ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ

ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

 

ΠΤΥΧΙΑΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ

στο χώρο της Τεχνητής Νοημοσύνης

 

Υπεύθυνος: Ρεφανίδης Γιάννης

Πληροφορίες: Γραφείο 225

 

Τελευταία ενημέρωση: 13 Σεπτεμβρίου 2009

 

 

1.      Ανάπτυξη εφαρμογής ευφυούς ηλεκτρονικού ημερολογίου με τεχνολογία AJAX

 

Η εργασία αυτή αφορά την επανα-υλοποίηση της εφαρμογής SelfPlanner (http://selfplanner.uom.gr) με τεχνολογίες AJAX (asynchronous JavaScript and XML). Η τρέχουσα έκδοση του συστήματος SelfPlanner βασίζεται σε JAVA applications για τον server και Java applets για τον client, γεγονός που δημιουργεί διάφορους περιορισμούς στις δυνατότητές της λόγω των εγγενών περιορισμών των applets. Με τις τεχνολογίες AJAX οι εφαρμογές ιστού (web applications) μπορούν να λαμβάνουν δεδομένα από τον server ασύγχρονα στο υπόβαθρο, χωρίς να υπάρχει αλληλεπίδραση με την εμφάνιση και τη συμπεριφορά της ιστοσελίδας. Η χρήση των τεχνολογιών AJAX έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη ιστοτόπων με αυξημένη διαδραστικότητα και υπηρεσίες ιστού καλύτερης ποιότητας. Στη συγκεκριμένη περίπτωση η χρήση τεχνολογιών AJAX θα επιτρέψει μεταξύ άλλων την καλύτερη ολοκλήρωση της εφαρμογής SelfPlanner με το περιβάλλον ημερολογίου της Google (Google Calendar) καθώς και με την εφαρμογή διαχείρισης τοποθεσιών (Google Maps).

Σχετικά links:

·         Google AJAX APIs (http://code.google.com/intl/el/apis/ajax/)

·         Google Web Toolkit (http://code.google.com/intl/el/webtoolkit/)

 

2.      Ανάπτυξη εφαρμογής ευφυούς ηλεκτρονικού ημερολογίου με τεχνολογία client-server

 

Σχετική με την προηγούμενη, η εργασία αυτή αφορά την επανα-υλοποίηση της εφαρμογής SelfPlanner (http://selfplanner.uom.gr) με αρχιτεκτονική client-server. Η τρέχουσα έκδοση του συστήματος SelfPlanner βασίζεται σε JAVA applications και applets, γεγονός που δημιουργεί διάφορους περιορισμούς στις δυνατότητές της. Σε μια αρχιτεκτονική client-server, στην πλευρά του πελάτη θα εκτελείται τοπικά μια εφαρμογή με πλήρη έλεγχο του τοπικού υπολογιστή, η οποία θα επικοινωνεί με τον server για μεταφορές δεδομένων (ημερολόγιο χρήστη, εργασίες κλπ). Η εμφάνιση του ημερολογίου του χρήστη θα γίνεται στο Google Calendar. Θα πρέπει να γίνει επανασχεδίαση τόσο της

 

3.      Ανάπτυξη εφαρμογή ευφυούς ηλεκτρονικού ημερολογίου για υπολογιστές παλάμης

 

Η εργασία αυτή είναι παραλλαγή της προηγούμενης, με μόνη τη διαφορά ότι η εφαρμογή από την πλευρά του client θα εκτελείται σε κινητές συσκευές (PDA). Για την ανάπτυξη της εφαρμογής θα χρησιμοποιηθεί το MS-Visual Studio.

 

4.      Μοντελοποίηση και επίλυση του προβλήματος προγραμματισμού προσωπικών εργασιών: Σύγκριση διαφόρων αλγορίθμων

 

Στο σύστημα SelfPlanner η επίλυση του προβλήματος χρονοπρογραμματισμού των προσωπικών εργασιών γίνεται με χρήση του αλγορίθμου Squeaky Wheel Optimizaton, ενός γρήγορου αλλά όχι πλήρους αλγορίθμου αναζήτησης. Αυτό σημαίνει ότι είναι δυνατόν σε προβλήματα που έχουν λύση να μην καταφέρει να τη βρει. Στην εργασία αυτή ζητείται να επιλυθεί το ίδιο πρόβλημα με εναλλακτικούς αλγορίθμους αναζήτησης, πλήρεις ή μη, όπως γενετικοί αλγόριθμοι, αναζήτηση σε βάθος με διάδοση περιορισμών κλπ, και να συγκριθούν τα αποτελέσματα.

 

5.      Προγραμματισμός συναντήσεων σε ένα σύστημα διαχείρισης προσωπικού χρόνου

 

Το σύστημα SelfPlanner δεν υποστηρίζει τον προγραμματισμό συναντήσεων μεταξύ χρηστών. Τέτοιες συναντήσεις προγραμματίζονται μη-αυτόματα από τους χρήστες και στη συνέχεια θεωρούνται δεσμευμένος χρόνος για όλους τους συμμετέχοντες. Στην εργασία αυτή ζητείται να μελετηθεί το πρόβλημα του προγραμματισμού συναντήσεων σε ένα περιβάλλον ευφυών ηλεκτρονικών ημερολογίων, και να προταθεί/υλοποιηθεί ένα πρωτόκολλο διαπραγμάτευσης και ένας σχετικός αλγόριθμος για τον αυτόματο προγραμματισμό συναντήσεων, το οποίο θα περιλαμβάνει και τον επαναπρογραμματισμό προσωπικών εργασιών των εμπλεκόμενων χρηστών καθώς και ήδη προγραμματισμένων συναντήσεων.

 

6.      Ανάπτυξη πληροφοριακού συστήματος ανταλλαγής χρήσιμων πληροφοριών βασισμένου στην αξιοπιστία

 

Στην εργασία αυτή στόχος είναι η ανάλυση, σχεδίαση και υλοποίηση ενός web-based πληροφοριακού συστήματος το οποίο θα βοηθά ομάδες χρηστών να ανταλλάσσουν πληροφορίες μεταξύ τους. Οι πληροφορίες θα πρέπει να είναι τέτοιες ώστε να έχουν άμεση χρησιμότητα/ωφελιμότητα προς τους χρήστες του. Μάλιστα είναι δυνατόν οι πληροφορίες να έχουν συγκεκριμένη χρονική ισχύ. Το σύστημα θα πρέπει να βοηθά τους χρήστες του ώστε να είναι εύκολη η εισαγωγή, ταξινόμηση και ανάκτηση των πληροφοριών (χρήση κατάλληλων οντολογιών). Για την αποφυγή εισαγωγής εσκεμμένα λανθασμένων πληροφοριών στο σύστημα, θα πρέπει να υπάρχει έλεγχος της αξιοπιστίας των χρηστών του. Ενδεχομένως θα υπάρχει και μοντέλο αξιολόγησης της αξίας των πληροφοριών (από τους χρήστες).

Σχετικό: http://sioc-project.org/

 

7.      Ανάπτυξη πληροφοριακού συστήματος με μεταδεδομένα εκπαιδευτικών αντικειμένων. Έμφαση στην περιγραφή και την πρόβλεψη του εργασιακού φόρτου.

 

Στόχος της εργασίας αυτής είναι η ανάπτυξη ενός πληροφοριακού συστήματος μεταδεδομένων εκπαιδευτικών αντικειμένων (learning object metadata), το οποίο πέρα από τα συνήθη μεταδεδομένα θα περιλαμβάνει και αναλυτικές πληροφορίες σχετικά με τον εργασιακό φόρτο που απαιτεί η παρακολούθηση ενός εκπαιδευτικού αντικειμένου. Ως εργασιακός φόρτος θεωρούνται οι σύγχρονες υποχρεώσεις (παρακολούθηση μαθημάτων/εργαστηρίων), αλλά και οι ασύγχρονες (μελέτη στο σπίτι, εκπόνηση εργασιών). Οι εργασίες θα χαρακτηρίζονται με στοιχεία όπως εάν είναι υποχρεωτικές ή όχι, εάν μπορούν να γίνουν τμηματικά ή όχι, εάν υπάρχουν καταληκτικές ημερομηνίες κλπ. Πέραν μιας αρχικής εκτίμησης του εργασιακού φόρτου, θα πρέπει να υπάρχει και δυνατότητα αναθεώρησης αυτών των εκτιμήσεων με βάση την ανάδραση που θα λαμβάνεται από τους φοιτητές, ενώ οι προβλέψεις για τον εργασιακό φόρτο θα πρέπει να είναι εξατομικευμένες με βάση το προφίλ των φοιτητών. Απώτερος στόχος του πληροφοριακού συστήματος (που όμως δεν αποτελεί τμήμα αυτής της πτυχιακής/διπλωματικής εργασίας) είναι να υπάρξει ολοκλήρωση με το σύστημα SelfPlanner.

 

8.      Βέλτιστη επίλυση προβλημάτων σχεδιασμού

 

Στόχος της εργασίας αυτής είναι η επίλυση προβλημάτων σχεδιασμού (planning problems) μεταξύ αυτών που χρησιμοποιήθηκαν στους πρόσφατους διεθνείς διαγωνισμούς σχεδιασμού (International Planning Competition, http://ipc.informatik.uni-freiburg.de/), με βέλτιστο τρόπο. Για την επίλυση των προβλημάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν τεχνικές συγκεκριμένες για το εκάστοτε πεδίο εφαρμογής, καθώς και γνωστοί αλγόριθμοι αναζήτησης. Υπάρχει πληθώρα πεδίων εφαρμογής που μπορούν να χρησιμοποιηθούν (με διάφορες παραλλαγές για κάθε ένα εξ αυτών).

 

9.      Επίλυση προβλημάτων του διαγωνισμού KDD Cup (Μηχανική μάθηση, εξόρυξη γνώσης από δεδομένα)

 

-        Ο διαγωνισμός KDD Cup διοργανώνεται κάθε χρόνο στα πλαίσια του διεθνούς συνεδρίου Knowledge Discovery and Data Mining (KDD). Στόχος αυτής της εργασίας είναι η "συμμετοχή στον διαγωνισμό με κάποιον αλγόριθμο μηχανικής μάθησης (π.χ. νευρωνικά δίκτυα). Περισσότερες πληροφορίες στη διεύθυνση http://www.kdnuggets.com/datasets/kddcup.html. Δεν απαιτείται πραγματική συμμετοχή, αλλά θα πρέπει ο φοιτητής να ασχοληθεί με ένα από τα προβλήματα που τέθηκαν σε πρόσφατες διοργανώσεις του διαγωνισμού.

 

10.  Eternity II

 

Μοντελοποίηση και επίλυση (σε περιορισμένες διαστάσεις) του παιχνιδιού Eternity II. Χρήση αλγορίθμων συστηματικής ή/και στοχαστικής αναζήτησης. Πληροφορίες για το παιχνίδι στη διεύθυνση http://gr.eternityii.com/.

 

11.  Επίλυση παιχνιδιών ενός πράκτορα

Σχεδίαση/ανάπτυξη αλγορίθμων για την επίλυση παιχνιδιών ενός πράκτορα/ατόμου. Επιθυμητά υπολογιστική μελέτη, γραφική διασύνδεση, γεννήτρια προβλημάτων κλπ.

a.       Ο κόσμος του Wumpus: Μοντελοποίηση και επίλυση του παιχνιδιού Wumpus (από το βιβλίο "Artificial Intelligence, A Modern Approach") με όλες του τις παραμέτρους. Δύο βασικές παραλλαγές: Αιτιοκρατική και Πιθανοτική εκδοχή.

b.      Bubble breaker (διάφορες παραλλαγές του παιχνιδιού)

c.       N-puzzle για μεγάλα puzzles (5x5 και πάνω) με χρήση disjoint pattern databases.

κλπ (μπορείτε να προτείνετε εσείς)

 

12.  Επίλυση παιχνιδιών δύο πρακτόρων

Σχεδίαση/ανάπτυξη αλγορίθμων για την επίλυση παιχνιδιών δύο (ή και περισσότερων) πρακτόρων. Επιθυμητά υπολογιστική μελέτη για τις διάφορες τεχνικές, γραφική διασύνδεση, δυνατότητα το πρόγραμμα να παίζει ενάντια στον εαυτό του κλπ. Υποστήριξη ενισχυτικής μάθησης.

a.       Σκάκι

b.      Τάβλι

c.       Go

d.      Othelo/Reversi

κλπ (μπορείτε να προτείνετε εσείς)

 

13.  Σχεδίαση και ανάπτυξη εργαλείου κατασκευής διατάξεων με περιορισμούς στα δομικά στοιχεία

Στην εργασία αυτή ζητείται να λυθεί το εξής πρόβλημα: Δοθέντων ενός συνόλου δομικών στοιχείων (π.χ. πρότυπων γραμμών τρένων τύπου Maerklin), ζητείται να παραχθούν όλες οι δυνατές διατάξεις γραμμών, με γεωμετρικούς περιορισμούς που προκύπτουν από τις διαστάσεις των γραμμών, το διαθέσιμο χώρο κλπ, και με λογικούς περιoρισμούς όπως να μην υπάρχουν ανοικτές γραμμές ή άλλους που τίθενται από τον χρήστη. Επιθυμητά χαρακτηριστικά (δεν είναι απαραίτητο να υλοποιηθούν όλα):

·         Γραφικό περιβάλλον

·         Δυνατότητα σχεδίασης διατάξεων απευθείας από τον χρήστη

·         Εύρεση του ελάχιστου συνόλου επιπλέον δομικών στοιχείων που απαιτούνται για τη σχεδίαση της διάταξης

 

14.  Εύρεση και ταξινόμηση ιστοσελίδων για συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής

Στην εργασία αυτή ζητείται να κατασκευαστούν ταξινομητές κειμένου για συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής. Ειδικότερα, δοθέντος ενός κειμένου, ο ταξινομητής θα πρέπει να είναι σε θέση να αποφανθεί εάν το κείμενο εντάσσεται σε μία κατηγορία ή όχι. Εφαρμογή μπορεί να γίνει  σε ιστοσελίδες για συγκεκριμένα πεδία όπως συνέδρια, πολιτιστικές εκδηλώσεις, μαθήματα, εταιρείες συγκεκριμένου αντικειμένου κλπ. Για την εύρεση των προς ταξινόμηση ιστοσελίδων μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε περιοδικά επαλαμβανόμενες ερωτήσεις (standing queries) σε συνήθεις μηχανές αναζήτησης, είτε κάθετες μηχανές αναζήτης (vertical search engines).

 

15.  Εξαγωγή δομημένης πληροφορίας από αδόμητο ή ημι-δομημένο κείμενο για συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής

Δοθέντος ενός ταξινομημένου κειμένου (π.χ. το site ενός συνεδρίου), ζητείται η αυτόματη εξαγωγή δομημένης πληφορορίας από αυτό (π.χ. ημερομηνίες διεξαγωγής, καταληκτικές ημερομηνίες, τόπος διεξαγωγής, κλπ). Στα πλαίσια της εργασίας θα επιλεγεί συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής, για το οποίο θα αναπτυχθούν προγράμματα αναζήτησης και εξαγωγής επιλεγμένης πληροφορίας από κείμενα αυτού του πεδίου.