Διαδραστικές εφαρμογές του ΑΠΘ στην Beyond 2022

συντάκτης f7848c5_wp · Δημοσιεύτηκε 28/09/2022 · Ενημερώθηκε 28/09/2022

Και εργαλεία

Τεχνητής Νοημοσύνης

Καινοτόμες τεχνολογίες, εργαλεία και εφαρμογές Τεχνητής Νοημοσύνης στην αναχαίτιση της κλιματικής κρίσης και την προστασία του περιβάλλοντος που δημιουργήθηκαν στα εργαστήρια συνιστούν μερικά από τα εκθέματα του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) στο περίπτερο 14 (stands 1 και 17) στη Διεθνή Έκθεση Καινοτομίας και Τεχνολογίας Beyond 2022.Φωτογραφία από Lukas από το Pixabay

Καινοτόμες τεχνολογίες, εργαλεία και εφαρμογές Τεχνητής Νοημοσύνης στην αναχαίτιση της κλιματικής κρίσης και την προστασία του περιβάλλοντος που δημιουργήθηκαν στα εργαστήρια συνιστούν μερικά από τα εκθέματα του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) στο περίπτερο 14 (stands 1 και 17) στη Διεθνή Έκθεση Καινοτομίας και Τεχνολογίας Beyond 2022. Η είσοδος για τις φοιτήτριες και τους φοιτητές του ΑΠΘ είναι ελεύθερη, με την επίδειξη της φοιτητικής ταυτότητάς τους.

Δήλωση Πρύτανη ΑΠΘ

«Η έρευνα, η καινοτομία, η διεπιστημονικότητα και η εξωστρέφεια, πυλώνες της αναπτυξιακής μας στρατηγικής για το Αριστοτέλειο του αύριο, μετουσιώνονται σε τεχνολογίες αιχμής και καινοτόμα εργαλεία με χρήσεις προς όφελος της κοινωνίας και του περιβάλλοντος, συνθέτοντας τη φετινή συμμετοχή του Πανεπιστημίου μας στην Beyond», επισημαίνει ο πρύτανης του ΑΠΘ- καθηγητής, Νικόλαος Γ. Παπαϊωάννου, ο οποίος αναφέρει ότι:

«Η πλούσια ερευνητική δραστηριότητα και η καινοτομία που παράγονται στο Πανεπιστήμιό μας από το λαμπρό ερευνητικό και επιστημονικό μας δυναμικό δεν περιορίζονται στους χώρους των εργαστηρίων του.

Εργαζόμαστε συστηματικά, ώστε να διαχέονται στην κοινωνία, στην οικονομία, στον παραγωγικό τομέα, μεγιστοποιώντας το αποτύπωμα του Πανεπιστημίου μας στην τοπική και εθνική ανάπτυξη».Ο πρύτανης συνεχάρη τα μέλη της οικογένειας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου για τη δράση και τη συμμετοχή τους στην Beyond 2022.

Οι συμμετοχές του ΑΠΘ

Οι συμμετοχές του ΑΠΘ στην Beyond είναι οι εξής:

Η τεχνητή νοημοσύνη

στην αναχαίτιση της Κλιματικής Κρίσης

Η χρήση της τεχνητής νοημοσύνης σε συνδυασμό με τον έξυπνο τρόπο λήψης αποφάσεων, χρησιμοποιώντας τα ψηφιακά πρότυπα των παραγωγικών διεργασιών και τα υπολογιστικά συστήματα υψηλής επίδοσης, επιτρέπει τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, καθώς των αερίων που συμβάλλουν στο φαινόμενο της υπερθέρμανσης του πλανήτη από τη βιομηχανική παραγωγή.

Η πρώτη δράση

για τη δέσμευση

διοξειδίου του άνθρακα

Η πρώτη δράση αφορά στον βέλτιστο σχεδιασμό των συστημάτων διεργασιών για τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο εκλύεται από διάφορες βιομηχανικές μονάδες (ηλεκτροπαραγωγή, τσιμεντοβιομηχανία, χαλυβουργεία, χημική βιομηχανία) και την άμεση χρήση του για την παραγωγή χρήσιμων προϊόντων.

Για την υλοποίηση της δράσης αυτής επιστρατεύονται οι πιο αποτελεσματικοί αλγόριθμοι σε ένα συνδυασμό που επιτρέπει την πλήρη διερεύνηση της κάθε πτυχής στη σύνθεση, στην ανάλυση και σχεδιασμό της διεργασίας δέσμευσης του διοξειδίου του άνθρακα από διαλύτη που αναγεννάται θερμικά και επαναχρησιμοποιείται σε κυκλική διαδικασία. Στη συνέχεια, το δεσμευμένο καθαρό διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται σε μία πρωτοποριακή διεργασία για την παραγωγή των κρυσταλλικών σωματιδίων υψηλής προστιθέμενης αξίας.

Οι υπολογιστικές τεχνικές κάνουν δυνατή την αξιολόγηση των εκατοντάδων εκατομμυρίων επιλογών διαλυτών και διαμόρφωσης διεργασιών για την επιλογή της βέλτιστης οικονομικά λύσης με τη μέγιστη αειφορική αξιολόγηση.Η δράση εκτελείται σε συνεργασία με ερευνητικούς φορείς (EKETA) και εταιρείες στο πλαίσιο του χρηματοδοτούμενου από την Ευρωπαϊκή Ένωση έργου «FF4EuroHPC» (GA 951745).

Η δεύτερη δράση

για τον περιορισμό

των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου

Η δεύτερη δράση στοχεύει στον περιορισμό των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, που εκλύονται από τις μονάδες καθαρισμού υγρών αποβλήτων της χαρτοβιομηχανίας.

Στόχος είναι ο αποτελεσματικός καθαρισμός των τεράστιων ποσοτήτων υγρών αποβλήτων για την ασφαλή απελευθέρωσή τους στο περιβάλλον με την ταυτόχρονη ελαχιστοποίηση της έκλυσης των αερίων, όπως είναι το διοξείδιο του άνθρακα ή το μεθάνιο από τη μονάδα επεξεργασίας.

Η επίτευξη των στόχων γίνεται με την εφαρμογή προηγμένων συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης που ελέγχουν σε πραγματικό χρόνο τις συνθήκες λειτουργίας των αερόβιων και των αναερόβιων αντιδραστήρων για την ουσιαστική μείωση του ανθρακικού αποτυπώματος των προϊόντων του χαρτιού.Η δράση εκτελείται στο πλαίσιο του προγράμματος διμερούς επιστημονικής συνεργασίας Ελλάδας-Κίνας (T7ΔKI-00426) της ΓΓΕΚ.

Επιστημονικά υπεύθυνος είναι ο καθηγητής του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών, Παναγιώτης Σεφερλής.

ArthroMicroPerMed

Το έργο αυτό αφορά στη νανοβιοτεχνολογική ενέσιμη εξωκυττάρια μήτρα (ECM) για την αναγέννηση του χόνδρου, την εξατομικευμένη θεραπεία και την ταυτοποίηση των μεταβολιτών του «ατομικού» μικροβιώματος, οι οποίοι εμπλέκονται στον εκφυλισμό των αρθρώσεων.

Στο πλαίσιο του έργου ArthroMicroPerMed συνδυάζονται η εξατομικευμένη ιατρική θεραπεία (Personalized Medicin) για τις φθορές των αρθρώσεων (Arthro) με την ταυτόχρονη έγχυση των νέων «ευφυών» βιοϋλικών και βλαστοκυττάρων απομονωμένων από το ισχίο ή το γόνατο για «αρθρο-νέο-γένεση».

Μέσω του ίδιου έργου μελετάται η επίδραση των μεταβολιτών του μικροβιώματος (Micro) στη γένεση της οστεοαρθρίτιδας.

«Ευφυή» βιοϋλικά

Παρασκευάστηκαν,δε, βιο-ικριώματα, τα οποία συνδυάζουν την ελαστικότητα και την μηχανική αντοχή ελαστίνης και φιβροϊνης του μεταξιού, αντίστοιχα. Στα «ευφυή» αυτά βιοϋλικά προστέθηκαν πεπτίδια κολλαγόνου και λαμινίνης για την προσέλκυση των βλαστοκυττάρων, καθώς και:

α) Πεπτίδια της ΒΜP2 (Bone Morphogenetic Protein-2).

β) Του TGFb (Transforming Growth Factor b) που προάγουν τη χονδρογένεση. Το υλικό αυτό είναι ενέσιμο και διαθέτει επιπρόσθετα τις «θέσεις» αλληλεπίδρασης της ηπαρίνης, ενός απαραίτητου συστατικού της εξωκυττάριας μήτρας (ECM).

Τα καινοτόμα αυτά ικριώματα θα συν-εγχυθούν με μεσεγχυματικά κύτταρα – που παρασκευάστηκαν από τη συμμετέχουσα εταιρεία BioHellenika – στο γόνατο- ισχίο των μικρών ζώων.Η δημιουργία του υαλώδους χόνδρου θα αξιολογηθεί με ειδικές χρώσεις συστατικών του χόνδρου και με ανοσοϊστοχημικές χρώσεις με τη χρήση ειδικών αντισωμάτων.

«Εξατομικευμένη θεραπεία» της οστεοαρθρίτιδας

Μία άλλη σημαντική καινοτομία του έργου με τίτλο «ArthroMicroPerMed» είναι η μελέτη της επίδρασης του μικροβιώματος,που αφορά στα νέα βιομιμητικά υλικά και στην πρόληψη ή στην «εξατομικευμένη θεραπεία» της οστεοαρθρίτιδας.

Η μελέτη της επίδρασης των βακτηριακών μεταβολιτών μικρής αλυσίδας των λιπαρών οξέων σε πιθανή γένεση-εξέλιξη της νόσου έγινε με μικρο-βιο-αντιδραστήρα,τον οποίο κατασκεύασε η συμμετέχουσα εταιρεία BDInventions και που επιτρέπει την ταυτόχρονη ανάπτυξη των βακτηρίων σε συνθήκες της βέλτιστης ανάπτυξής τους, καθώς και των χονδροκυττάρων σε παρακείμενες διαχωριζόμενες μικροκυψελίδες.

Συντονιστής του έργου είναι το Εργαστήριο Βιοχημείας του Τμήματος Χημείας του ΑΠΘ.

Συνεργαζόμενοι φορείς του έργου είναι το Πανεπιστήμιο Πατρών, η Κλινική Ζώων Συντροφιάς, το Τμήμα Κτηνιατρικής του ΑΠΘ, η BD Inventions Μ.Ι.Κ.Ε. και η Biohellenika A.E.

Επιστημονικά υπεύθυνη είναι η καθηγήτρια του Τμήματος Χημείας του ΑΠΘ, Θεοδώρα Χολή-Παπαδοπούλου.

Η είσοδος στην έκθεση Beyond 2022 για τις φοιτήτριες και τους φοιτητές του ΑΠΘ είναι ελεύθερη, με την επίδειξη της φοιτητικής ταυτότητάς τους

ΧΡΩΜΑΤΑ

ΧοΡοι Ωδές Μύθοι και έθιμΑ

για την Ανάπτυξη

των Τεχνολογιών

Άυλης κληρονομιάς

Το έργο αφορά στην ανάπτυξη μιας διαδραστικής πλατφόρμας εικονικής πραγματικότητας που αξιοποιεί στοιχεία άυλης πολιτιστικής κληρονομιάς για τη δημιουργία των πολυμεσικών εμπειριών. Επιστημονικά υπεύθυνος είναι ο αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Αρχιτεκτόνων του ΑΠΘ, Αναστάσιος Τέλλιος.

Επιστήμη Δεδομένων

γύρω από τον άνθρωπο

Το Εργαστήριο Επιστήμης Δεδομένων και Παγκόσμιου Ιστού του ΑΠΘ (Datalab) έχει αναπτύξει μια σειρά από ανθρωποκεντρικά εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης (ΑΙ) νέας γενιάς με στόχο την ευαισθητοποίηση και την ενδυνάμωση των πολιτών για την ενίσχυση της συμμετοχής τους χωρίς αποκλεισμούς σε λύσεις ψηφιακού μετασχηματισμού.

Οι προσφερόμενες υπηρεσίες περιλαμβάνουν:

🔴Την προηγμένη ανάλυση των δεδομένων με προσεγγίσεις που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη, σχετικά με την επεξεργασία του περιεχομένου για τον εντοπισμό των θεμάτων και των συμβάντων.

🔴Τη συλλογή τάσεων και την εξόρυξη γνώσης.

🔴Την ανάλυση δομών κοινότητας σε δίκτυα.

🔴Την ανακάλυψη των μοτίβων της συμπεριφοράς, των χρηστών με αυξημένη επιρροή, της ψηφιακής απάτης και των αυτοματοποιημένων λογαριασμών σε κοινωνικά δίκτυα.

Οι έξυπνες λύσεις δεδομένων

Οι υπηρεσίες αυτές έχουν υποστηρίξει επιτυχώς έξυπνες λύσεις δεδομένων και παγκόσμιου Ιστού σε διεπιστημονικές συνέργειες με εφαρμογές σε πλατφόρμες συλλογικής ευαισθητοποίησης, καθώς και κοινωνικής και βιώσιμης καινοτομίας.Έχει αναπτυχθεί κι ένα πλαίσιο ανάλυσης των εξελισσόμενων ροών δεδομένων συνεπικουρούμενο από μια μεθοδολογία επεξεργασίας δεδομένων με χρήση των τεχνικών της τεχνητής νοημοσύνης (όπως είναι η Βαθιά Μάθηση και η Μηχανική Μάθηση) για την υποστήριξη της επόμενης γενιάς των εφαρμογών του διαδικτύου των πραγμάτων στο ταχεία αναπτυσσόμενο περιβάλλον μεταξύ του ακροδικτύου (edge), της ομίχλης (fog) και του υπολογιστικού νέφους (cloud).

Που χρησιμοποιούνται

αυτές οι εφαρμογές

Εφαρμογές αυτού του πλαισίου περιλαμβάνουν τις περιπτώσεις χρήσης για ανάπτυξη προηγμένων ψηφιακών λύσεων στους τομείς της υγείας, της έξυπνης ενέργειας, της βιομηχανίας 4.0 και των έξυπνων πόλεων, οι οποίες είναι πάντα εστιασμένες στην παροχή των ψηφιακών απαντήσεων, που ενδυναμώνουν τον άνθρωπο, καθώς και προάγουν το ευρύτερο κοινωνικό συμφέρον.Επιστημονικά υπεύθυνη του έργου είναι η καθηγήτρια του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ, Αθηνά Βακάλη.

Τεχνητή Νοημοσύνη

για την αξιολόγηση της ποιότητας

του αέρα που αναπνέουμε

Τα διαθέσιμα στοιχεία ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε μία μητροπολιτική περιοχή,όπως είναι αυτή της Θεσσαλονίκης προέρχονται από τις μετρήσεις των σταθμών αναφοράς και παρέχουν μία γενική εικόνα της ποιότητας του αέρα.

Η πρώτη δράση του έργου

Τα στοιχεία αυτά και τα αποτελέσματα των ντετερμινιστικών μοντέλων χρησιμοποιούνται ως το «εφαλτήριο» για να «κινηθούν» οι επιστήμονες στη χωρική-χρονική κλίμακα υψηλότερης ακρίβειας, εισάγοντας ένα δίκτυο αισθητήρων χαμηλού κόστους τεχνολογίας τύπου ΙοΤ στον αστικό ιστό.

Με τη βοήθεια κατάλληλης υπολογιστικής υποδομής υλοποιείται η προσπέλαση των διαθέσιμων στοιχείων, τα οποία συσχετίζονται άμεσα με τη λειτουργία της κάθε πόλης και την κατάσταση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος της, όπως είναι:Οι ερασιτεχνικοί μετεωρολογικοί σταθμοί και οι μετρήσεις της επιστήμης των πολιτών,αλλά και η ταχύτητα της κίνησης των οχημάτων στους δρόμους.

Παράλληλα,χρησιμοποιείται η μηχανική μάθηση για να αυξηθεί η χωρική διακριτότητα της διαθέσιμης δορυφορικής πληροφορίας (Sentinel-2) σε σχέση με τις χρήσεις γης.

Η διαδικασία της σύντηξης δεδομένων

Όλα αυτά τα διαθέσιμα στοιχεία τροφοδοτούν μία διαδικασία σύντηξης δεδομένων που βασίζεται στην τεχνητή νοημοσύνη, με τελικό εξαγόμενο την εκτίμηση της ποιότητας του αέρα που εισπνέουν οι κάτοικοι της πόλης στο επίπεδο του δρόμου, όπου ζουν και δραστηριοποιούνται.

Ταυτόχρονα, τα νέα αυτά λεπτομερή δεδομένα που περιγράφουν την τρέχουσα ή την προβλεπόμενη κατάσταση της ποιότητας του αέρα, εντάσσονται σε ένα σύστημα έξυπνης πόλης που παρέχει άμεση ενημέρωση στους ενδιαφερόμενους και στους αξιωματούχους της περιοχής της Θεσσαλονίκης. Η πρώτη αυτή δράση υλοποιείται με τη συνεργασία του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ και της ομάδας ATMOS ΚΕΔΕΚ (έργο ΚΑΣΤΟΜ, http://app.air4me.eu/ )

Το επόμενο βήμα- η δεύτερη δράση

Το επόμενο βήμα είναι η μετάβαση από τη λεπτομερή κλίμακα δρόμου στο εσωτερικό των κτιρίων:

Αναλυτικότερα, εγκαθίστανται σύγχρονοι μικροαισθητήρες στο εσωτερικό των σχολικών αιθουσών και μετά ενσωματώνονται οι σχετικές μετρήσεις σε ένα διαδικτυακό πληροφοριακό σύστημα.Με αυτό τον τρόπο μπορούν να δουν οι επιστήμονες σε πραγματικό χρόνο πώς μεταφράζονται οι περιβαλλοντικές πιέσεις του εξωτερικού περιβάλλοντος και τις συνθήκες λειτουργίας και αερισμού εντός της σχολικής αίθουσας, δηλαδή την ποιότητα του αέρα που εισπνέουν οι μαθητές. Η δεύτερη δράση υλοποιείται σε συνεργασία με το Πειραματικό Σχολείο του ΑΠΘ (έργο “Άλλος Αέρας” 2.0)

Επιστημονικά υπεύθυνος των δράσεων είναι ο καθηγητής του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του ΑΠΘ, Κώστας Καρατζάς.

H Χρήση της

Επαυξημένης Πραγματικότητας (AR)

στην αξιολόγηση

των γνώσεων των μεταναστών

Η δράση με τίτλο: «Augmented Assessment» αποσκοπεί στην κάλυψη του κενού που υπάρχει κατά την αξιολόγηση των υφιστάμενων γνώσεων των νεοαφιχθέντων μεταναστών και προσφύγων μαθητών- μαθητριών στους τομείς των φυσικών επιστημών και των μαθηματικών μέσω της χρήσης επαυξημένης πραγματικότητας.

Το πρόγραμμα χρηματοδοτείται από το Erasmus+ της Ευρωπαϊκής Ένωσης και σε αυτό συμμετέχουν ως βασικοί εταίροι το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης ως συντονιστής και οκτώ άλλοι φορείς (πέντε Πανεπιστήμια και τρία παιδαγωγικά ινστιτούτα) από τις εξής χώρες: Ελλάδα, Κύπρος, Πορτογαλία, Ισπανία και Φιλανδία.

Μια πρωτοποριακή

επαυξημένη εργαλειοθήκη

διαδικτυακής βιβλιοθήκης

Μέσω της συνεργασίας των εταίρων του έργου έχει δημιουργηθεί και μια πρωτοποριακή επαυξημένη εργαλειοθήκη με τη μορφή διαδικτυακής βιβλιοθήκης για την υποστήριξη ολόκληρου του έργου.

Μάλιστα,προβλέπεται ότι θα πραγματοποιηθεί ένα πρόγραμμα κατάρτισης για τους εκπαιδευτικούς της πρωτοβάθμιας και της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης που διδάσκουν τις φυσικές επιστήμες και τα μαθηματικά.

Το συγκεκριμένο πρόγραμμα θα υλοποιηθεί σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής της Ελλάδας, το οποίο θα τις/τους εφοδιάσει με τις απαραίτητες θεωρητικές και πρακτικές γνώσεις για την αξιολόγηση των υφιστάμενων γνώσεων των νεοαφιχθέντων μεταναστών μαθητών-μαθητριών.

Στη δράση θα κληθούν να συμμετάσχουν οι εκπαιδευτικοί που διδάσκουν τις φυσικές επιστήμες και τα μαθηματικά όλης της Ελλάδος, ενώ η ανοιχτή πρόσκληση θα ανακοινωθεί από το Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής της Ελλάδας.

Επιστημονικά υπεύθυνος του έργου είναι ο καθηγητής του Τμήματος Χημείας του ΑΠΘ, Παναγιώτης Γιαννακουδάκης.

D.I.A.S – ένα διαγνωστικό εργαλείο

για τον καρκίνο του πνεύμονα

Η ερευνητική ομάδα υπό την επωνυμία «iGEM MetaThess» αποτελεί σήμερα την πρώτη ομάδα των μεταπτυχιακών φοιτητών-φοιτητριών,η οποία θα εκπροσωπήσει το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης στον Παγκόσμιο Διαγωνισμό Συνθετικής Βιολογίας «iGEM».

Η ομάδα αποτελείται από μεταπτυχιακούς-μεταπτυχιακές φοιτητές ή φοιτήτριες από τα τμήματα Ιατρικής, Φαρμακευτικής, Βιολογίας και Οικονομικών Επιστημών του ΑΠΘ.

Για τη συμμετοχή στον διαγωνισμό «προχώρησε» η ομάδα στη δημιουργία μιας διαγνωστικής συσκευής, με την οποία μέσω της υλοποίησης απλών αιματολογικών εξετάσεων θα παρέχεται η δυνατότητα στον πληθυσμό να ανιχνεύει τον καρκίνου του πνεύμονα στα πρώιμα στάδια, ώστε να αυξηθούν τα επίπεδα επιβίωσης.

Η συγκεκριμένη εξέταση προτείνεται να διενεργείται ετησίως από τα διαγνωστικά κέντρα.

Επιστημονικά υπεύθυνος της ομάδας «iGEM MetaThess» είναι ο αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Φαρμακευτικής του ΑΠΘ, Ιωάννης Βιζιριανάκης.