Τίτλος: DeepSky – Ανάπτυξη ενός καινοτόμου και ευέλικτου συστήματος επίγειων μετεωρολογικών, ατμοσφαιρικών και ηλιακών μετρήσεων με τη συνέργεια φυσικών μοντέλων και μεθόδων υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης

Τομέας προτεραιότητας: 4-ΠΒΑ: Περιβάλλον & Βιώσιμη Ανάπτυξη

Περιοχή: 4.12 Αναδυόμενες Τεχνολογίες στον τομέα του Περιβάλλοντος

1.1.α. Αντικείμενο και Στόχοι του Έργου

Ο κύριος στόχος του έργου DeepSky είναι η ανάπτυξη ενός καινοτόμου και ευέλικτου συστήματος επίγειων μετρήσεων με σκοπό την ολοκληρωμένη αντιμετώπιση των αναγκών που έχουν οι τελικοί χρήστες των κοινοτήτων της μετεωρολογίας, ατμόσφαιρας και ηλιακής ενέργειας. Το DeepSky θα βασιστεί στο υψηλό επιστημονικό δυναμικό και τις τεχνολογικές εξελίξεις στους τομείς των οργάνων που βασίζονται σε ανάλυση ψηφιακών απεικονίσεων του ουράνιου θόλου, στη μοντελοποίηση της διάδοσης της ηλιακής/θερμικής ακτινοβολίας και τη συνδρομή μεθόδων υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης.

Το προτεινόμενο σύστημα θα είναι σε θέση να εκτιμήσει αξιόπιστα όλες τις γεωφυσικές μεταβλητές που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Το DeepSky, στοχεύοντας στην άμβλυνση του προβλήματος της έλλειψης χωρικής και χρονικής κάλυψης από επίγειες μετρήσεις, θα προσφέρει ένα νέο και έξυπνο in-situ σύστημα παρατήρησης που θα καλύπτει πολλαπλές ανάγκες στους τομείς της μετεωρολογίας, της ατμόσφαιρας και της ηλιακής ενέργειας. Επίσης, πέρα από το να δώσει λύσεις που θα καλύπτουν τις σύγχρονες επιστημονικές απαιτήσεις, στοχεύει να παραμείνει μια οικονομικά προσιτή επιλογή, εύκολη στη λειτουργία και συντήρηση. Τέλος, μέσα από προσεγμένες διαδικασίες βαθμονόμησης και επεξεργασίας των ψηφιακών δεδομένων, στοχεύει, με τη συνέργεια μεθόδων υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης, να έχει την ικανότητα προσαρμογής και παροχής αξιόπιστων δεδομένων σε διάφορες ατμοσφαιρικές/κλιματικές συνθήκες.

 

Κατηγορία

Είδος μεταβλητής

Ακτινοβολία

Ακτινοβολία από διάφορες πολικές γωνίες του ουράνιου θόλου

Ολική, διάχυτη και άμεση ηλιακή ακτινοβολία (SW), φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία (PAR)

Νέφη

Ποσοστό νεφοκάλυψης, είδος, ταχύτητα (διεύθυνση και μέτρο), ύψος βάσης, οπτικό βάθος 

Αιωρούμενα σωματίδια

Οπτικό βάθος, ανακλαστικότητα μεμονωμένης σκέδασης, παράγοντας ασυμμετρίας

Ορατότητα

Μετεωρολογική οπτική εμβέλεια (MOR), ομίχλη

Υδρατμοί και Υετός

Υετίσιμο ύδωρ (ποσότητα υδρατμών σε κατακόρυφη στήλη), ανίχνευση υετού

 Πίνακας 1: Γεωφυσικές μεταβλητές που θα εκτιμώνται με το σύστημα DeepSky 

 

Το σύστημα DeepSky, στοχεύει στην αναβάθμιση του επιπέδου τεχνολογικής ωριμότητας (TRL) στον τομέα των συσκευών ψηφιακής απεικόνισης του ουράνιου θόλου από το 3 ή 4 που βρίσκεται σήμερα, στο 7, έχοντας ως σκοπό την ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου επιστημονικού οργάνου με βασικά χαρακτηριστικά: βαθμονόμηση, αξιολόγηση με άλλα επιστημονικά όργανα της τρέχουσας τεχνολογικής στάθμης, εξέταση σε πραγματικές συνθήκες από αναγνωρισμένους χρήστες των σχετικών επιστημονικών περιοχών.

Προκειμένου να επιτευχθεί ο γενικός στόχος και να υποστηριχθεί η μεταφορά τεχνογνωσίας «από το εργαστήριο στην αγορά», προβλέπονται οι ακόλουθοι επιμέρους στόχοι:

  1. Αναγνώριση πιθανών κοινοτήτων τελικών χρηστών, λεπτομερής συλλογή αναγκών και απαιτήσεων, τα οποία θα ληφθούν υπόψη στο σχεδιασμό του συστήματος DeepSky.
  2. Ανάπτυξη πρωτοτύπων, βαθμονόμηση και επικύρωση των μετρήσεων.
  3. Ανάπτυξη αλγορίθμων για την επεξεργασία των μετρήσεων από το Deepsky και την εκτίμηση των γεωφυσικών μεταβλητών που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.
  4. Ανάπτυξη τεχνικών υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης για λειτουργία στο σύστημα DeepSky.
  5. Έλεγχος της χρήσης και αξιολόγηση επιδόσεων/ικανότητας χρήσης του DeepSky σε πραγματικές συνθήκες και για διάφορους τελικούς χρήστες.
  6. Ανάλυση των δυνατοτήτων της αγοράς και διάχυση των επιστημονικών αποτελεσμάτων.

Τρέχουσα τεχνολογική στάθμη και καινοτομία του DeepSky

Κατά την τελευταία πενταετία, έχουν παρουσιαστεί οι πρώτες συσκευές για την ψηφιακή απεικόνιση του ουράνιου θόλου. Ένα παράδειγμα τέτοιας απεικόνισης, από δύο τυπικές κάμερες (που λειτουργούν στο ορατό και θερμικό υπέρυθρο φάσμα), παρουσιάζονται στην Εικόνα 1.  Οι κάμερες είναι εφοδιασμένες με έναν φακό 180 μοιρών (fish-eye) που μπορεί να δίνει μια συνολική απεικόνιση του ουράνιου θόλου.

Οι δυνατότητες των συσκευών εξετάσθηκαν διεξοδικά στο 1ο workshop που έγινε για το σκοπό αυτό στην, με την υποστήριξη των εταιρειών EKO και Kipp&Zonen. Αρχικό έναυσμα αποτέλεσαν μια σειρά από δημοσιεύσεις που ανέδειξαν τις δυνατότητες ανάλυσης ψηφιακών εικόνων του ουράνιου θόλου για την εκτίμηση του ποσοστού και τύπου της νέφωσης (Kazantzidisetal., 2012) και στη συνέχεια της ταχύτητας και του ύψους βάσης (Kuhnetal., 2018, Nurietal., 2019). Στον τομέα της ατμόσφαιρας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τιμές ακτινοβολίας που προέρχονται από συγκεκριμένες πολικές γωνίες του ουρανού για την εκτίμηση του οπτικού βάθους των αιωρούμενων σωματιδίων (Olmoetal., 2009, Kazantzidisetal., 2016). Ο OlivierBoucher κέρδισε το βραβείο HarryOtten για την Καινοτομία στη Μετεωρολογία, το 2015, χρησιμοποιώντας ψηφιακές απεικονίσεις του ουράνιου θόλου για τη μέτρηση του ατμοσφαιρικού ανέμου και της υγρασίας σε μεγάλο υψόμετρο, παρακολουθώντας τη μεταβολή του ίχνους πορείας των αεροπλάνων. Πρόσφατα, έγιναν οι πρώτες προσπάθειες για την παρατήρηση των νεφών και στο θερμικό υπέρυθρο, η οποία συνοδεύεται από συγκεκριμένα πλεονεκτήματα: παρατήρηση και τη νύχτα, αποφυγή προβλημάτων από υπερέκθεση κοντά στην περιοχή του Ήλιου ή μειωμένο contrast, καλύτερη εκτίμηση των υψηλών και πιο λεπτών (άρα και πιο δύσκολα ανιχνεύσιμων) υψηλών νεφών, εκτίμηση του οπτικού βάθους των νεφών και του υετίσιμου ύδατος. Συμπληρωματικά, είναι δυνατή η χρήση ψηφιακών απεικονίσεων του ουράνιου θόλου για την ανίχνευση της βροχής (Kazantzidisetal., 2012),  την εκτίμηση της ορατότητας και την παρουσία ομίχλης (Bäumeretal., 2008). Στον τομέα της ηλιακής ενέργειας, οι ψηφιακές κάμερες έχουν χρησιμοποιηθεί για την υποκατάσταση μετρήσεων από πυρανόμετρα (Tzoumanikasetal., 2016), για βραχυπρόθεσμες προβλέψεις του ηλιακού δυναμικού (Blancetal., 2016, Nurietal., 2019) και για την εκτίμηση της κατανομής της ακτινοβολίας του ουρανού σε διάφορες πολικές γωνίες.

Οι παραπάνω μελέτες χρησιμοποίησαν ως επί το πλείστον πρωτότυπες κάμερες και αφορούσαν μετρήσεις για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο και γεωγραφική περιοχή. Επίσης, υπάρχουν μερικές πρόσφατες εμπορικές - ή προ-εμπορικές - λύσεις, προτείνοντας τη χρήση κάμερας με φακό fish-eye κυρίως για βραχυπρόθεσμη ηλιακή πρόβλεψη και παρακολούθηση της νέφωσης όπως π.χ. το SkyInSight από Reuniwatt (για το θερμικό υπέρυθρο), το SteadyEye από το Steadysun ή το CloudCam από το Fulcrum3D (για το ορατό φάσμα). Αυτές οι λύσεις είναι εστιασμένες στην πρόβλεψη του ηλιακού δυναμικού. Συμπληρωματικά, έχουν χρησιμοποιηθεί εμπορικές κάμερες χαμηλότερου κόστους, με όλες τις προδιαγραφές για λειτουργία σε εξωτερικό χώρο και έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικές στο ευρωπαϊκό πρόγραμμα FP7 DNICast. Το DeepSky είναι ένα σύστημα που θα βασιστεί στην  τεχνογνωσία και τεχνολογία των εμπορικών καμερών. Σε αντίθεση όμως με προηγούμενα συστήματα, το DeepSky βασίζεται στην ταυτόχρονη χρήση και ανάλυση δεδομένων από κάμερες στο ορατό και το θερμικό υπέρυθρο, με αποτέλεσμα την ταυτόχρονη εκτίμηση πολλών γεωφυσικών παραμέτρων.

   

Εικόνα 1: Παράδειγμα απεικόνισης του ουράνιου θόλου από δύο κάμερες που λειτουργούν στο ορατό (αριστερά) και στο θερμικό υπέρυθρο φάσμα (δεξιά).

Παράλληλα με τις εξελίξεις στις ψηφιακές κάμερες, αναδείχθηκε και η σημασία της αδιάλειπτης επισκόπησης της σύνθεσης της ατμόσφαιρας, των μετεωρολογικών συνθηκών και της εκτίμησης του ηλιακού δυναμικού. Στην Ευρώπη αναπτύχθηκε η υπηρεσία παρακολούθησης της ατμόσφαιρας του Copernicus (CAMS) για να καλύψει αυτές τις ανάγκες. Εντούτοις, σε αρκετά ερευνητικά προγράμματα του Horizon 2020 (όπως το ConnectinGEO ή το GAIA-CLIM)  εντοπίστηκαν κενά στο επίγειο δίκτυο, ιδίως όσον αφορά την πυκνότητα των σταθμών, την τήρηση των υποχρεώσεων παρακολούθησης και την έλλειψη κονδυλίων. Οι σταθμοί πολύ σημαντικών διεθνών υποδομών (π.χ. EMEP/GAW/ACTRIS), παρόλη την εξαιρετική ποιότητά τους, έχουν υψηλά κόστη και ανέρχονται σε λίγες δεκάδες, με αποτέλεσμα να μην παρέχουν μια αναλυτική εικόνα των παρατηρούμενων γεωφυσικών παραμέτρων. Υπάρχει λοιπόν η ανάγκη συμπλήρωσης αυτών των υποδομών από χαμηλότερου κόστους σταθμούς και η πρόκληση είναι να διερευνηθούν και να δοκιμαστούν νέες τεχνολογικές λύσεις που θα μειώσουν το κόστος απόκτησης, εγκατάστασης,συντήρησης των επίγειων σταθμών παρακολούθησης και θα συμβάλουν στην καλύτερη μελέτη των χωροχρονικών διακυμάνσεων των γεωφυσικών μεταβλητών. Το σύστημα DeepSky δίνει τη δυνατότητα ανάπτυξης και εφαρμογής όλων των απαραίτητων υπολογιστικών εργαλείων σε μία κάμερα, ώστε να εκτιμώνται μια σειρά από γεωφυσικές παραμέτρους για τις οποίες θα χρειαζόταν μερικά χωριστά όργανα. Η καινοτομία του έγκειται στη δραστική μείωση του κόστους για επίγειες μετρήσεις, διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα και την ευκολία χρήσης. Αυτό θα επιτευχθεί με την αξιοποίηση και την βελτίωση της επιστημονικής αριστείας της ερευνητικής ομάδας του έργου σε θέματα μοντελοποίησης της διάδοσης της ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα και των παραμέτρων που την επηρεάζουν, την επεξεργασίας εικόνας και τις μεθόδους υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης. Με βάση την τρέχουσα βιβλιογραφία (e.g. Scolarietal., 2018, Kamadinataetal., 2019), έχουν αναπτυχθεί μερικές μέθοδοι εύρεσης γεωφυσικών παραμέτρων (π.χ. κατάτμηση των pixel μιας εικόνας σε νέφος ή καθαρό ουρανό,  πρόγνωση ηλιακού δυναμικού) με τη χρήση συμβατικών νευρωνικών δικτύων και χωρίς τη χρήση μοντέλων διάδοσης της ακτινοβολίας. Το DeepSky θα είναι το πρώτο σύστημα που θα συνδυαστούν  οι πληροφορίες των εικόνων (στο ορατό και το μακρινό υπέρυθρο), οι εκτιμήσεις από μοντέλα διάδοσης της ακτινοβολίας και οι τεχνικές υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης για την εκτίμηση γεωφυσικών μεταβλητών, τόσο για την ημέρα όσο και για τη νύχτα.

Ενώ τα συστήματα ψηφιακής απεικόνισης του ουράνιου θόλου παρέχουν εικόνες και εκτιμήσεις σε διάφορες τοποθεσίες, αυτές δεν είναι τυποποιημένες και βασίζονται σε απλούς αλγόριθμους που χρησιμοποιούν εμπειρικές τιμές κατωφλίου για τα χαρακτηρισμό της ατμόσφαιρας σε κάποια γεωγραφική περιοχή, βάσεις εικόνων καθαρού ουρανού για την εκτίμηση της νέφωσης κ.α. Το DeepSky θα επικεντρωθεί στη γεωμετρική/ραδιομετρική βαθμονόμηση και τον ποιοτικό έλεγχο των μετρήσεων που θα παρέχει, χρησιμοποιώντας διαδικασίες διεθνώς αναγνωρισμένες από την επιστημονική κοινότητα. Πέρα από την εφαρμογή συγκεκριμένων μεθοδολογιών στο πλαίσιο του έργου, η ερευνητική ομάδα θα έχει στενή συνεργασία με την αρμόδια επιτροπή του Παγκόσμιου Μετεωρολογικού Οργανισμού (WMΟ) για τα διεθνή προτυποποίηση των μετεωρολογικών οργάνων μετρήσεων (CIMO), καθώς και με την κοινή Δράση 16  των προγραμμάτων (PVPS, SolarPACES, SHC) του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας για την εκτίμηση και πρόγνωση της ηλιακού δυναμικού. Επίσης, το DeepSky θα επωφεληθεί από τη χρήση των εργαστηριακών εγκαταστάσεων του Παγκόσμιου Κέντρο Ακτινοβολίας (PMOD/WRC) για τον έλεγχο της βαθμονόμησης αλλά και από τη σύγκριση και επικύρωση των εκτιμήσεων των γεωφυσικών παραμέτρων σε περιοχές με διαφορετικά κλιματικά χαρακτηριστικά και διαφορετικές εφαρμογές, στις εγκαταστάσεις της Ελβετικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας στην Payerne (πεδίο ελέγχου των οργάνων τηλεπισκόπισης της επιτροπής CIMO του WMO), το LindenbergMeteorologicalObservatory (MOL) και στο PlataformaSolardeAlmeria (πεδίο ελέγχων και δοκιμών του Ινστιτούτου Ηλιακής Ενέργειας της Γερμανικής Αεροδιαστημικής Υπηρεσίας. Τέλος, η συμμετοχή του Πανεπιστημίου Πατρών στην Εθνική Ερευνητική Υποδομή «ΠΑΝΑΚΕΙΑ» για τη σύσταση της ατμόσφαιρας και την κλιματική αλλαγή, θα δώσει τη δυνατότητα ελέγχου και συγκρίσεων σε άλλους ερευνητικούς σταθμούς του Ελλαδικού χώρου με πολύ υψηλό επίπεδο εξοπλισμού.

1.1.β Μεθοδολογία υλοποίησης του έργου

Ανάλυση απαιτήσεων, περιπτώσεις χρήσης, προδιαγραφές και αρχιτεκτονική συστήματος

Στο πλαίσιο της προηγούμενης εμπειρίας των μελών της ερευνητικής ομάδας στις ψηφιακές απεικονίσεις του ουράνιου θόλου, εντοπίστηκαν πολλές κοινότητες χρηστών και ενδιαφερόμενων μερών από τους τομείς της μετεωρολογίας, της ατμόσφαιρας και της ηλιακή ενέργειας. Με την έναρξη του έργου, θα συλλεχθούν με λεπτομέρεια οι απαιτήσεις που αφορούν το DeepSky, όσον αφορά τις αβεβαιότητες και τη χρονική ανάλυση των μετρήσεων των γεωφυσικών παραμέτρων του Πίνακα 1. Οι λεπτομερείς απαιτήσεις θα βοηθήσουν στο σχεδιασμό  του DeepSky, ενώ θα ληφθούν υπόψη οι κατευθυντήριες γραμμές WMΟ για το σύστημα, την αναμενόμενη χρήση, το κόστος και τη βιομηχανική παραγωγή. Τέλος, θα σχεδιαστούν οι κατευθυντήριες γραμμές για την ανάπτυξη του λογισμικού που θα εφαρμοστεί στο ίδιο το όργανο, ώστε να καθορισθούν οι προδιαγραφές και η αρχιτεκτονική του συστήματος.

Σκοπός της σύμπραξης είναι, εκτός του βασικού συστήματος DeepSky που θα αναπτυχθεί (high-end σύστημα) και το οποίο θα περιλαμβάνει το σύνολο του υλικού και λογισμικού του προτεινόμενου έργου και θα απευθύνεται κυρίως σε Επιστημονικούς Φορείς, Κέντρα παρακολούθησης ατμοσφαιρικών/μετεωρολογικών δεδομένων, Μετεωρολογικές Υπηρεσίες κ.α., να αναπτυχθεί και ένα μικρότερης κλίμακας σύστημα (low-end σύστημα) το οποίο θα περιλαμβάνει τα βασικότερα μέρη υλικού και λογισμικού του συνολικού συστήματος και θα απευθύνεται σε μικρότερης κλίμακας αγορές όπως ερασιτέχνες μετεωρολόγους, παρατηρητές κτλ. και θα διατίθενται σε σημαντικά χαμηλότερο κόστος.

Προδιαγραφές, προτεινόμενη αρχιτεκτονική και ζητήματα υλοποίησης

Το προτεινόμενο σύστημα DeepSky θα σχεδιαστεί και θα υλοποιηθεί με τέτοιο τρόπο ώστε να ακολουθεί τις παρακάτω βασικές αρχές: (i) Προσαρμοστικότητα (flexibility): θα επιτρέπει τη σχετικά απλή ή με λογικό κόστος προσαρμογή του σε νέες συνθήκες ή απαιτήσεις λειτουργίας, (ii)  Αξιοπιστία (Reliability): η αξιοπιστία αποτελεί έναν κρίσιμο παράγοντα για την καταγραφή και αξιολόγηση των ατμοσφαιρικών και μετεωρολογικών μετρήσεων του συστήματος, (iii) Συντήρηση (Maintenance) και αναβάθμιση (Updating): η λειτουργία, η συντήρηση και η αναβάθμισή του θα μπορεί να ελεγχθεί/εκτελεστεί από φορείς που δεν συμμετείχαν στην υλοποίησή του (iv) Φιλικότητα προς το χρήστη (User-friendliness) με σκοπό την χρήση του «απλού» συστήματος και από ερασιτέχνες μετεωρολόγους.

Η εικόνα 2 παρουσιάζει την αρχιτεκτονική του προτεινόμενου συστήματος. Αρχικά, με τη βοήθεια του συστήματος θα πραγματοποιείται μία απεικόνιση χαρτογράφηση του ουράνιου θόλου και των ατμοσφαιρικών και μετεωρολογικών δεδομένων που είναι διαθέσιμα σε τοπικό επίπεδο. Το σύστημα, με εφαρμογή κατάλληλων γεωμετρικών/ραδιομετρικώνμετασχηματισμών, αποτελεσμάτων από μοντέλα διάδοσης της ακτινοβολίας και άλλων αλγορίθμων υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης, που θα εκτελεί σε πραγματικό χρόνο, θα είναι σε θέση να μετατρέπει τις μετρήσεις των οργάνων σε γεωφυσικές μεταβλητές για τους τελικούς χρήστες. Κρίσιμα στοιχεία της μεθοδολογίας αποτελούν η εφαρμογή επαναληπτικών αλγόριθμων αντίστροφης μοντελοποίησης για την εκτίμηση των οπτικών ιδιοτήτων των αιωρούμενων σωματιδίων, αλλά και η συνδυαστική εκτίμηση της νέφωσης σε 2 φασματικές περιοχές με την καλύτερη διακριτική ικανότητα (για χαμηλά και ψηλά νέφη από το ορατό και το θερμικό υπέρυθρο αντίστοιχα).Το DeepSkyθα συνοδεύεται από αισθητήρες θερμοκρασίας και υγρασίας για την καλύτερη εκτίμηση του υετίσιμου ύδατος. Θα γίνει χρήση μεθόδων που έχει είτε αναπτύξει η ομάδα έργου του DeepSkyείτε υπάρχουν στη βιβλιογραφία και αναφέρθηκαν πιο πάνω. Με βάση τις χρησιμοποιούμενες υπολογιστικές μονάδες, θα υπάρξουν 2 συστήματα (hi-endκαι low-end, βλ. πιο κάτω).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Εικόνα 2: Αρχιτεκτονική προτεινόμενου συστήματος

Το προτεινόμενο σύστημα αναλύεται στα παρακάτω επίπεδα, καθένα από τα οποία αποτελεί μια λογική οντότητα, και περιλαμβάνει συσκευές και εφαρμογές λογισμικού που εκτελούν μια συγκεκριμένη λειτουργία του συστήματος:

  1. Επίπεδο συστήματος: Στο επίπεδο αυτό περιλαμβάνονται i) οι αισθητήρες καταγραφής των δεδομένων και των μετρήσεων που θα είναι προσαρμοσμένοι στο σύστημα όπως οι οπτικοί αισθητήρες, ii) οι υπολογιστικές μονάδες που θα εκτελούν σε πραγματικό χρόνο τις βασικές επεξεργασίες των δεδομένων καταγραφής και η συνδεσιμότητά αυτών.
  2. Επίπεδο αλγορίθμων: Περιλαμβάνει αλγορίθμους επεξεργασίας δεδομένων (π.χ. βίντεο, εικόνων, μετρήσεων) όπως γεωμετρικοί μετασχηματισμοί και ραδιομετρικές διορθώσεις δεδομένων, τεχνικές μετατροπής των μετρήσεων των οργάνων σε γεωφυσικές μεταβλητές κτλ., καθώς και αλγορίθμους υπολογιστικής όρασης όπως τεχνικές βελτίωσης εικόνων όπως αλγόριθμο HDR για την αύξηση του δυναμικού εύρους με σκοπό την καλύτερη καταγραφή εικόνων σε διαφορετικές συνθήκες φωτεινότητας, τεχνικές registration των οπτικών αισθητήρων για την αναγωγή όλων των μετρήσεων σε ένα κοινό σύστημα συντεταγμένων. Επιπλέον περιλαμβάνεται το λογισμικό βαθιάς μάθησης για την ανάλυση των νεφών και των χαρακτηριστικών τους.

Ο Πίνακας 2 παρουσιάζει εμπορικά διαθέσιμους αισθητήρες καταγραφής μετρήσεων και πλατφόρμες υλικού που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στα πλαίσια του DeepSky, καθώς και εξειδικευμένων αλγορίθμων βαθιάς μάθησης για την επεξεργασία των δεδομένων.

 

Απαιτήσεις DeepSky

Διαθέσιμες επιλογές

Οπτικοί αισθητήρες

Fish-eye κάμερα για οπτική παρατήρηση, υπέρυθρη κάμερα για θερμική απεικόνιση της νεφοκάλυψης

Αισθητήρες καταγραφής μετρήσεων

Αισθητήρας θερμοκρασίας και σχετικής υγρασίας, απαραίτητος για τον έλεγχο λειτουργίας και την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων της υπέρυθρης κάμερας

Υπολογιστικές μονάδες

High-end σύστημα: Ισχυρό υπολογιστικό σύστημα MultiGPU-basedtrainingserver (NVidiadigits), σειριακή διασύνδεση

Low-end σύστημα: NvidiaJetson NANO ή RaspberryPi με IntelMovidius NCS-2 ή Dragonboard 410C, και διασύνδεση στο τοπικό δίκτυο

Αλγόριθμοι βαθιάς μάθησης

Δομές δικτύων ανίχνευσης (detectionnetworks) και κατηγοριοποίησης (classificationnetworks) νεφών βασισμένες σε ΣυνελικτικάΝευρωνικά Δίκτυα (ConvolutionalNeuralNetworks, CNNs) και Επαναληπτικά Νευρωνικά Δίκτυα (RecurrentNeuralNetworks, RNNs)

Πίνακας 2: Απαιτήσεις υλικού και λογισμικού του συστήματοςDeepSky

Σχεδιασμός και βαθμονόμηση του DeepSky

Το DeepSky θα βαθμονομηθεί γεωμετρικά και ραδιομετρικά. Η γεωμετρική βαθμονόμηση είναι η αντιστοίχιση κάθε pixel της εικόνας σε συγκεκριμένη ζενίθια και αζιμούθια γωνία, ώστε με αυτό τον τρόπο να είναι δυνατή η μετατροπή της εικόνας από σφαιρικές σε ορθογώνιες συντεταγμένες για να μπορούν να υπολογιστούν με ακρίβεια παράμετροι όπως η ταχύτητα των νεφών. Θα χρησιμοποιηθεί η μέθοδος OcamCalib (Scaramuzzaetal., 2006), όπου με τη χρήση μιας διάταξης «τύπου σκακιέρας» σε διαφορετικές θέσεις και προσανατολισμούς υπολογίζεται η αζιμούθια και ζενίθια γωνία κάθε pixel με ακρίβεια τριών δεκαδικών ψηφίων (εικόνα 3).  Για τη ραδιομετρική βαθμονόμηση θα ακολουθηθεί μια συνδυαστική μεθοδολογία με τη λήψη εικόνων από το DeepSky, ταυτόχρονες μετρήσεις από φασματοφωτόμετρο και εκτιμήσεις από μοντέλο διάδοσης της ακτινοβολίας για ανέφελο ουρανό. Το φασματοφωτόμετρο μπορεί να παρέχει μετρήσεις της ακτινοβολίας από συγκεκριμένες γωνίες του ουράνιου θόλου, αλλά όχι για κάθε pixel της εικόνας. Για το σκοπό αυτό θα χρησιμοποιηθεί το φασματικό μοντέλο διάδοσης της ακτινοβολίας LibRadtran (Emdeetal., 2016), ώστε να υπάρχουν πολύ πιο αναλυτικές εκτιμήσεις και με την κατάλληλη μέθοδο αφομοίωσης να είναι δυνατή η εκτίμηση της ακτινοβολίας για όλα τα σημεία του ουράνιου θόλου. Παράλληλα, θα λαμβάνουν χώρα μετρήσεις των οπτικών ιδιοτήτων των αιωρούμενων σωματιδίων και του υετίσμου ύδατος (απαραίτητες για τη βαθμονόμηση στο θερμικό υπέρυθρο)με τη χρήση ενός φωτομέτρου,καθώς και άλλες ραδιομετρικές και μετεωρολογικές μετρήσεις. Τέλος, οι μετρήσεις της φωτεινότητας της εικόνας στο κόκκινο, πράσινο και μπλε (RGB) θα συσχετισθούν με τις φασματικές τιμές και θα προκύψουν οι παράγοντες βαθμονόμησης. Στη διαδικασία αυτή θα πρέπει να τονισθούν τα εξής: ι) με την προτεινόμενη μεθοδολογία θα προκύψουν φασματικές (και όχι χρωματικές) εκτιμήσεις της ακτινοβολίας για κάθε pixel, ιι) για μια τυπική κάμερα και για τον κατάλληλο χρόνο έκθεσης, το εύρος μέτρησης της φωτεινότητας του ουράνιου θόλου επαρκεί για γωνίες μέχρι και 7ο από τον Ήλιο: για το λόγο αυτό, θα χρησιμοποιηθούν εικόνες διαφορετικού χρόνου έκθεσης και τεχνικές αύξησης του δυναμικού εύρους φωτεινότητας (HDR).

 

Εικόνα 3: Παράδειγμα εφαρμογής της μεθόδου γεωμετρικής βαθμονόμησης και παράδειγμα εύρεσης της «πορείας» του ήλιου στη διάρκεια μιας ανέφελης ημέρας.

Αξιολόγηση του DeepSky

Με την ολοκλήρωση του συστήματος, το DeepSky θα εγκατασταθεί αρχικά στο Πανεπιστήμιο Πατρών, όπου και θα γίνουν μετρήσεις σε διάφορες ατμοσφαιρικές συνθήκες, παράλληλα με την ανάπτυξη αλγορίθμων που βασίζονται σε υπολογισμούς μοντέλου διάδοσης ακτινοβολίας και στη μηχανική όραση και βαθιάς μάθηση. Για τον έλεγχο της απόδοσης του DeepSky, έχουν αποδεχθεί ήδη την πιλοτική του λειτουργία στους εξής σταθμούς:Payerne (Μετεωρολογική Υπηρεσία Ελβετίας), LindenbergMeteorologicalObservatory(Γερμανική Μετεωρολογική Υπηρεσία), στην PlataformaSolardeAlmeria (Γερμανική Αεροδιαστημική Υπηρεσία) αλλά και σε σταθμούς της Εθνικής Ερευνητικής Υποδομής «ΠΑΝΑΚΕΙΑ». Οι σταθμοί είναι ήδη εξοπλισμένοι με όργανα υψηλής ποιότητας που θα χρησιμεύσουν ως όργανα αναφοράς. Σε αυτές τις πειραματικές εκστρατείες θα συλλεγούνακατέργαστα/βαθμονομημένα δεδομένα και εκτιμήσεις γεωφυσικών μεταβλητών από το DeepSky, μαζί με τις μετρήσεις αναφοράς των σταθμών. Στη συνέχεια, η ερευνητική ομάδα του έργου θα αναπτύξει δοκιμές και θα επικυρώσει/βελτιώσεισυγκεκριμένους αλγόριθμους για την ακριβέστερη εκτίμηση των γεωφυσικών μεταβλητών.Τα αποτελέσματα θα ληφθούν υπόψη για την επαναξιολόγηση των ειδικών και τεχνικών χαρακτηριστικών του DeepSky.

Κύριες φάσεις για την ανάπτυξη του συστήματος

Για την υλοποίηση του DeepSky θα υιοθετηθεί μια μεθοδολογία που αποτελείται από 4 φάσεις (Εικόνα 4).

 

 

 

 

 

 

Εικόνα 4:Κύριες φάσεις του DeepSky και υιοθετούμενη μεθοδολογία.

Συγκεκριμένα, στην Φάση 1, θα προσδιοριστούν οι παράμετροι, η αρχιτεκτονική και οι διεπαφές του συστήματος DeepSky, και θα αναλυθούν οι απαιτήσεις που θα ικανοποιούνται από το σύστημα (EE1). Στη Φάση 2 θα υλοποιηθούν οι βασικές καινοτόμες τεχνολογίες, όπως η ανάπτυξη του συστήματος (ΕΕ2) και η ανάπτυξη του λογισμικού υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης (ΕΕ3). Συγκεκριμένα, οι απαιτήσεις (της πρώτης φάσης) θα μετασχηματιστούν σε προδιαγραφές, και έπειτα σε έναν σχεδιασμό, ο οποίος θα αξιολογηθεί, προκειμένου να βελτιωθεί κατάλληλα. Τέλος, θα αναπροσαρμοστούν οι προδιαγραφές και η διαδικασία θα επαναληφθεί μέχρι ο προτεινόμενος σχεδιασμός να είναι αποδεκτός. Στη Φάση 3,θα γίνει η ενοποίηση και διασύνδεση των επιμέρους υποσυστημάτων που έχουν αναπτυχτεί στην δεύτερη φάση. Η διαλειτουργικότητα και η συντονισμένη επικοινωνία τους θα δοκιμαστούν σε κατάλληλα σενάρια χρήσης, ενώ παράλληλα θα γίνουν επιπλέον ρυθμίσεις και προσαρμογές για τη βέλτιστη λειτουργία του DeepSky ως ένα ολοκληρωμένο σύστημα. Φάση αυτή περιλαμβάνει την πιλοτική δοκιμή του DeepSky, η οποία θα υποστηριχθεί από όλους τους εταίρους του έργου, υλοποιώντας βελτιωτικές ρυθμιστικές ενέργειες όπου αυτό απαιτείται.Στην περίπτωση που κατά τη φάση της επικύρωσης διαπιστωθούν αποκλίσεις, που δεν ήταν δυνατό να προβλεφθούν αλλά θα πρέπει να αντιμετωπιστούν, θα υπάρχει η δυνατότητα επανακαθορισμού τμημάτων του σχεδιασμού του συστήματος. Τέλος, η Φάση 4 περιλαμβάνει την εκπόνηση επιχειρηματικού σχεδίου και ενέργειες εμπορικής αξιοποίησης των αποτελεσμάτων του έργου και κατοχύρωσης των ερευνητικών αποτελεσμάτων που θα προκύψουν κατά τη διάρκεια υλοποίησης του συστήματος, καθώς επίσης και κατοχύρωση πνευματικής ιδιοκτησίας που θα προκύψει.

1.1.γ. Περιγραφή ενοτήτων εργασίας και παραδοτέων

Προκειμένου η υλοποίηση του έργουDeepSky να οργανωθεί το δυνατόν πιο αποδοτικά, το έργο έχει χωρισθεί σε 6 ενότητες εργασίας οι οποίες φαίνονται στο χρονοδιάγραμμα της εικόνας 5 αναλύονται παρακάτω.

Εικόνα 5:Χρονοδιάγραμμα εκτέλεσης του έργου DeepSky.

 

 

ΕΕ1

Ανάλυση απαιτήσεων, περιπτώσεις χρήσης, προδιαγραφές και αρχιτεκτονική συστήματος

Μ1-Μ9
Υπευθ. Φορέας: ELLAB
ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ  ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Δ1.1. Μελέτη τεχνολογικής στάθμης, καθορισμός λειτουργικών απαιτήσεων και απαιτήσεων χρηστών (Μ1-Μ6). Στην παρούσα δράση θα γίνει μελέτη της τεχνολογικής στάθμης των υπαρχόντων εμπορικών συστημάτων ψηφιακών απεικονίσεων του ουράνιου θόλου στους τομείς της μετεωρολογίας, ατμόσφαιρας και ηλιακής ενέργειας. Σε συνεργασία και με Διεθνείς Οργανισμούς, θα γίνει ο καθορισμός των λειτουργικών απαιτήσεων και των χαρακτηριστικών που χρειάζονται να καταγράφονται από το σύστημα DeepSky καθώς επίσης και των τιμών αναφοράς αυτών (ακρίβεια, ανάλυση κλπ.) για τις παρακολουθούμενες ποσότητες. Επιπλέον, θα γίνει ο καθορισμός των σεναρίων χρήσης του συστήματος, των απαιτήσεων των τελικών χρηστών και των απαιτήσεων ευχρηστίας και ασφάλειας του συστήματος. Τέλος θα γίνει ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με τεχνικές υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης που θα χρησιμοποιηθούν για τη μοντελοποίηση του συστήματος.

Δ1.2. Προδιαγραφές και αρχιτεκτονική του συστήματος (Μ1-Μ9). Με βάση τη μελέτη της τεχνολογικής στάθμης και των λειτουργικών απαιτήσεων, θα καθορισθεί η αρχιτεκτονική του συστήματος και η δομή των επιμέρους υποσυστημάτων (υλικού και λογισμικού). Επιπλέον, θα ορισθεί η μέθοδος ολοκλήρωσης αλλά και τα κριτήρια αξιολόγησης του τελικού συστήματος ως προς την ευχρηστία και την αξιοπιστία του.

Παραδοτέα:

Π1.1 (ΕΦΑΠΠ): Περιγραφή απαιτήσεων και περιπτώσεων χρήσης (M6) – Έκθεση

Π1.2 (ELLAB): Περιγραφή των προδιαγραφών και της αρχιτεκτονικής του συστήματος (Μ9) – Έκθεση

 

ΕΕ2

Ανάπτυξη συστήματος και δημιουργία βάσης δεδομένων

Μ4-Μ18
Υπευθ. Φορέας: ΕΦΑΠΠ
ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ  ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Δ2.1. Ανάπτυξη του συστήματος DeepSky (Μ4-Μ12). H παρούσα δράση αφορά στην ενοποίηση του υλικού και του λογισμικού λήψης δεδομένων (εικόνων) του συστήματος οπτικής καταγραφής, σε μία λειτουργική αρχιτεκτονική οντότητα, διευκολύνοντας τη λειτουργία και μεγιστοποιώντας την αποδοτικότητα. Στα πλαίσια της ανάπτυξης του συστήματος θα διερευνηθούν μέθοδοι αποτελεσματικής διαχείρισης της συνολικής εγκατάστασης από την κύρια υπολογιστική μονάδα, καθώς και συγχρονισμού και συντονισμού του ολικού συστήματος από υπολογιστικές μονάδες προσαρτημένες στο τοπικό δίκτυο (π.χ. υπολογιστικές μονάδες όπως NVIDIAJetsonNano, ή RaspberryPi σε συνεργασία με MovidiusNCS-2 ή Dragonboard 410C) με σκοπό την λειτουργία του συστήματος σε πραγματικό χρόνο, καθώς και τη φορητότητα και επεκτασιμότητα του συστήματος DeepSky. Οι είσοδοι και οι απαιτήσεις θα προκύψουν από τις προδιαγραφές του οργάνου και των υποσυστημάτων του, λαμβάνοντας κυρίως υπόψη (α) περιβαλλοντικούς περιορισμούς που σχετίζονται με τις καιρικές συνθήκες (μέγιστο εύρος θερμοκρασίας ανέμου, υγρασία, βροχή, χιόνι, άνεμο, ηλιακή ακτινοβολία κτλ.) και (β) περιβαλλοντικούς περιορισμούς που σχετίζονται με τις εγκαταστάσεις επικοινωνίας (Ethernet, WiFi, GSM, κτλ.)

Δ2.2. Δημιουργία και διαχείριση βάσης δεδομένων (Μ7-Μ18). Με την εγκατάσταση των αισθητήρων/οργάνων καταγραφής στο Πανεπιστήμιο Πατρών θα εκκινήσει η συλλογή δεδομένων και η οργάνωσή τους με σκοπό να περιλαμβάνουν όσο το δυνατόν περισσότερες διαφορετικές περιβαλλοντικές/ατμοσφαιρικές συνθήκες. Πέραν της συλλογής επιτόπιων δεδομένων στα πλαίσια του έργου, τα οποία θα γίνουν με χρήση των οργάνων του DeepSky, θα γίνουν οι αναμενόμενοι υπολογισμοί από το αναλυτικό μοντέλο διάδοσης της ακτινοβολίας, ενώ θα διερευνηθεί και η δυνατότητα χρήσης παρελθοντικών δεδομένων. Στη δράση αυτή, δοθέντος ενός συνόλου δειγμάτων που έχει ληφθεί από διαφορετικές συνθήκες (π.χ. φωτισμού, καιρικές κτλ.), θα αναπτυχθεί κατάλληλη διαδικασία που θα διασφαλίζει ότι το σύνολο των δεδομένων εικόνων που είναι διαθέσιμα είναι επαρκή και κατάλληλα για την εκπαίδευση ενός μοντέλου deeplearning, ενώ θα γίνεται ο απαιτούμενος χαρακτηρισμός των δεδομένων για την ανάπτυξη της εφαρμογής κατηγοριοποίησης νεφών και εκτίμησης της κίνησής τους. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να διασφαλισθεί η επίδοση της εφαρμογής (σε όρους ακρίβειας εντοπισμού/αναγνώρισης) καθώς και η ικανότητά της να «γενικεύει» σε νέα περιβάλλοντα (διαφορετικές συνθήκες φωτισμού, καιρικών συνθηκών κ.α.).  Η ικανότητα του συστήματος σε νέα περιβάλλοντα μπορεί να εξασφαλισθεί σε μεγάλο βαθμό ακολουθώντας και διαδικασίες επαύξησης δεδομένων (dataaugmentation), χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως μετασχηματισμούς εικόνας, εισαγωγή θορύβου, αναδιάταξη χρωματικών καναλιών της εικόνας, μεταβολή των χρωμάτων και της φωτεινότητας κ.α.. Σε μερικές περιπτώσεις, η κατανομή των δειγμάτων μπορεί να μοντελοποιηθεί μέσω ενός μη-παραμετρικού γεννητικού μοντέλου, το οποίο επιτρέπει τη δημιουργία νέων δειγμάτων τα οποία ακολουθούν την κατανομή των δεδομένων, με χρήση GenerativeAdversarialNetworks (GANs).

Παραδοτέα:

Π2.1 (IRIDA): Ανάπτυξη συστήματος DeepSky (M12) – Πιλοτική υλοποίηση

Π2.2 (ΕΦΑΠΠ): Βάση δεδομένων DeepSky (M18) – Έκθεση

 

ΕΕ3

Ανάπτυξη λογισμικού και μοντελοποίηση συστήματος

Μ7-Μ24
Υπευθ. Φορέας: IRIDA
ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ  ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Δ3.1. Ανάπτυξη του λογισμικού υπολογιστικής όρασης (Μ7-Μ18). Θα γίνει η ανάπτυξη των αλγοριθμικών διαδικασιών που αποτελούν το λογισμικό υπολογιστικής όρασης του συνολικού συστήματος, οι οποίες περιλαμβάνουν (α) διαδικασίες γεωμετρικής και ραδιομετρικής διόρθωσης των οπτικών συστημάτων, (β) αλγορίθμους HDR για την αύξηση του δυναμικού εύρους με σκοπό την καλύτερη καταγραφή εικόνων σε διαφορετικές συνθήκες φωτεινότητας, (γ) τεχνικές registration των οπτικών αισθητήρων για την αναγωγή όλων των μετρήσεων σε ένα κοινό σύστημα συντεταγμένων. Οι αλγόριθμοι αυτοί έχουν σκοπό την προ-επεξεργασία των δεδομένων/εικόνων ώστε να μπορούν εν συνεχεία να εισαχθούν στο σύστημα βαθιάς μάθησης, και θα αναπτυχθούν λαμβάνοντας υπόψη τις ανάγκες για επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο.

Δ3.2. Ανάπτυξη του λογισμικού βαθιάς μάθησης (Μ10-Μ24). Η δράση αυτή περιλαμβάνει την ανάπτυξη τεχνικών βαθιάς μάθησης για τον προσδιορισμό των νεφώσεων και την εκτίμηση της κίνησής τους στον ουράνιο θόλο. Στο πλαίσιο αυτό θα εξετασθούν διαφορετικές δομές CNN δικτύων ανίχνευσης (detectionnetworks όπως Yolo-3 / Tiny-Yolo, MobileNet-SSD, Squeezenet κτλ.) και κατηγοριοποίησης (classificationnetworks όπως Alexnet, VGG κ.α.) ως προς την πολυπλοκότητά τους αλλά και την καταλληλότητα τους για τις εφαρμογές προσδιορισμού των νεφώσεων. Επιπλέον, θα εξετασθεί η χρήση δικτύων RNN καθώς και δομών LSTM (LongShort-Term Memory) για την επεξεργασία ακολουθιών εικόνων με σκοπό την αναγνώριση των νεφών και την εκτίμηση της κίνησης και της τροχιάς τους. Στην συνέχεια και για έναν επιλεγμένο αριθμό δικτύων θα ακολουθήσει η διαδικασία εκπαίδευσης με χρήση DeepLearningFrameworks όπως Tensorflow, Pytorch ή OpenVINO (το οποίο παρέχει μηχανισμούς εκπαίδευσης βασισμένους στα TensorFlow και PyTorch). Κατά τη διαδικασία επιλογής των δομών των δικτύων καθώς και κατά διάρκεια της εκπαίδευσης, θα δοθεί έμφαση στην μετέπειτα υλοποίηση σε πραγματικό χρόνο. Επομένως, τα κριτήρια της επιλογή των δικτύων θα λαμβάνουν υπόψιν τον αριθμό των παραμέτρων των δικτύων, τα συμβατότητα των τελεστών του δικτύου με την αρχιτεκτονική του επεξεργαστή που θα εκτελεστεί στη συνέχεια καθώς και τη διαθέσιμη μνήμη του υπολογιστικού συστήματος. Ένα ακόμη κριτήριο της επιλογής της δομής του δικτύου θα είναι η ικανότητα του να λειτουργεί στα πλαίσια του ParsimoniousInference, σύμφωνα με το οποίο μόνον ένα μικρό μέρος του δικτύου συμμετέχει στη διαδικασία Inference ενός δείγματος. Η IRIDA έχει ήδη ανακοινώσει αποτελέσματα εφαρμογής της διαδικασίας ParsimoniousInference για άλλες περιπτώσεις.

Παραδοτέα:

Π3.1 (ELLAB): Λογισμικό υπολογιστικής όρασης DeepSky (M18) – Έκθεση, Λογισμικό

Π3.2 (IRIDA): Λογισμικό βαθιάς μάθησης DeepSky (M24) – Έκθεση, Λογισμικό

 

ΕΕ4

Έλεγχος και επικύρωση λειτουργίας του πρωτότυπου DeepSky

Μ16-Μ30
Υπευθ. Φορέας: ΕΦΑΠΠ
ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ  ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Δ4.1 Ολοκλήρωση και επικύρωση λειτουργίας του συστήματος (Μ16-Μ30). Η δράση αυτή αφορά στην ενοποίηση του υλικού και του λογισμικού του συστήματος DeepSky σε μία λειτουργική οντότητα, διευκολύνοντας τη λειτουργία και μεγιστοποιώντας την αποδοτικότητα. Στα πλαίσια της ολοκλήρωσης του συστήματος θα διερευνηθούν μέθοδοι αποτελεσματικής διαχείρισης της συνολικής εγκατάστασης από την κύρια υπολογιστική μονάδα, καθώς και συγχρονισμού και συντονισμού του ολικού συστήματος με άλλους πόρους. Επίσης θα μελετηθούν θέματα που αφορούν την λειτουργικότητα και σταθερότητα του συστήματος σε συνθήκες συνεχούς λειτουργίας και θα διορθωθούν τα όποια λειτουργικά / επιχειρησιακά σφάλματα, με σκοπό την βελτιστοποίηση της λειτουργίας του. Στη διαδικασία θα ληφθούν υπόψη και τα αποτελέσματα της αξιολόγησης της Δράσης 4.2.

Δ4.2. Αξιολόγηση συστήματος (Μ18-Μ30). Στο πλαίσιο της πιλοτικής χρήσης θα υλοποιηθούν διαδικασίες ελέγχου και επικύρωσης της λειτουργίας του συστήματος. Θα γίνει η αξιολόγηση της απόδοσης του πρωτοτύπου DeepSky, η οποία περιλαμβάνει διάφορα κριτήρια όπως:

- Ποσοστό ανίχνευσης και αναγνώρισης των νεφώσεων και εκτίμησης της κίνησης αυτών

- Ποσοστό σφάλματος άλλων γεωφυσικών μεταβλητών

- Υπολογιστική πολυπλοκότητα και κατανάλωση στην εκτέλεση σε πραγματικό χρόνο

- Ποσοστά ανίχνευσης σφάλματος σε διαφορετικές συνθήκες από αυτές που έχει γίνει η εκπαίδευση του αλγορίθμου. Για τον σκοπό αυτό θα χρησιμοποιηθούν δεδομένα που δεν είχαν χρησιμοποιηθεί στην διαδικασία εκπαίδευσης του συστήματος deeplearning.

Στην αξιολόγηση του συστήματος θα ληφθούν υπόψη οι επιδόσεις του DeepSky κατά την λειτουργία του στο Πανεπιστήμιο Πατρών (Δ2.2). Στην διάρκεια της συγκεκριμένης δράσης εντάσσονται: ι) η πραγματοποίηση των πειραματικών εκστρατειών σε επιλεγμένους σταθμούς του εξωτερικού (Payerne-Ελβετική Μετεωρολογική Υπηρεσία,Lindenberg – Γερμανική Μετεωρολογική Υπηρεσία, PlataformaSolardeAlmeria - Γερμανική Αεροδιαστημική Υπηρεσία) και σε σταθμούς της Εθνικής Υποδομής «ΠΑΝΑΚΕΙΑ», ιι) η αξιολόγηση του DeepSky.Η διαδικασία ελέγχου και επικύρωσης θα περιγραφεί με λεπτομέρεια σε πρωτόκολλο δοκιμών και ελέγχων που θα αναπτυχθεί και θα είναι μέρος της αναφοράς της πρώτης έκδοσης του ολοκληρωμένου συστήματος. Τα αποτελέσματα αξιολόγησης θα αποτελούν μέρος της αναφοράς της τελικής έκδοσης του ολοκληρωμένου συστήματος.

Παραδοτέα:

Π4.1 (IRIDA): Ολοκληρωμένο σύστημα DeepSky (M30) – Έκθεση, Πρωτότυπο

Π4.2 (ΕΦΑΠΠ): Αναφορά ελέγχου και αξιολόγησης (M30) – Έκθεση

 

ΕΕ5

Διάχυση και εμπορική αξιοποίηση αποτελεσμάτων έργου

Μ1-Μ30
Υπευθ. Φορέας: IRIDA
ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ  ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Δ5.1 Εκπόνηση σχεδίου αξιοποίησης (Μ13-Μ24). Θα καταρτιστεί πλήρες Επιχειρηματικό Σχέδιο που θα περιλαμβάνει έρευνα αγοράς και εμπορικής αξιοποίησης του συστήματος, στο οποίο θα περιγράφονται οι δράσεις αξιοποίησης των αποτελεσμάτων με εμπορικό ενδιαφέρον από την IRIDA. Η έρευνα αγοράς θα περιλαμβάνει κύρια και πρώτα δυνητικούς πελάτες που προέρχονται από το χώρο της μετεωρολογίας στον Ελληνικό χώρο, ενώ θα γίνει προσπάθεια για διεύρυνση της εμπορικής αξιοποίησης του συστήματος και στο εξωτερικό. Το Επιχειρηματικό Σχέδιο θα αποτελέσει τον πλοηγό για την επιτυχή εμπορική εκμετάλλευση των ερευνητικών αποτελεσμάτων και του συστήματος DeepSky, καταγράφοντας μεταξύ άλλων τους στόχους  του εγχειρήματος, τους απαιτούμενους και διαθέσιμους πόρους για την υλοποίησή του, την εθνική και διεθνή αγορά, τον υφιστάμενο ανταγωνισμό και τους εν δυνάμει τελικούς χρήστες του υπό ανάπτυξη συστήματος. Επιπλέον, το σχέδιο θα περιλαμβάνει τον καθορισμό της προσφερόμενης αξίας προς τους φορείς (πελάτες), τρόπους προώθησης και διάθεσης του προϊόντος, στρατηγική πελατών και σχέσεις με τους εταίρους της αγοράς. Τέλος, βασικό συστατικό μέρος του Επιχειρηματικού Σχεδίου θα αποτελεί ο προσδιορισμός των εναλλακτικών πηγών χρηματοδότησης του εγχειρήματος, ενώ θα περιλαμβάνονται οι τροποποιήσεις που θα πρέπει να γίνουν στις προδιαγραφές του συστήματος (π.χ. κάμερες, υπολογιστική μονάδα, λειτουργικότητα κτλ.) για να υιοθετηθεί σε διαφορετικές τομείς και εφαρμογές ενδιαφέροντος.

Δ5.2 Δράσεις δημοσιότητας και εμπορικής εκμετάλλευσης (Μ1-Μ30). Περιλαμβάνονται δράσεις δημοσιότητας των τεχνολογιών DeepSky, οι οποίες θα πραγματοποιηθούν στο πλαίσιο της διάχυσης των αποτελεσμάτων του έργου όπως π.χ. δημιουργία ιστοσελίδας, παραγωγή έντυπου ή ηλεκτρονικού ενημερωτικού υλικού για το έργο, διοργάνωση εκδηλώσεων κλπ. Η σύμπραξη θα επιδιώξει να δημοσιεύσει τα αποτελέσματα του έργου σε διεθνή αναγνωρισμένα επιστημονικά περιοδικά υψηλού δείκτη και επιστημονικά συνέδρια του χώρου. Η εμπορική εκμετάλλευση αποτελεσμάτων περιλαμβάνει τη συμμετοχή σε διεθνείς εκθέσεις αλλά και δραστηριότητα επίδειξης ή εκδήλωση που θα απευθύνεται σε πιθανούς χρήστες του συστήματος και ειδικούς επιστήμονες, κατά προτίμηση ως παράλληλη δράση σε κάποιο διεθνές συνέδριο. Τέλος, σημαντικό κομμάτι της ενότητας εργασίας θα έχει να κάνει με την διμερή προώθηση των αποτελεσμάτων του έργου (B2B συναντήσεις) με εταιρείες και φορείς κυρίως στο εξωτερικό με στόχο να αναπτυχθεί περαιτέρω η εξωστρέφεια της IRIDA.

Παραδοτέα:

Π5.1 (ELLAB): Ιστοσελίδα έργου (Μ3) – Ιστότοπος

Π5.2 (IRIDA): Σχέδιο εμπορικής αξιοποίησης (M24) – Έκθεση

Π5.3 (IRIDA): Δράσεις διάχυσης και εμπορικής αξιοποίησης (Μ30) – Έκθεση

Π5.4 (ΕΦΑΠΠ): Αναφορά κατοχύρωσης ερευνητικών αποτελεσμάτων (Μ30) – Έκθεση

 

ΕΕ6

Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας

Μ19-Μ30
Υπευθ. Φορέας: IRIDA
Σκοπός
- Κατοχύρωση διπλώματος ευρεσιτεχνίας
ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ  ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Η ΕΕ6 περιλαμβάνει όλες τις απαραίτητες ενέργειες προκειμένου να συνταχθεί και να υποβληθεί μια λεπτομερής τεχνική περιγραφή, εν μέρει ή εξ’ ολόκληρου, του συστήματος για την εξασφάλιση της πνευματικής ιδιοκτησίας των τεχνολογιών που θα αναπτυχθούν, στο ελληνικό γραφείο ευρεσιτεχνιών ΟΒΙ, με βάση τις διαδικασίες που προβλέπονται στο πλαίσιο της Επιτροπής Διαχείρισης της Καινοτομίας του DeepSky.

Παραδοτέα:

Π6.1 (IRIDA): Περιγραφή συστήματος προς αξιολόγηση από γραφείο ευρεσιτεχνιών (M30) – Άλλο

1.1.δ. Αναμενόμενα Αποτελέσματα

Στο έργο DeepSky, θα αναπτυχθεί ένα νέο σύστημα εκτίμησης πολλαπλών γεωφυσικών μεταβλητών που θα βασίζεται σε ψηφιακές απεικονίσεις του ουράνιου θόλου, φυσικά μοντέλα και τεχνικές υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης. Το DeepSky σκοπεύει να είναι ένα νέο και καινοτόμο προϊόν το οποίο ικανοποιεί τις απαιτήσεις σε ανάλυση, εγκυρότητα, ποιότητατων χρηστών αλλά και των Διεθνών Οργανισμών στους τομείς της μετεωρολογίας, ατμόσφαιρας και ηλιακής ενέργειας. Η αξιολόγηση του DeepSky θα αξιολογηθεί σε πραγματικό περιβάλλον κατά την πιλοτική λειτουργία του συστήματος στις επιλεγμένους σταθμούς. Το DeepSky θα ενσωματώσει υψηλής ποιότητας δεδομένα σε διαφορετικές ατμοσφαιρικές συνθήκες.

Το DeepSky θα δώσει, για πρώτη φορά, τη δυνατότητα να συνδυαστεί η επιστημονική αριστεία σε θέματα μοντελοποίησης της διάδοσης της ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα και των παραμέτρων που την επηρεάζουν, την επεξεργασίας εικόνας και των μεθόδωνυπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης, με σκοπό την εκτίμηση πολλαπλών γεωφυσικών μεταβλητών και για την ημέρα και για τη νύχτα.

Από τα ανωτέρω γίνεται αντιληπτό ότι το DeepSky συνεισφέρει σημαντικά στην ανταγωνιστικότητα τηςεπιχείρησης και των ερευνητικώνφορέων, καθώς μπορεί να αποτελέσει τη βάση παροχής υπηρεσιών σε διεθνές επίπεδο και ενισχύουν σημαντικά την επιστημονική αριστεία της ερευνητικής ομάδας. Επομένως, συμβάλει θετικά στην εθνική οικονομία και την απασχόληση, καθώς θα δημιουργήσει νέες θέσεις εργασίας για άτομα με γνωστικό αντικείμενο το περιβάλλον, τη μετεωρολογία, τις ατμοσφαιρικές επιστήμες, την τηλεπισκόπηση και την πληροφορική. Πέρα από τις θέσεις εργασίας που θα δημιουργηθούν κατά την υλοποίηση του έργου, η δυναμική του DeepSky και η μελλοντική του αξιοποίηση αναμένεται να συντηρήσει και πιθανότατα και να αυξήσει τον αριθμό των ατόμων που θα απασχολούνται με στόχο την εξέλιξή του σε ένα πλήρες εμπορικό προϊόν υψηλής επιστημονικής σημασίας. Το DeepSky συμβάλει σημαντικά στην έρευνα, καθώς η μεθοδολογία και τα αποτελέσματα/προϊόντα του είναι καινοτόμα σε παγκόσμιο επίπεδο και αποτελούν βάση για την περεταίρω έρευνα, με στόχο να αξιοποιηθούν μελλοντικά και νέα δεδομένα ή μετρήσεις, όπως τα μετεωρολογικά δεδομένα της 2ης και 3ης γενιάς δορυφόρων Meteosat και τα ατμοσφαιρικά δεδομένα των δορυφόρων Sentinel 4 και 5 και τις προγνώσεις του CopernicusAtmosphericService.

Πέραν των παραπάνω, κάποια επιμέρους αναμενόμενα αποτελέσματα είναι τα εξής:

  • Βελτίωση των επίγειων μετρήσεων και προστιθέμενη αξία για τα προγράμματα GEOSS και Copernicus: Το DeepSky θα συνεισφέρει ως ένα νέο σύστημα επίγειων μετρήσεων πολλαπλών γεωφυσικών μεταβλητών, χαμηλού κόστους και συντήρησης, αξιολογημένου σε διαφορετικές γεωγραφικές περιοχές και ατμοσφαιρικές συνθήκες. Ως αποτέλεσμα, θα συνδράμει στη συμπλήρωση του επίγειου δικτύου, όσον αφορά την πυκνότητα των σταθμών αλλά και των μετρούμενων γεωφυσικών μεταβλητών, σε άμεση συσχέτιση με τη θεμελιώδη δράση του GEOSS με τίτλο GEOSSin-situEarthobservationresources.Το DeepSky θα παρέχει απαραίτητα δεδομένα για την αξιολόγηση των δορυφορικών εκτιμήσεων του προγράμματος Copernicus, καθώς και των δεδομένων των CopernicusAtmosphericService και CopernicusClimateChangeService. Τέλος, οι δράσεις διάχυσης των αποτελεσμάτων θα ενισχύσουν την γνώση και ευαισθητοποίηση για το πρόγραμμα Copernicus γιατί τα δύο Εργαστήρια του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών αποτελούν μέλη του CopernicusAcademyNetwork, της ομάδας των ερευνητικών οργανισμών που λειτουργεί για την διάχυση των δεδομένων του Copernicus.
  • Βελτίωση κόστους περιβαλλοντικών μετρήσεων σε σχέση με προηγούμενα συστήματα: Το DeepSky, ως ένα σύστημα μέτρησης πολλαπλών γεωφυσικών μεταβλητών, αναμένεται να έχει κόστος πολύ μικρότερο σε σχέση με τα ανάλογα όργανα για τις ίδιες μετρήσεις. Αναμένεται να μην έχει κινούμενα μέρη (που συμβάλλουν σε βλάβες) και αναλώσιμα, ενώ θα απαιτεί ελάχιστη συντήρηση. Σημαντικά αναμένεται να βοηθήσουν οι πειραματικές εκστρατείες σε διαφορετικές περιοχές, ώστε το DeepSky να μην περιορίζεται γεωγραφικά και τεχνολογικά και να έχει εξακριβωμένη αξιοπιστία. Τα προαναφερόμενα, σε συνδυασμό με τις μετρήσεις ημέρα και νύχτα σε ορατό και θερμικό υπέρυθρο, αποτελούν τη βάση για την εξασφάλιση της πνευματικής ιδιοκτησίας του DeepSky (EE6).
  • Νέες ευκαιρίες στην αγορά του τομέα «Παρατήρηση της Γης»: το DeepSky θέλει να ανταποκριθεί στις ανάγκες συγκεκριμένων αγορών που αφορούν τη μετεωρολογία, την ατμόσφαιρα και την ηλιακή ενέργεια και να καλύψει τις ανάγκες των χρηστών τους, είτε είναι επιστήμονες είτε άλλοι τελικοί χρήστες (π.χ. υπηρεσίες περιβάλλοντος, ερασιτέχνες μετεωρολόγοι). Στο πλαίσιο του σχεδίου αξιοποίησης και των δράσεων επιστημονικής διάχυσης/εμπορικής εκμετάλλευσης (ΕΕ5), θα υπάρξουν οι απαραίτητες επαφές με διαφορετικές κοινότητες τελικών χρηστών (μετεωρολογία, ατμόσφαιρα και ηλιακή ενέργεια), θα παρουσιαστούν τα ευρήματα του έργου, τα οφέλη του συστήματος και οι πιθανές εφαρμογές του.

1.1.ε. Οικονομική και εμπορική αξιοποίηση των αποτελεσμάτων

H σύμπραξη των φορέων στοχεύει να δημιουργήσει ένα νέο προϊόν το οποίο λείπει από την διεθνή αγορά και της επιτρέπει να διεισδύσει με σοβαρές προϋποθέσεις. Το DeepSky είναι ένα καινοτόμο σύστημα μετεωρολογικής, ατμοσφαιρικής και ηλιακής παρατήρησης, που θα επιτρέψει στην σύμπραξη να αποκτήσει ένα μοναδικό προϊόν μέτρησης πολλαπλών γεωφυσικών μεταβλητών. Από την άποψη της εμπορικής αξιοποίησης, το DeepSky απευθύνεται σε δυνητικούς πελάτες που προέρχονται από το χώρο της μετεωρολογίας, των ατμοσφαιρικών επιστημών αλλά και των ηλιακών πηγών ενέργειας, μια που  θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση και την πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού σε υπάρχουσες/μελλοντικές φωτοβολταϊκές και ηλιοθερμικές εγκαταστάσεις. Το σχέδιο αξιοποίησης επίσης περιλαμβάνει τις τροποποιήσεις που θα πρέπει να γίνουν στις προδιαγραφές του συστήματος (π.χ. κάμερες, επεξεργαστικές μονάδες) για να υιοθετηθεί στους διαφορετικές τομείς και εφαρμογές ενδιαφέροντος.

Τα αποτελέσματα που θα επιτευχθούν στα πλαίσια του DeepSky μπορούν οικονομικά και εμπορικά να αξιοποιηθούν συνολικά ή και το καθένα από μόνο του. Το μοντέλο εμπορικής αξιοποίησης μπορεί να λάβει διάφορες μορφές, όπως π.χ., απ’ ευθείας πώληση ως υπηρεσία ή προϊόν π.χ. προς μετεωρολογικούς σταθμούς, ή προώθηση μεμονωμένων εφαρμογών που απαρτίζουν το συνολικό σύστημα, όπως π.χ. αξιοποίηση της βιβλιοθήκης αναγνώρισης και εκτίμησης κίνησης των νεφών με σκοπό τη δημιουργία περιεχομένου τεχνητής νοημοσύνης. Το βασικό μοντέλο (businessmodel) που έχει ακολουθήσει ως σήμερα η IRIDA για προηγούμενα προϊόντα ή τεχνολογίες είναι η αδειοδότηση (licensing) με διαφορετικά δικαιώματα χρήσης ανάλογα με τις ανάγκες του τελικού πελάτη. Για το σκοπό αυτό,έχουν ήδη προβλεφθεί η εκπόνηση επιχειρηματικού σχεδίου αξιοποίησης και δράσεις δημοσιότητας/εμπορικής εκμετάλλευσης (ΕΕ5) και η σύνταξη και υποβολή αίτησης για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας (ΕΕ6).

Η IRIDA στοχεύει τόσο στην εμπορική αξιοποίηση του συνολικού συστήματος μετεωρολογικής και ατμοσφαιρικής παρατήρησης που θα υλοποιηθεί, όσο και των επιμέρους βιβλιοθηκών (όπως τεχνικών εντοπισμού νεφών και εκτίμησης της κίνησής τους, τεχνικών μηχανικής μάθησης για τον χαρακτηρισμό των νεφών και των ατμοσφαιρικών δεδομένων κτλ.) που θα αναπτυχθούν στα πλαίσια του έργου. Σε συνεννόηση με τους ακαδημαϊκούς εταίρους θα διερευνηθούν οι δυνατότητες για σύναψη συμβολαίου τεχνικής συνεργασίας. Η IRIDA θα έχει την δυνατότητα εμπορικής χρήσης του τελικού προϊόντος του έργου, εφόσον συναποφασιστούν από όλους τους εμπλεκόμενους εταίρους οι σχετικοί εμπορικοί και οικονομικοί όροι, καθώς επίσης και τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας.  Η συμφωνία της κοινοπραξίας θα βασιστεί στο πρότυπο του Development of a SimplifiedConsortium Agreement(DESCA). Το DESCA είναι ένα μοντέλο σύμβασης που αναπτύχθηκε από μια ομάδα κορυφαίων ακαδημαϊκών και ιδιωτικών οργανισμών και απολαμβάνει ευρεία αποδοχή μεταξύ των φορέων που συμμετέχουν σε προγράμματα του πλαισίου Η2020 της ΕΕ. Το DESCA θα αποτελέσει τη βάση επί της οποίας θα αναπτυχθεί η συμφωνία κοινοπραξίας. Όλα τα θέματα που αφορούν εμπιστευτικότητα, δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας, υπόβαθρο, συμφωνία σχετικά με τα δικαιώματα εκμετάλλευσης και αποσαφήνιση των δικαιωμάτων και υποχρεώσεων στο DeepSky θα συμπεριληφθούν στο έγγραφο της συμφωνίας κοινοπραξίας που πρόκειται να υπογραφεί από όλους τους συμμετέχοντες με την έναρξη του έργου.

Η εμπορική αξιοποίηση θα γίνει είτε μέσω απευθείας πώλησης ως υπηρεσία ή προϊόν προς μετεωρολογικές υπηρεσίες, εργαστήρια/ινστιτούτα και άλλους δημόσιους/ιδιωτικούς φορείς που σχετίζονται με τις περιβαλλοντικές επιστήμες και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, την εκπαίδευση ή προς μεμονωμένους τελικούς χρήστες (π.χ. ερασιτέχνες μετεωρολόγοι). Από την έναρξη του DeepSky, θα καταβληθεί προσπάθεια για τον εντοπισμό περισσότερων εν δυνάμει χρηστών. Οι ακαδημαϊκοί φορείς, με τη δυνατότητα επαφών που έχουν με διεθνείς φορείς και οργανισμούς, θα παρουσιάσουν τα αποτελέσματα. Η υπηρεσία θα αφορά το λογισμικό σύστημα μετεωρολογικής/ατμοσφαιρικής παρατήρησης καθώς επίσης και τα επιμέρους υποσυστήματα διαχείρισης δεδομένων, παρακολούθησης και εκτίμησης της κίνησης των νεφών. Επιπρόσθετα, οι επιμέρους βιβλιοθήκες και τα εργαλεία που θα υλοποιηθούν ενδέχεται να αξιολογηθούν και να αξιοποιηθούν σε διαφορετικού τύπου εφαρμογές που αφορούν την ανίχνευση, αναγνώριση και εκτίμηση της κίνησης αντικειμένων. Τέλος, οι βάσεις δεδομένων που θα δημιουργηθούν στα πλαίσια του έργου, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη συγκριτική αξιολόγηση αλγορίθμων βαθιάς μάθησης από επιστήμονες μηχανικής μάθησης ή από εταιρείες που ενδιαφέρονται στην ανάπτυξη αντίστοιχων προϊόντων.

Τέλος, η θεμελιώδης προσέγγιση του DeepSky συμπεριλαμβάνει σημαντική έρευνα και καινοτομία που αφορά ένα ευρύ φάσμα των ατμοσφαιρικών επιστημών και της αντίστοιχης αγοράς. Αναμένεται, λοιπόν, να οδηγήσει σε περαιτέρω εφαρμογές και να διευκολύνει τη συμμετοχή των εταίρων του DeepSky σε μελλοντικά έργα.

1.1.στ. Δραστηριότητες Διάχυσης και Δημοσιότητας

To DeepSky στοχεύει στην αποτελεσματική κοινοποίηση των αποτελεσμάτων του σε όλους τους άμεσα ή έμμεσα ενδιαφερόμενους φορείς. Προς αυτή την κατεύθυνση, οι εταίροι έχουν καταρτίσει ένα οργανωμένο σχέδιο διάδοσης και εκμετάλλευσης των αποτελεσμάτων του έργου, με 4 βασικούς στόχους:

  • την προβολή των δράσεων και των αποτελεσμάτων στην επιστημονική κοινότητα και επιχειρήσεις που εμπλέκονται σε σχετικές ερευνητικές δραστηριότητες διεθνώς,
  • την προβολή του παραγόμενου προϊόντος στους εν δυνάμει χρήστες και την εμπορική εκμετάλλευση των αποτελεσμάτων του έργου,
  • τη διανομή πληροφοριακού υλικού σε εκείνους που επιθυμούν να ενημερωθούν ή να αξιοποιήσουν τα αποτελέσματα του έργου,
  • την ενημέρωση του γενικού κοινού, ώστε να γίνει κατανοητή η καινοτομία και τα επιτεύγματά του DeepSky, καθώς και τα κοινωνικά οφέλη που προκύπτουν.

Στην πρώτη φάση θα δημιουργηθεί μια ιστοσελίδα αφιερωμένη στο DeepSky, στην οποία θα περιγράφεται ο σκοπός και το αντικείμενο του έργου, τα σημαντικότερα αποτελέσματα καθώς και σχετικό υλικό από δραστηριότητες διάχυσης. Η ιστοσελίδα θα δημιουργηθεί μέχρι τον 3ο μήνα του έργου και θα  ενημερώνεται συνεχώς με τα επιτεύγματα και τα νέα του έργου. Στην συνέχεια, οι κύριες δραστηριότητες επικοινωνίας και διάχυσης των  αποτελεσμάτων περιλαμβάνουν:

  • Δημοσίευση των αποτελεσμάτων στον τοπικό, εθνικό και διεθνή τύπο (ηλεκτρονικές εφημερίδες, διαδικτυακές πύλες παροχής υπηρεσιών μετεωρολογικού χαρακτήρα, κ.α.)
  • Παραγωγή έντυπου (flyer) και ψηφιακού ενημερωτικού υλικού (video, newsletter) τεκμηρίωσης και προβολής των αποτελεσμάτων σε διαφορετικούς τύπους χρηστών, καθώς και του λογότυπου του DeepSky.
  • Διαδικτυακή παρουσία στα κοινωνικά μέσα: θα δημιουργηθούν χώροι αλληλεπίδρασης σε δίκτυα όπως Facebook, Twitter, LinkedIn, YouTube, συμβάλλοντας με συνεχείς ενημερώσεις σε μεγάλο αριθμό επισκεπτών σε διεθνές επίπεδο. Για την προβολή τους θα χρησιμοποιηθούν και τα επιχειρηματικά/ακαδημαϊκά κανάλια επικοινωνίας και των φορέων της σύμπραξης.
  • Δημοσιεύσεις (τουλάχιστον 4) των αποτελεσμάτων σε έγκυρα επιστημονικά περιοδικά σχετικά με τις ατμοσφαιρικές επιστήμες και την ηλιακή ενέργεια (π.χ. AtmosphericMeasurementtechniques, SolarEnergy), την υπολογιστική όραση και μηχανική μάθηση (π.χ. IEEETrans. onNeuralNetworksandLearningSystems, ArtificialIntelligence, PatternRecognition, NeuralComputation).
  • Παρουσιάσεις (τουλάχιστον 6) των αποτελεσμάτων σε διεθνή συνέδρια (π.χ. InternationalConferenceEnergy&Meteorology, EMSAnnualConference, IEEECVPR, NIPS, ECCVICCV, ICML)
  • Δραστηριότητα επίδειξης ή εκδήλωση που θα απευθύνεται σε πιθανούς χρήστες του συστήματος και ειδικούς επιστήμονες και θα διοργανωθεί από την ομάδα έργου, κατά προτίμηση ως παράλληλη δράση σε κάποιο διεθνές συνέδριο.
  • Ενημέρωση ελληνικών και διεθνών οργανισμών στους τομείς της Μετεωρολογίας, της Ατμόσφαιρας και της Ηλιακής Ενέργειας σχετικά με τους σκοπούς, τις δράσεις και τα αποτελέσματα του DeepSky, μέσω ειδικού ενημερωτικού δελτίου (Englishnewsletter)

Ένα αρχικό σχέδιο διαχείρισης της εκμετάλλευσης θα παραχθεί από τους εταίρους πριν από την ολοκλήρωση του έργου επιτρέποντας την αποτελεσματική εφαρμογή των μέτρων για την προστασία και την ενδεχόμενη αδειοδότηση της τεχνολογίας. Προς την κατεύθυνση αυτή σχεδιάζεται:

  • Κατοχύρωση πνευματικής ιδιοκτησίας: η IRIDA έχει ήδη αναπτύξει και κατοχυρώσει σημαντική πνευματική ιδιοκτησία ως αποτέλεσμα της έρευνας και ανάπτυξης που γίνεται μέχρι σήμερα. Στα πλαίσια του έργου θα υποβληθούν νέες αιτήσεις κατοχύρωσης διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας για τις τεχνολογίες υπολογιστικής όρασης και βαθιάς μάθησης που θα εφαρμοσθούν στο χώρο της μετεωρολογίας και της φυσικής της ατμόσφαιρας καθώς και του συνολικού ολοκληρωμένου συστήματος ως πρωτοπόρο σύστημα μετεωρολογικής, ατμοσφαιρικής και ηλιακής παρατήρησης.
  • Εμπορική εκμετάλλευση με συμμετοχή σε εκθέσεις: Περιλαμβάνει την συμμετοχή σε διεθνείς εκθέσεις (π.χ. Meteorological Technology World Expo, InterSolarEurope) και συνέδρια, για την προβολή και εμπορική προώθηση των επιμέρους αποτελεσμάτων ή του ολοκληρωμένου συστήματος του DeepSky.
  • Β2Β συναντήσεις: σημαντικό κομμάτι έχει να κάνει με την διμερή προώθηση των αποτελεσμάτων του έργου (B2B συναντήσεις) με επιχειρήσεις στην Ελλάδα αλλά και στο εξωτερικό με στόχο να αναπτυχθεί περαιτέρω η εξωστρέφεια της IRIDA. Η IRIDA διαθέτει ήδη δίκτυο πωλήσεων στην Ευρώπη, την Ασία και την Αμερική που επιθυμεί να ενδυναμώσει και να το διευρύνει με τα αποτελέσματα του έργου.

1.1.ζ Περιγραφή Δραστηριοτήτων και Ερευνητικών Ενδιαφερόντων Συνεργαζόμενων Φορέων

Δείτε σχετικό συνημμένο έγγραφο.

1.1.η Οργανωτική Δομή και Διαχείριση του Έργου

Δείτε σχετικό συνημμένο έγγραφο.

1.1.θ Περιγραφή Δραστηριοτήτων και Ερευνητικών Ενδιαφερόντων τυχόν Υπεργολάβου

Δεν υφίσταται.