Securing IoT Devices: A Robust and Efficient Deep Learning with a Mixed Batch Adversarial Generation Process for CAPTCHA Security Verification

The Internet of Things environment (e.g., smart phones, smart televisions, and smart watches) ensures that the end user experience is easy, by connecting lives on web services via the internet. Integrating Internet of Things devices poses ethical risks related to data security, privacy, reliability and management, data mining, and knowledge exchange. An adversarial machine learning attack is a good practice to adopt, to strengthen the security of text-based CAPTCHA (Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart), to withstand against malicious attacks from computer hackers, to protect Internet of Things devices and the end user’s privacy. The goal of this current study is to perform security vulnerability verification on adversarial text-based CAPTCHA, based on attacker–defender scenarios. Therefore, this study proposed computation-efficient deep learning with a mixed batch adversarial generation process model, which attempted to break the transferability attack, and mitigate the problem of catastrophic forgetting in the context of adversarial attack defense. After performing K-fold cross-validation, experimental results showed that the proposed defense model achieved mean accuracies in the range of 82–84% among three gradient-based adversarial attack datasets.

Optimal production planning and scheduling of mixed batch and continuous industrial processes

Το ερευνητικό έργο που παρουσιάζεται σε αυτή τη διδακτορική διατριβή πραγματεύεται την ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων μεικτού ακέραιου γραμμικού προγραμματισμού (MILP) και αποδοτικών μεθόδων επίλυσης σύνθετων προβλημάτων βελτιστοποίησης που αφορούν θέματα i) χρονοπρογραμματισμού παραγωγής, ii) ενοποιημένου χρονοπρογραμματισμού και σχεδιασμού παραγωγής και iii) σχεδιασμού και λειτουργίας δικτύων εφοδιαστικών αλυσίδων εμβολίων COVID-19. Ο χρονοπρογραμματισμός παραγωγής αποτελεί τη διαδικασία λήψης αποφάσεων κατά την οποία κατανέμονται οι διαθέσιμοι πόροι μιας βιομηχανικής εγκατάστασης στις διάφορες διεργασίες που είναι απαραίτητες για την παραγωγή των τελικών προϊόντων. Οι πόροι αυτοί μπορεί να περιλαμβάνουν τον εξοπλισμό επεξεργασίας, αποθήκευσης και μεταφοράς υλικών, το ανθρώπινο δυναμικό και τις βοηθητικές παροχές, π.χ. ηλεκτρισμό, νερό, κ.α. Ο σχεδιασμός παραγωγής αποτελεί μια άλλη διαδικασία λήψης αποφάσεων, η οποία αφορά επίσης την κατανομή των διαθέσιμων πόρων και η οποία προηγείται του χρονοπρογραμματισμού παραγωγής, με την έννοια ότι οι αποφάσεις που λαμβάνονται κατά τον σχεδιασμό αποτελούν είσοδο του χρονοπρογραμματισμού παραγωγής. Οι διαφορές ανάμεσα σε χρονοπρογραμματισμό και σχεδιασμό παραγωγής έγκειται στον υπό μελέτη χρονικό ορίζοντα (μέρες-εβδομάδα για χρονοπρογραμματισμό και εβδομάδες-μήνες για σχεδιασμό) και στην λεπτομέρεια των αποφάσεων (πιο λεπτομερείς κατά τον χρονοπρογραμματισμό). Στην πράξη τα δύο αυτά στάδια αποφάσεων μελετώνται ξεχωριστά, ωστόσο εκτενείς έρευνες έχουν δείξει ότι η ενοποιημένη μελέτη του χρονοπρογραμματισμού και του σχεδιασμού παραγωγής οδηγεί σε σημαντική αύξηση της αποδοτικότητας μιας βιομηχανικής μονάδας. Tα ρεαλιστικά προβλήματα χρονοπρογραμματισμού παρουσιάζουν εξαιρετικά υψηλή υπολογιστική πολυπλοκότητα, με αποτέλεσμα να μην μπορούν να επιλυθούν σε χρόνους αποδεκτούς από την βιομηχανία. Επομένως, κρίνεται αναγκαία η ανάπτυξη νέων υπολογιστικών τεχνικών, οι οποίες θα συνδυάζουν αποτελεσματικότητα, απόδοση και ταχύτητα, έτσι ώστε να υποστηρίξουν τις διοικήσεις των επιχειρήσεων στη διαδικασία λήψης αποφάσεων. Προς αυτή την κατεύθυνση, στην παρούσα διατριβή πραγματοποιείται τόσο η ανάπτυξη νέων μαθηματικών μοντέλων, λαμβάνοντας υπόψη ρεαλιστικά χαρακτηριστικά, όσο και η ανάπτυξη νέων αλγορίθμων για την επίλυση των προβλημάτων σε σύντομο υπολογιστικό χρόνο. Στο τελευταίο τμήμα του διδακτορικού, εφαρμόστηκε η τεχνογνωσία που είχε αποκτηθεί στον τομέα της μαθηματικής μοντελοποίησης, στο πρόβλημα βέλτιστης λειτουργίας και σχεδιασμού μιας εφοδιαστικής αλυσίδας για την διανομή των εμβολίων COVID-19. Το πρόβλημα αυτό αφορά κυρίως τον καθορισμό των μεταφερόμενων και αποθηκευμένων ποσοτήτων αλλά και τον προγραμματισμό των εμβολιασμών στα εμβολιαστικά κέντρα. Ο συγκεκριμένος τύπος εφοδιαστικής αλυσίδας εμφανίζει χαρακτηριστικά τα οποία δυσχεραίνουν την εύρυθμη λειτουργία του, κυρίως λόγω των ιδιαιτεροτήτων των εμβολίων τύπου mRNA, συγκεκριμένα τον περιορισμένο χρόνο ζωής των εμβολίων και τις ανάγκες αποθήκευσης σε βαθιά κατάψυξη. Η βιβλιογραφία για τη βελτιστοποίηση ιατρικών εφοδιαστικών αλυσίδων περιορίζεται κυρίως σε φάρμακα και βρίσκονται ελάχιστες μελέτες για την εφοδιαστική αλυσίδα εμβολίων, οι οποίες αφορούν κυρίως την διανομή εμβολίων σε χώρες του τρίτου κόσμου. Επίσης δεν βρίσκεται μελέτη στη βιβλιογραφία για εφοδιαστικές αλυσίδες εμβολίων για την αντιμετώπιση πανδημίας, καθώς και για εμβόλια mRNA. Τα παραπάνω δημιουργούν ένα ερευνητικό κενό μεγάλου ενδιαφέροντος ιδιαιτέρως λόγω των τελευταίων εξελίξεων. Για τους παραπάνω λόγους αναπτύχθηκαν νέα μοντέλα και αλγόριθμοι επίλυσης για την βελτιστοποίηση των αποφάσεων που αφορούν την εφοδιαστική αλυσίδα εμβολίων COVID-19. Επιπλέον ορίζεται ένα νέο πρόβλημα, στο οποίο καθορίζεται ταυτόχρονα και το πρόγραμμα εμβολιασμών σε κάθε εμβολιαστικό κέντρο, μέσω της ενσωμάτωσης αποφάσεων που αφορούν τις ανάγκες σε υγειονομικό προσωπικό.

Behavior of broilers subjected to different light spectra and illuminances

ABSTRACT The ideal illuminance in poultry houses for broiler chickens may lead to improvement in housing efficiency and broiler welfare. In this context, the objective of this research was to evaluate the behavior and welfare of broiler chickens under effect of illuminance by light-emitting diode (LED) in white band (400-760 nm) and blue/green band (470-525 nm). The experiment was conducted from October to December 2017, in the municipality of Carpina, PE, Brazil, and had 384-oneday-old chicks (mixed batch), Cobb 500 strain. The adopted design was completely randomized, in a 4 x 2 factorial scheme, corresponding to four illuminances, 5 lx (I1), 20 lx (I2), 150 lx (I3) and 5-20 lx (5 lx in the 1st, 2nd and 6th weeks and 20 lx in the 3rd, 4th and 5th weeks - I4), and two light spectra using LED bars, RGB type, in white (400-760 nm) color (C1) and blue/green (470-525 nm) dichromatic color (C2), with three repetitions. A continuous lighting program was used, 18 h of light and 6 h of dark per day. Ingestive, posture, comfort and natural behaviors, aggressiveness and discomfort of the broiler were evaluated. Broiler behavioral variables were determined by the frequency of the events and their probability of occurrence by the Chi-square test. Broilers subjected to wavelengths in the blue/green range and illuminance of 20 lx and 5-20 lx showed more significant ingestive and comfort behaviors, which demonstrates better welfare under these housing conditions.

On some lesser known sea cucumbers in the Natural History Museum, UK (Echinodermata: Holothuroidea)

A mixed batch of sea cucumbers tentatively labelled as ?Thyone or ?Havelockia species was obtained on loan from the Natural History Museum, United Kingdom (NHMUK) for identifications and records. The material dates back to 1850 and originates from shallow waters from various parts of the world. The material includes two new species and one new subspecies which have already been described in an earlier paper (see Thandar, 2017). The remaining specimens comprise a few known or poorly known nominal species and several indeterminate forms. This paper describes the known species while adding some useful information about them. Of the indeterminate species included are several specimens most belonging to the genus Thyone or Havelockia which, because of their incompleteness and absence of ossicles, are not identified beyond their suspected genus or species.

Ozonización De Residuos Líquidos Textiles Para Remoción De Sólidos Suspendidos Totales, Demandas Química Y Bioquímica De Oxígeno, Grasas Y Aceites

The study of the textile industry liquid wastes oxidation by ozone application in completed mixed batch reactors, with reaction times between 10 and 60 minutes, was developed according to previous observation tests. A SEFILTRA Ozone Generator, manufactured in Madrid, Spain, characterized by an air flow of 2 dm3/min), ozone concentration of 9,50 mg/dm3 , an O3production of 19 mg/min and %weight of 0,8. The contamination indicating parameters as Color, Turbidity, Total Suspended Solids, Chemical Oxygen Demand, Biochemical Oxygen Demand and, Fats and oils, showed satisfactory oxidative levels, with BOD5 and Fats and oils being the most oxidized within 50 minutes of reaction time. All contamination indicators were oxidized by ozone, according to second degree polynomial behavior, with correlation coefficients above 0,98.