτικότητα και την ελαφρότητα τους, με αποτέλεσμα την αφθαρσία τους. Οι ιδιότητές τους αυτές διευκολύνουν την μεταφορά και παραμονή τους στο θαλάσσιο περιβάλλον όπου και καταλήγουν. Εκεί εκτίθενται σε πολλούς παράγοντες οι οποίοι συμβάλλουν στην θραύση τους, τη δημιουργία μικροπλαστικών και νανοπλαστικών, και στη σταδιακή περαιτέρω αποδόμηση τους. Τα πλαστικά μικρότερων μεγεθών αποτελούν ακόμη μεγαλύτερη απειλή για τα οικοσυστήματα καθώς λόγω του μεγέθους τους, είναι ιδιαίτερα εύκολο να μεταφερθούν, να προσληφθούν από οργανισμούς και να εισχωρήσουν στην τροφική αλυσίδα. Ως εκ τούτου, η ερευνητική κοινότητα εστιάζει όλο και περισσότερο στις διεργασίες που επιφέρουν τη γήρανση και τους πολύπλοκους μηχανισμούς της αποδόμησης τους, σε μια έμπρακτη προσπάθεια της προηγμένης επιστήμης, να συμβάλλει στην ανάκτηση των αξιών που προάγουν τη ζωή. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, έγιναν προσπάθειες μελέτης των κινητικών που ακολουθούνται κατά τη διάρκεια φωτο- και βιοαποδόμησης πλαστικών σφαιριδίων, καθώς αυτές συνιστούν δύο από τις κυριότερες διεργασίες, στις οποίες υπόκεινται τα πλαστικά στα υδάτινα οικοσυστήματα. O στόχος της, εκτός από τη μελέτη των μηχανισμών, αφορούσε και στο να δημιουργηθεί ένα προτεινόμενο μοντέλο πρόβλεψης του ρυθμού αποδόμησης τους. Στο πείραμα, του οποίου τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν, μικροσφαιρίδια (pellets) πολυαιθυλαίνιου υψηλής πυκνότητας (HDPE) και πολυπροπυλένιου (PP) εκτέθηκαν σε συνθήκες φυσικής γήρανσης εντός ενυδρείων και για διάρκεια έξι μηνών. Προκειμένου να μελετηθούν οι κινητικές αποδόμησης, εφαρμόστηκαν έξι σετ εξισώσεων συμπεριλαμβανομένου του νόμου του Schwarzchild, της κινητικής Monod, σιγμοειδών εξισώσεων και κινητικών πρώτης τάξης. Σύμφωνα με τις παραπάνω εξισώσεις, επιχειρήθηκε η προσαρμογή των δεδομένων ακτινοβολίας, της ακτίνας των σφαιριδίων και του καρβονυλικού δείκτη (carbonyl index – CI). Η συλλογιστική που ακολουθήθηκε βασίστηκε στη μέθοδο δοκιμής και σφάλματος (trial and error method), τροποποιώντας και αντικαθιστώντας τις εξισώσεις ή και τις παραμέτρους σε κάθε προσπάθεια προσαρμογής, προκειμένου να πλησιαστεί το επιθυμητό αποτέλεσμα. Ο βαθμός πολυπλοκότητας, το πλήθος των δεδομένων, οι βαθμοί ελευθερίας και οι παραδοχές, είναι οι δυνητικοί παράγοντες που επηρέασαν τις συνεχείς μας προσπάθειες. Δυστυχώς ως αποτέλεσμα, δεν επετεύχθη η ζητούμενη σύγκλιση σε καμία από τις δοκιμές. Η κατεύθυνση που ακολουθήθηκε θεωρούμε, ωστόσο, πως είναι σωστή, εφόσον εστιάζει στη μελέτη των διεργασιών φωτοαποδόμησης και βιοαποδόμησης, οι οποίες δρουν παράλληλα στο περιβάλλον και επηρεάζουν άμεσα η μια το ρυθμό της άλλης. Θεωρούμε, επιπλέον, ότι εκτός από τα χρήσιμα συμπεράσματα που εξήχθησαν, προέκυψαν και αξιόλογες προτάσεις ως προς την ευρύτερη διερεύνηση και κυρίως την αναζήτηση καταλληλότερων μεθόδων.Summarization: The plastics industry is one of the fastest-growing industries in the world. No matter how much convenience the use of its products in everyday life has brought, their uncontrolled production, disposal and mismanagement pose catastrophic risks. The manufacturing philosophy of plastics is based from the outset on their maximum durability and lightness, resulting in their indestructibility. These properties make it easier for them to be transported and remain in the marine environment where they end up. There, they are exposed to many factors that contribute to their breakage, the formation of microplastics and nanoplastics, along with their gradual further degradation. Smaller plastics pose an even greater threat to ecosystems as their size makes them particularly easy to transport, be ingested by organisms, and enter the food chain. As a result, the research community is increasingly focusing on the aging processes and the complex mechanisms of their degradation, in a practical attempt by advanced science to contribute to the recovery of life-promoting values. In this thesis, attempts were made to study the kinetics that are being followed during the photodegradation and biodegradation of plastic pellets, as these constitute two of the main processes to which plastics are subjected in aquatic ecosystems. Apart from studying the mechanisms, it aimed to create a proposed model to predict the degradation rate. In the experiment whose data were used, pellets of high-density polyethylene (HDPE) and polypropylene (PP) were exposed to natural aging conditions in aquariums for six months. In order to study the degradation kinetics, six sets of equations including Schwarzschild’s law, Monod kinetics, sigmoid equations, and first-order kinetics were applied. According to the above equations, an attempt was made to fit the radiation data, the radius of the pellets and the carbonyl index (CI). The reasoning followed was based on the trial-and-error method, modifying and replacing the equations and/or parameters in each fitting attempt to approach the desired result. The degree of complexity, the amount of data, the degrees of freedom and the necessary assumptions are the potential factors influencing our continuous efforts. Unfortunately, as a result, the desired convergence was not achieved in any of the tests. We believe, however, that the direction taken was right since it focuses on the study of photodegradation and biodegradation processes, which act in parallel in the environment and directly influence the rate of each other. Moreover, we believe that, apart from the useful conclusions drawn, there were also valuable suggestions for wider investigation and, above all, for the search for more appropriate methods

Virtual Blue spaces: A framework for enhancing well-being in isolated and extreme environments

Περίληψη: Η παρούσα εργασία διερευνά τον αντίκτυπο της απομόνωσης και του εγκλεισμού στην ανθρώπινη υγεία, με ιδιαίτερη έμφαση στις ψυχολογικές και φυσιολογικές επιπτώσεις. Εξετάζουμε τον ρόλο της φύσης στην υποστήριξη της ανθρώπινης ευεξίας, τονίζοντας τη σημασία των «μπλε» χώρων - περιβαλλόντων με βάση το νερό που παρέχουν μοναδικά οφέλη για την υγεία σε σύγκριση με άλλα φυσικά στοιχεία. Αναγνωρίζοντας τις προκλήσεις που υπάρχουν στα ακραία περιβάλλοντα, όπου η άμεση πρόσβαση στη φύση είναι περιορισμένη, αξιολογούνται οι δυνατότητες των τεχνολογιών μικτής πραγματικότητας για την προσομοίωση φυσικών περιβαλλόντων ως στρατηγική μετριασμού των επιπτώσεων. Με την ενσωμάτωση της εικονικής φύσης σε περιορισμένους χώρους, οι τεχνολογίες μικτής πραγματικότητας προσφέρουν ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο για την ανακούφιση από το άγχος και τη βελτίωση της συνολικής ψυχικής υγείας σε απομονωμένα περιβάλλοντα. Μέσω μιας ανασκόπησης των υφιστάμενων εφαρμογών μικτής πραγματικότητας σε ακραία περιβάλλοντα, αξιολογείται η αποτελεσματικότητα αυτών των εικονικών παρεμβάσεων και παρέχεται μια συγκριτική ανάλυση της εικονικής πραγματικότητας και της μικτής πραγματικότητας. Τέλος, προτείνεται ένα πλαίσιο για τον σχεδιασμό μιας πειραματικής διαδικασίας με στόχο την αξιολόγηση των χωρικών και ψυχολογικών επιδράσεων των παρεμβάσεων μικτής πραγματικότητας σε ακραία και απομονωμένα περιβάλλοντα. Η παρούσα εργασία αναδεικνύει τις δυνατότητες της εικονικής φύσης ως θεραπευτική εναλλακτική λύση στην έκθεση στην πραγματική φύση και παρέχει πληροφορίες για τον σχεδιασμό χώρων που δίνουν προτεραιότητα στην ψυχολογική ανθεκτικότητα και ευημερία των ατόμων σε συνθήκες απομόνωσης και ακραία περιβάλλοντα.Summarization: This research thesis explores the impact of isolation and confinement on human health, with a particular focus on the psychological and physiological effects. We examine the role of nature in supporting human well-being, highlighting the importance of “blue spaces”- water-based environments that provide unique health benefits compared to other natural elements. Recognizing the challenges that exist in extreme environments where direct access to nature is limited, we evaluate the potential of mixed reality technologies to simulate natural environments as a mitigation strategy. By integrating virtual nature into confined spaces, mixed reality technologies offer a promising tool for relieving stress and improving overall mental health in isolated environments. Through a review of existing mixed reality applications in extreme environments, we evaluate the effectiveness of these virtual interventions and provide a comparative analysis of virtual reality and mixed reality. Finally, we propose a framework for designing an experimental process to evaluate the spatial and psychological effects of mixed reality interventions in extreme environments. This research highlights the potential of virtual nature as a restorative alternative to real-world exposure to nature, and provides insights for designing supportive habitats that prioritize psychological resilience and well-being for individuals in isolation and extreme environments.Presented on