Ανάπτυξη κατανεμημένου δικτύου ευφυών πρακτόρων υβριδικής νόησης, για την ανάλυση – παρακολούθηση περιβαλλοντικών προβλημάτων με σκοπό τη διαχείρισή τους σε πραγματικό χρόνο
Authors: Παπαλεωνίδας Αντώνιος 
Published: September 2021

Η διαδικασία ανάλυσης, παρακολούθησης και διαχείρισης πολύπλοκων περιβαλλοντικών προβλημάτων, έχει σε πλείστες όσες περιπτώσεις οδηγήσει στην μοντελοποίηση και στην ανάπτυξη σύνθετων, μονολιθικών συστημάτων αυστηρώς προσανατολισμένων σε μια συγκεκριμένη λογική αντιμετώπισης, με πολύ περιορισμένο πεδίο εφαρμογής. Κύριος λόγος της προσέγγισης αυτής είναι η πολυπλοκότητα και η μη γραμμικότητα των περιβαλλοντικών προβλημάτων η οποία απαιτεί την υιοθέτηση μεθόδων Ήπιας Υπολογιστικής. Σκοπός αυτής της διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη νέων αλγορίθμων και προτύπων υβριδικής προσέγγισης, μέσω των οποίων επιτυγχάνεται η σχεδίαση και υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου καινοτόμου ευφυούς πληροφοριακού συστήματος Υπολογιστικής Νοημοσύνης. Το εν λόγω σύστημα χρησιμοποιεί τεχνολογίες αιχμής και έχει τη δυνατότητα της μοντελοποίησης, ανάλυσης, παρακολούθησης και διαχείρισης σε πραγματικό χρόνο, μεγάλου εύρους σύνθετων περιβαλλοντικών προβλημάτων μέσα από μια αέναη αμφίδρομη διαδικασία. Το σύστημα τροποποιεί το περιβάλλον μέσω ενεργειών που αποφασίζει το ίδιο, αλλά στη συνέχεια και το περιβάλλον προσφέρει νέα ερεθίσματα που καθορίζουν την αναγκαιότητα νέων δράσεων από το σύστημα. Έτσι μέσω μιας αμφίδρομης τροφοδότησης, επιτυγχάνεται μια διαρκής παρακολούθηση και αντιμετώπιση σύγχρονων περιβαλλοντικών προβλημάτων σε πραγματικό χρόνο. Το αντικειμενοστραφές πολυπαραμετρικό σύστημα, αποτελείται από ένα ιδιαίτερα μεγάλο διαστρωματωμένο δίκτυο ανεξάρτητων ευφυών πρακτόρων υβριδικής νόησης. Οι πράκτορες αυτοί, καλούνται να δεχθούν από το περιβάλλον ποικίλα ερεθίσματα σε πραγματικό χρόνο, να υπολογίσουν και να επεξεργαστούν σύνθετα δεδομένα και παραμέτρους σε δεύτερο επίπεδο, να εφαρμόσουν πρότυπα Ασαφούς Λογικής προκειμένου να αντιληφθούν έννοιες του πραγματικού κόσμου και να δώσουν Μαθηματικό νόημα σε Λεκτικά. Τέλος καλούνται να επιλέξουν μέσα από ένα σύνθετο σύνολο κανόνων, δράσεις οι οποίες θα τροποποιήσουν το περιβάλλον στοχεύοντας στην επίλυση του εκάστοτε προβλήματος. Επιπλέον, ένα άλλο σύνολο πρακτόρων φροντίζει για τη διευκόλυνση της μοντελοποίησης του προβλήματος καθώς και για την ανάπτυξη και χρήση Συστάδων ανταγωνιστικών Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων τα οποία επιτυγχάνουν την πρόγνωση της εξέλιξης του φαινομένου ακόμα και σε περιπτώσεις μεγάλης απώλειας πρωτογενών δεδομένων. Τέλος σε ένα άλλο επίπεδο, βρίσκονται οι ευφυείς πράκτορες που ελέγχουν την ορθή λειτουργία του συστήματος και εγγυώνται την έγκαιρη διάγνωση πιθανών δυσλειτουργιών. Η κατανεμημένη και σπονδυλωτή δομή του συστήματος, σε συνδυασμό με την Βάση Δεδομένων που το πλαισιώνει, επιτρέπει την εύκολη διασύνδεση του με υπάρχοντα συστήματα ή/και την επέκταση του ώστε να καλύψει κάθε πιθανή ανάγκη και πρόβλημα.Η λειτουργικότητα και η αποτελεσματικότητα του συστήματος δοκιμάστηκε και ελέγχθηκε σε τρία ανεξάρτητα και διαφορετικής φύσης περιβαλλοντικά προβλήματα μέσα από δύο μεγάλα διακριτά ανταγωνιστικά Ερευνητικά προγράμματα ΕΣΠΑ (Συνεργασία) και (Ανάπτυξη Μικρομεσαίων Επιχειρήσεων). Η απρόσκοπτη λειτουργία του επιβεβαίωσε τη σχεδιαστική του αρτιότητα, την αποτελεσματικότητα του και τέλος το σημαντικότερο ίσως χαρακτηριστικό του που είναι η δυνατότητα να προσαρμόζεται ώστε να μπορεί να αξιοποιηθεί σε ένα θεωρητικά απεριόριστο αριθμό προβλημάτων.