建筑物的智能和连续调试（SCCX）可能会大大减少设计和运营性能之间的差距。本体论在SCCX中起着重要作用，因为它们促进了机器的数据可读性和推理。为了将其开发和纳入SCCX，需要更好地了解本体。本文批判性地回顾了自2014年以来自2014年以来在SCCX域内建立数据本体的最新研究，通过基于建筑数据类型，一般方法和应用程序对它们进行排序。在大多数现有本体论中，已经考虑了建筑信息建模和建筑管理系统的两个主要领域的数据类型。从现有本体论的批判分析中可以明显看出三个主要应用：（1）关键绩效指标计算，（2）建筑物绩效的改善以及（3）故障检测和诊断。文献综述中发现的关键差距是SCCX的整体本体，并了解应如何评估这种方法。基于这些发现，本研究为未来的必要研究提供了建议，包括：与SCCX相关的数据类型的识别，本体学绩效评估以及创建开源方法。

各种网络的部署（例如，事物互联网（IOT）和移动网络），数据库（例如，营养表和食品组成数据库）和社交媒体（例如，Instagram和Twitter）产生大量的多型食品数据，这在食品科学和工业中起着关键作用。然而，由于众所周知的数据协调问题，这些多源食品数据显示为信息孤岛，导致难以充分利用这些食物数据。食物知识图表提供了统一和标准化的概念术语及其结构形式的关系，因此可以将食物信息孤单转换为更可重复使用的全球数量数字连接的食物互联网以使各种应用有益。据我们所知，这是食品科学与工业中食品知识图表的第一个全面审查。我们首先提供知识图表的简要介绍，然后主要从食物分类，食品本体到食品知识图表的进展。粮食知识图表的代表性应用将在新的配方开发，食品可追溯性，食物数据可视化，个性化饮食推荐，食品搜索和质询回答，视觉食品对象识别，食品机械智能制造方面来概述。我们还讨论了该领域的未来方向，例如食品供应链系统和人类健康的食品知识图，这应该得到进一步的研究。他们的巨大潜力将吸引更多的研究努力，将食物知识图形应用于食品科学和工业领域。

The pervasive application of artificial intelligence and machine learning algorithms is transforming many industries and aspects of the human experience. One very important industry trend is the move to convert existing human dwellings to smart buildings, and to create new smart buildings. Smart buildings aim to mitigate climate change by reducing energy consumption and associated carbon emissions. To accomplish this, they leverage artificial intelligence, big data, and machine learning algorithms to learn and optimize system performance. These fields of research are currently very rapidly evolving and advancing, but there has been very little guidance to help engineers and architects working on smart buildings apply artificial intelligence algorithms and technologies in a systematic and effective manner. In this paper we present B-SMART: the first reference architecture for autonomic smart buildings. B-SMART facilitates the application of artificial intelligence techniques and technologies to smart buildings by decoupling conceptually distinct layers of functionality and organizing them into an autonomic control loop. We also present a case study illustrating how B-SMART can be applied to accelerate the introduction of artificial intelligence into an existing smart building.

在由家用电器，电动汽车和太阳能电池板等各种设备组成的分散家庭能源系统中，最终用户可以更深入地研究该系统的细节，并进一步实现能源可持续性，如果向它们提供了有关电能消耗的数据和设备粒度的生产。但是，该领域中的许多数据库都是从其他域中孤立的，包括仅与能源有关的信息。这可能会导致每个设备能源使用的信息损失（\ textit {例如{例如}天气）。同时，许多这些数据集已在计算建模技术（例如机器学习模型）中广泛使用。尽管这种计算方法仅通过仅专注于数据集的局部视图来实现极高的准确性和性能，但不能保证模型可靠性，因为当考虑到信息遗漏时，此类模型非常容易受到数据输入波动的影响。本文通过在家庭能源系统的基础上检查语义Web方法来解决智能能源系统领域的数据隔离问题。我们提供了一种基于本体的方法，用于在系统中的设备级分辨率下管理分散数据。结果，与每个设备相关的数据的范围可以在整个网络中以可互操作的方式轻松扩展，并且只要根据W3C标准组织数据，就可以从网络中获得其他信息，例如天气。 。

调试后已显示建筑物的性能会大大降解，从而增加能源消耗和相关的温室气体排放。使用现有的传感器网络和IoT设备进行连续调试有可能通过不断识别系统退化并重新调整控制策略以适应真正的建筑绩效来最大程度地减少这种废物。由于其对温室气体排放的重大贡献，为建筑加热的气体锅炉系统的性能至关重要。锅炉性能研究的综述已用于开发一组常见的断层和降解的性能条件，这些断层已集成到MATLAB/SIMULINK模拟器中。这导致了一个标记的数据集，并为14个非谐波锅炉中的每一个都进行了大约10,000个稳态性能的模拟。收集的数据用于使用K-Nearest邻居，决策树，随机森林和支持向量机训练和测试故障分类。结果表明，支持向量机方法给出了最佳的预测准确性，始终超过90％，并且由于较低的分类精度，无法对多个锅炉进行概括。

由于对高效有效的大数据分析解决方案的需求，医疗保健行业中数据分析的合并已取得了重大进展。知识图（KGS）已在该领域证明了效用，并且植根于许多医疗保健应用程序，以提供更好的数据表示和知识推断。但是，由于缺乏代表性的kg施工分类法，该指定领域中的几种现有方法不足和劣等。本文是第一个提供综合分类法和鸟类对医疗kg建筑的眼光的看法。此外，还对与各种医疗保健背景相关的学术工作中最新的技术进行了彻底的检查。这些技术是根据用于知识提取的方法，知识库和来源的类型以及合并评估协议的方法进行了严格评估的。最后，报道和讨论了文献中的一些研究发现和现有问题，为这个充满活力的地区开放了未来研究的视野。

负责任的AI被广泛认为是我们时代最大的科学挑战之一，也是释放AI市场并增加采用率的关键。为了应对负责任的AI挑战，最近已经发布了许多AI伦理原则框架，AI系统应该符合这些框架。但是，没有进一步的最佳实践指导，从业者除了真实性之外没有什么。同样，在算法级别而不是系统级的算法上进行了重大努力，主要集中于数学无关的道德原则（例如隐私和公平）的一部分。然而，道德问题在开发生命周期的任何步骤中都可能发生，从而超过AI算法和模型以外的系统的许多AI，非AI和数据组件。为了从系统的角度操作负责任的AI，在本文中，我们采用了一种面向模式的方法，并根据系统的多媒体文献综述（MLR）的结果提出了负责任的AI模式目录。与其呆在道德原则层面或算法层面上，我们专注于AI系统利益相关者可以在实践中采取的模式，以确保开发的AI系统在整个治理和工程生命周期中负责。负责的AI模式编目将模式分为三组：多层次治理模式，可信赖的过程模式和负责任的逐设计产品模式。这些模式为利益相关者实施负责任的AI提供了系统性和可行的指导。

在过去的十年中，数字双胞胎的概念在受欢迎程度上爆发了，但围绕其多个定义，其新颖性作为新技术的新颖性以及其实际适用性仍然存在，尽管进行了许多评论，调查和新闻稿，但其实际适用性仍然存在。探索了数字双胞胎一词的历史，以及其在产品生命周期管理，资产维护和设备车队管理，运营和计划领域的初始背景。还基于七个基本要素提供了一个最小可行的框架来利用数字双胞胎的定义。还概述了采用DT方法的DT应用程序和行业的简短旅行。预测维护领域突出了数字双胞胎框架的应用，并使用基于机器学习和基于物理的建模的扩展。采用机器学习和基于物理的建模的组合形成混合数字双胞胎框架，可以协同减轻隔离使用时每种方法的缺点。还讨论了实践实施数字双胞胎模型的关键挑战。随着数字双技术的快速增长及其成熟，预计将实现实质性增强工具和解决方案的巨大希望，以实现智能设备的智能维护。

叙事制图是一项学科，研究了故事和地图的交织性质。然而，叙述的传统地理化技术经常遇到几个突出的挑战，包括数据采集和一体化挑战和语义挑战。为了解决这些挑战，在本文中，我们提出了具有知识图表（KGS）的叙事制图的想法。首先，要解决数据采集和集成挑战，我们开发了一组基于KG的地理学工具箱，以允许用户从GISYstem内搜索和检索来自集成跨域知识图中的相关数据以获得来自GISYSTEM的叙述映射。在此工具的帮助下，来自KG的检索数据以GIS格式直接实现，该格式已准备好用于空间分析和映射。两种用例 - 麦哲伦的远征和第二次世界大战 - 被提出展示了这种方法的有效性。与此同时，从这种方法中确定了几个限制，例如数据不完整，语义不相容，以及地理化的语义挑战。对于后面的两个限制，我们为叙事制图提出了一个模块化本体，它将地图内容（地图内容模块）和地理化过程（制图模块）正式化。我们证明，通过代表KGS（本体）中的地图内容和地理化过程，我们可以实现数据可重用性和叙事制图的地图再现性。

上下文：大数据的有效处理是SQL和NOSQL数据库的一项具有挑战性的任务，在这种数据库中，有效的软件体系结构起着至关重要的作用。 SQL数据库设计用于构建数据和支持垂直可扩展性。相反，水平可伸缩性由NOSQL数据库支持，并且可以有效地处理较大的非结构化数据。可以根据组织的需求选择正确的范式；但是，做出正确的选择通常可能具有挑战性。 SQL和NOSQL数据库遵循不同的体系结构。同样，混合模型之后是NOSQL数据库的每个类别。因此，对于多个云服务提供商（CSP）的云消费者来说，数据移动变得困难。此外，每个云平台IAAS，PAAS，SaaS和DBAAS还监视各种范式。目的：该系统文献综述（SLR）旨在研究与SQL和NOSQL数据库软件体系结构相关的相关文章，并解决各种云平台之间的数据可移植性和互操作性。最新的状态通过观察缩放，性能，可用性，一致性和分片特性，介绍了SQL和NOSQL数据库的许多性能比较研究。根据研究研究，NOSQL数据库设计的结构可以是大数据分析的正确选择，而SQL数据库适合OLTP数据库。研究人员提出了许多与云中数据流动相关的方法。开发了基于平台的API，这使用户的数据移动变得困难。因此，在跨多个CSP的数据移动期间发现了数据可移植性和互操作性问题。为了最大程度地减少开发人员的努力和互操作性，要求统一的API使数据移动在各种云平台之间相对易于访问。

Explainable Artificial Intelligence (XAI) is transforming the field of Artificial Intelligence (AI) by enhancing the trust of end-users in machines. As the number of connected devices keeps on growing, the Internet of Things (IoT) market needs to be trustworthy for the end-users. However, existing literature still lacks a systematic and comprehensive survey work on the use of XAI for IoT. To bridge this lacking, in this paper, we address the XAI frameworks with a focus on their characteristics and support for IoT. We illustrate the widely-used XAI services for IoT applications, such as security enhancement, Internet of Medical Things (IoMT), Industrial IoT (IIoT), and Internet of City Things (IoCT). We also suggest the implementation choice of XAI models over IoT systems in these applications with appropriate examples and summarize the key inferences for future works. Moreover, we present the cutting-edge development in edge XAI structures and the support of sixth-generation (6G) communication services for IoT applications, along with key inferences. In a nutshell, this paper constitutes the first holistic compilation on the development of XAI-based frameworks tailored for the demands of future IoT use cases.

在迅速增长的海上风电场市场中出现了增加风力涡轮机尺寸和距离的全球趋势。在英国，海上风电业于2019年生产了英国最多的电力，前一年增加了19.6％。目前，英国将进一步增加产量，旨在增加安装的涡轮机容量74.7％，如最近的冠村租赁轮次反映。通过如此巨大的增长，该部门现在正在寻求机器人和人工智能（RAI），以解决生命周期服务障碍，以支持可持续和有利可图的海上风能生产。如今，RAI应用主要用于支持运营和维护的短期目标。然而，前进，RAI在海上风基础设施的全部生命周期中有可能发挥关键作用，从测量，规划，设计，物流，运营支持，培训和退役。本文介绍了离岸可再生能源部门的RAI的第一个系统评论之一。在当前和未来的要求方面，在行业和学术界的离岸能源需求分析了rai的最先进的。我们的评论还包括对支持RAI的投资，监管和技能开发的详细评估。通过专利和学术出版数据库进行详细分析确定的关键趋势，提供了对安全合规性和可靠性的自主平台认证等障碍的见解，这是自主车队中可扩展性的数字架构，适应性居民运营和优化的适应性规划人机互动对人与自治助理的信赖伙伴关系。

通过分析大量数据来提供决策支持，大数据正在改革许多工业域。大数据测试旨在确保大数据系统在维护数据的性能和质量时运行平稳且无错误。但是，由于数据的多样性和复杂性，测试大数据具有挑战性。虽然众多研究对大数据测试进行了综合审查，但解决了测试技术和挑战的综合性尚未混淆。因此，我们对大数据测试技术（2010年 - 2021年）进行了系统审查。本文通过突出显示每个处理阶段的技术来讨论测试数据的处理。此外，我们讨论了挑战和未来的方向。我们的发现表明，已经使用不同的功能，非功能性和组合（功能和非功能性）测试技术来解决与大数据相关的特定问题。同时，在MapReduce验证阶段，大多数测试挑战都面临。此外，组合测试技术是与其他技术相结合的应用技术之一（即随机测试，突变测试，输入空间分区和等价测试），以解决在大数据测试期间面临的各种功能故障挑战。

物联网（物联网）正在通过弥合信息技术（IT）和运营技术（OT）之间的差距来改变行业。机器正在与连接的传感器集成在一起，并通过智能分析应用程序管理，加速了数字化转型和业务运营。将机器学习（ML）带到工业设备是一个进步，旨在促进IT和OT的融合。但是，在工业物联网（IIOT）中开发ML应用程序提出了各种挑战，包括硬件异质性，ML模型的非标准化表示，设备和ML模型兼容性问题以及慢速应用程序开发。在这一领域的成功部署需要深入了解硬件，算法，软件工具和应用程序。因此，本文介绍了一个名为ML应用程序的名为“语义低代码工程”（SELOC-ML），该框架建立在低代码平台上，以利用语义Web技术来支持IIOT的ML应用程序的快速开发。 SELOC-ML使非专家能够轻松地模拟，发现，重复使用和对接ML模型和设备。可以根据匹配结果自动生成项目代码在硬件上部署。开发人员可以从称为食谱的语义应用模板中受益，从而快速原型最终用户应用程序。与工业ML分类案例研究中的传统方法相比，评估证实了至少三倍的工程努力，显示了SELOC-ML的效率和实用性。我们分享代码并欢迎任何贡献。

Energy consumption in buildings, both residential and commercial, accounts for approximately 40% of all energy usage in the U.S., and similar numbers are being reported from countries around the world. This significant amount of energy is used to maintain a comfortable, secure, and productive environment for the occupants. So, it is crucial that the energy consumption in buildings must be optimized, all the while maintaining satisfactory levels of occupant comfort, health, and safety. Recently, Machine Learning has been proven to be an invaluable tool in deriving important insights from data and optimizing various systems. In this work, we review the ways in which machine learning has been leveraged to make buildings smart and energy-efficient. For the convenience of readers, we provide a brief introduction of several machine learning paradigms and the components and functioning of each smart building system we cover. Finally, we discuss challenges faced while implementing machine learning algorithms in smart buildings and provide future avenues for research at the intersection of smart buildings and machine learning.

专利数据已用于工程设计研究，因为它包含大量的设计信息。人工智能和数据科学的最新进展呈现了我前所未有的机会，分析和对专利数据感开发设计理论和方法。在此，我们通过他们的贡献来调查专利设计文献，以设计理论，方法，工具和策略，以及不同形式的专利数据和各种方法。我们的评论阐明了对该领域的未来研究方向的光临。

即将开发我们呼叫所体现的系统的新一代越来越自主和自学习系统。在将这些系统部署到真实上下文中，我们面临各种工程挑战，因为它以有益的方式协调所体现的系统的行为至关重要，确保他们与我们以人为本的社会价值观的兼容性，并且设计可验证安全可靠的人类-Machine互动。我们正在争辩说，引发系统工程将来自嵌入到体现系统的温室，并确保动态联合的可信度，这种情况意识到的情境意识，意图，探索，探险，不断发展，主要是不可预测的，越来越自主的体现系统在不确定，复杂和不可预测的现实世界环境中。我们还识别了许多迫切性的系统挑战，包括可信赖的体现系统，包括强大而人为的AI，认知架构，不确定性量化，值得信赖的自融化以及持续的分析和保证。

近年来，数据科学已经显着发展。数据分析和采矿过程成为可用数据集的所有行业的常规。已收集，策划，存储和用于提取知识的大量数据存储库。这变得司空见惯。随后，我们直接从数据或通过给定域中的专家提取大量知识。现在的挑战是如何利用以前因高效决策过程而闻名的所有这些知识。直到最近，通过多年的研究获得的许多知识都存储在静态知识库或本体中，而从数据挖掘研究中获得的更多样化和动态知识并没有集中和始终如一地管理。在这项研究中，我们提出了一个称为基于本体的知识图的新型模型，以代表和存储农作物耕作中数据挖掘的结果（知识），以建立，维护和丰富知识发现过程。提出的模型包括六个主要集合：概念，属性，关系，转换，实例和状态。该模型是动态的，可以随时促进知识的访问，更新和开发。本文还提出了用于处理这种基于知识模型的体系结构。系统体系结构包括知识建模，提取，评估，发布和开发。该系统已被实施并用于农业管理和监测。事实证明，它非常有效，并且有望扩展到其他领域。

信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件，具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据，图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能，数据驱动，信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述，旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题，从基础到工业研究，以简明的主题部分组织，反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外，它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。

Artificial intelligence (AI) in its various forms finds more and more its way into complex distributed systems. For instance, it is used locally, as part of a sensor system, on the edge for low-latency high-performance inference, or in the cloud, e.g. for data mining. Modern complex systems, such as connected vehicles, are often part of an Internet of Things (IoT). To manage complexity, architectures are described with architecture frameworks, which are composed of a number of architectural views connected through correspondence rules. Despite some attempts, the definition of a mathematical foundation for architecture frameworks that are suitable for the development of distributed AI systems still requires investigation and study. In this paper, we propose to extend the state of the art on architecture framework by providing a mathematical model for system architectures, which is scalable and supports co-evolution of different aspects for example of an AI system. Based on Design Science Research, this study starts by identifying the challenges with architectural frameworks. Then, we derive from the identified challenges four rules and we formulate them by exploiting concepts from category theory. We show how compositional thinking can provide rules for the creation and management of architectural frameworks for complex systems, for example distributed systems with AI. The aim of the paper is not to provide viewpoints or architecture models specific to AI systems, but instead to provide guidelines based on a mathematical formulation on how a consistent framework can be built up with existing, or newly created, viewpoints. To put in practice and test the approach, the identified and formulated rules are applied to derive an architectural framework for the EU Horizon 2020 project ``Very efficient deep learning in the IoT" (VEDLIoT) in the form of a case study.