Οι επί μέρους επιστημονικές περιοχές που οριοθετούν το συγκεκριμένο ΠΜΣ είναι οι εξής:
-
Ευφυή Συστήματα και Περιβάλλοντα: Ο σχεδιασμός αλγοριθμικών μοντέλων ικανών να επιλύουν όλο και πιο πολύπλοκα προβλήματα αποτελούσε πάντα μια μεγάλη πρόκληση για την επιστήμη των υπολογιστών και τη μηχανική. Στα πλαίσια αυτού του στόχου, επιτεύχθηκε τεράστια επιτυχία μέσω της μοντελοποίησης της βιολογικής και φυσικής νοημοσύνης, με αποτέλεσμα τη δημιουργία των λεγόμενων “ευφυών συστημάτων”. Η υπολογιστική νοημοσύνη είναι η επιστήμη της δημιουργίας ευφυών συστημάτων βασισμένων σε υπολογιστικές μεθόδους και αναμφισβήτητα, προσφέρει ένα οπλοστάσιο εργαλείων που μπορούν να εφαρμοστούν σε διάφορους επιστημονικούς κλάδους για την αντιμετώπιση προβλημάτων που θα ήταν δύσκολο να επιλυθούν χρησιμοποιώντας συμβατικές μεθόδους. Η επιτυχημένη διείσδυση των ευφυών συστημάτων σε πολλούς και διαφορετικούς τομείς που απλώνονται από την καθημερινή ζωή μέχρι εξειδικευμένες εφαρμογές έχει επιτευχθεί σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με την καταιγιστική πρόοδο στις δυνατότητες των υπολογιστικών συστημάτων και την εξάπλωση του διαδικτύου, δημιουργούν τεράστιες προσδοκίες αλλά και σημαντικά ερευνητικά ερωτήματα και επιβάλουν την παραγωγή ερευνητών και μηχανικών κατάλληλα καταρτισμένων ώστε να ανταποκριθούν στις υψηλές απαιτήσεις που δημιουργούνται.
-
Διαδίκτυο των Αντικειμένων: Το όραμα για τη δημιουργία του Διαδικτύου των Αντικειμένων εμφανίστηκε πριν από λίγα χρόνια. Σε αυτό το πλαίσιο, ο όρος «αντικείμενο» αναφέρεται σε μια διάταξη που είναι συνδεδεμένη στο διαδίκτυο και ανταλλάσσει πληροφορίες με άλλες διατάξεις. Το Διαδίκτυο των Αντικειμένων περιγράφει τη διασύνδεση ενός μεγάλου εύρους αντικειμένων (πχ οχημάτων, κινητών τηλεφώνων, φορετών διατάξεων, αισθητήρων, κτλ) μέσω δομών υπολογιστικού νέφους, προκειμένου να αναπτυχθούν συστήματα και υποδομές που συχνά χαρακτηρίζονται από κάποιο βαθμό ευφυΐας (πχ έξυπνα οχήματα, έξυπνα σπίτια, έξυπνα δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας κτλ). Ο αριθμός των διασυνδεδεμένων αντικειμένων αυξάνεται εκθετικά: είναι χαρακτηριστικό ότι η εταιρεία Cisco εκτιμά πως ο αριθμός αυτός θα έχει φτάσει τα 50 δισεκατομμύρια μέχρι το 2020. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με τον μεγάλο αριθμό χρηστών που θα πρέπει να έχουν πρόσβαση – πιθανόν ταυτόχρονα – στο Διαδίκτυο των Αντικειμένων, δημιουργεί μεγάλες προκλήσεις και ερευνητικά ερωτήματα που αφορούν σε τομείς όπως η δυνατότητα διαχείρισης σε πραγματικό χρόνο των αυξημένων απαιτήσεων κίνησης δεδομένων, η ασφάλεια των δεδομένων και την ιδιωτικότητα των χρηστών, η επεξεργασία και η ανάλυση μεγάλου όγκου δεδομένων κτλ. Το συγκεκριμένο ΠΜΣ, μέσω κατάλληλα σχεδιασμένων μαθημάτων φιλοδοξεί να δημιουργήσει στελέχη που να μπορούν να ανταποκριθούν στις προκλήσεις που δημιουργούνται από την ταχύτατη εξάπλωση του Διαδικτύου των Αντικειμένων.
-
Κυβερνο-Φυσικά Συστήματα: Στα Κυβερνο-Φυσικά Συστήματα ένα ευφυές σύνολο χτίζεται ως σύνθεση μικρότερων εξαρτημάτων, όπου τα φυσικά μέρη και το λογισμικό συνδέονται στενά και αλληλοεπιδρούν με πολλούς και συχνά πολύπλοκους τρόπους. Παραδείγματα κυβερνο-φυσικών συστημάτων αποτελούν τα συστήματα αυτόνομης οδήγησης στην πόλη, η νέα γενιά αεροπλάνων και διαστημοπλοίων με ικανότητες αυτόνομης πλοήγησης, τα προσθετικά μέλη που ελέγχονται από σήματα που παράγονται από τον εγκέφαλο, τα ευφυή συστήματα ελέγχου διεργασιών κτλ. Τα Κυβερνο-Φυσικά Συστήματα αποτελούν βασικό συστατικό της λεγόμενης «4ης βιομηχανικής επανάστασης» που αναμένεται να έχει κάθετες επιπτώσεις στη διακυβέρνηση συστημάτων, τον τρόπο διοίκησης και την ίδια την παραγωγή. Τα Κυβερνο-Φυσικά Συστήματα μοιράζονται πολλές προκλήσεις με τις περιοχές των Ευφυών Συστημάτων και του Διαδικτύου των Αντικειμένων, οι οποίες έχουν ήδη αναφερθεί προηγουμένως. Ωστόσο, στο πεδίο των Κυβερνο-Φυσικών Συστημάτων εμφανίζεται και μια πιο θεμελιώδης και απαιτητική πρόκληση, που δεν έχει να κάνει με συγκεκριμένες εφαρμογές ή μεθόδους υλοποίησης, αλλά με το βασικό πρόβλημα του συγκερασμού των τελείως διαφορετικών προσεγγίσεων που ακολουθούνται από πλευράς μηχανικής στον φυσικό κόσμο και στον κυβερνοχώρο.