Διεθνής Αναγνώριση Ερευνητικού Έργου του Τμήματος: Η μεθοδολογία HERO σημείο αναφοράς στον διεθνή διαγωνισμό CAD Contest @IEEE/ACM ICCAD

Με ιδιαίτερη ικανοποίηση το Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας ανακοινώνει μια σημαντική διεθνή αναγνώριση του ερευνητικού του έργου στον τομέα της ασφάλειας υλικού (hardware security) και της Τεχνητής Νοημοσύνης. Η Ερευνητική μεθοδολογία που αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Συστημάτων (Circuits & Systems Lab – CAS lab) του Τμήματος επιλέχθηκε ως μία από τις θεμελιώδεις προηγούμενες προσεγγίσεις στις οποίες βασίστηκε το Problem A του διεθνούς διαγωνισμού 2025 CAD Contest at ICCAD, υπό την αιγίδα της εταιρείας Cadence Design Systems, Inc., μιας εκ των κορυφαίων εταιρειών παγκοσμίως στον χώρο της σχεδίασης ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και των εργαλείων EDA.

Πρόκειται για το ερευνητικό έργο HERO, το οποίο εκπονήθηκε από τον Δρ. Κωνσταντίνο Λιάκο, σήμερα μεταδιδακτορικό ερευνητή και συνεργαζόμενο διδάσκοντα του Τμήματος, υπό την επίβλεψη του Καθηγητή Φώτη Πλέσσα, σε συνεργασία με τους Δρ. Γεώργιο Γεωργακίλα, Δρ. Σεραφείμ Μουστακίδη, Δρ. Νικόλαο Σκετόπουλο και άλλους συνεργάτες του CAS lab.

Από το HERO στο ευρωπαϊκό προσκήνιο
Η αφετηρία αυτής της πορείας τοποθετείται το 2018, όταν η ερευνητική πρόταση HERO διακρίθηκε σε ευρωπαϊκό επίπεδο και εξασφάλισε χρηματοδότηση στο πλαίσιο της πρωτοβουλίας ATTRACT, υπό την αιγίδα του CERN. Το έργο, με τίτλο «A novel holistic approach for hardware trojan detection powered by deep learning» (HERO), εισήγαγε μια ολιστική μεθοδολογία για την ανίχνευση κακόβουλων τροποποιήσεων υλικού (Hardware Trojans) σε ολοκληρωμένα κυκλώματα, αξιοποιώντας τεχνικές βαθιάς μάθησης (Deep Learning). Η διάκριση αυτή προβλήθηκε τόσο από το ίδιο το Τμήμα όσο και από τον τοπικό και ευρύτερο Τύπο, αναδεικνύοντας τη δυναμική της έρευνας που παράγεται στον Βόλο.

Συστηματική έρευνα και ανάπτυξη εργαλείων από το 2019 και έπειτα
Από το 2019 και έπειτα, η ερευνητική αυτή κατεύθυνση συνεχίστηκε και εμβάθυνε συστηματικά, αποτελώντας τον πυρήνα της διδακτορικής διατριβής του Δρ. Κωνσταντίνου Λιάκου με τίτλο «Intelligent Computational System for Defects and Anomalies Detection in Electrical Engineering». Στο πλαίσιο αυτό αναπτύχθηκαν μέθοδοι μηχανικής μάθησης για την ταξινόμηση και τον εντοπισμό Hardware Trojans σε επίπεδο gate-level netlist, καθώς και καινοτόμες προσεγγίσεις βασισμένες σε παραγωγικά μοντέλα (Generative Adversarial Networks – GANs) για την αντιμετώπιση της έλλειψης δεδομένων στο προ-πυριτικό (pre-silicon) στάδιο των ASICs.

Το έργο οδήγησε επίσης στην ανάπτυξη δύο ελεύθερων εργαλείων και μίας ανοικτής βάσης δεδομένων, διαθέσιμων στην ερευνητική κοινότητα: του εργαλείου GAINESIS (Generative Artificial Intelligence NEtlists SynthesIS) για τη σύνθεση νέων δεδομένων κυκλωμάτων, του εργαλείου ATLAS (hArdware Trojan Learning AnalysiS) για την ταξινόμηση μολυσμένων και υγιών κυκλωμάτων, καθώς και της βάσης δεδομένων CAS-HtBase για τη μελέτη των Hardware Trojans στο προ-πυριτικό στάδιο των ASICs.

Σημείο αναφοράς για έναν διεθνή διαγωνισμό
Η αναγνώριση αυτής της πολυετούς προσπάθειας αποτυπώνεται πλέον με τον πλέον επίσημο τρόπο. Το Problem A «Hardware Trojan Detection on Gate-Level Netlist» του διαγωνισμού 2025 CAD Contest at ICCAD, ενός εκ των μεγαλύτερων διεθνών διαγωνισμών στον χώρο της σχεδίασης ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, ο οποίος φέτος συγκέντρωσε ρεκόρ συμμετοχής με 247 ομάδες από 12 χώρες, περιλαμβάνει ρητά στη βιβλιογραφία του την εργασία HERO, ως μία από τις θεμελιώδεις προηγούμενες προσεγγίσεις Τεχνητής Νοημοσύνης που οριοθετούν το επιστημονικό αντικείμενο του προβλήματος. Στο επίσημο επιστημονικό κείμενο, που εκπονήθηκε από μηχανικούς της Cadence Design Systems και συνεργαζόμενα Πανεπιστήμια, η μεθοδολογία HERO αναφέρεται ως ολοκληρωμένος μηχανισμός ανίχνευσης που αξιοποιεί βαθιά νευρωνικά δίκτυα για την ανάλυση χαρακτηριστικών από διαφορετικά στάδια της κατασκευαστικής διαδικασίας.

Η παρουσία της εργασίας του Τμήματος δίπλα σε διεθνώς καθιερωμένες προσεγγίσεις του πεδίου επιβεβαιώνει ότι η έρευνα που ξεκίνησε στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας έχει καταστεί σταθερό σημείο αναφοράς για τη διεθνή επιστημονική και βιομηχανική κοινότητα. Η εξέλιξη αυτή, από μια ευρωπαϊκά χρηματοδοτούμενη πρόταση υπό την αιγίδα του CERN το 2018, έως την ενσωμάτωση της μεθοδολογίας στο θεωρητικό υπόβαθρο ενός διεθνούς βιομηχανικού διαγωνισμού το 2025, αναδεικνύει τη συνέπεια, το βάθος και τη διεθνή απήχηση της ερευνητικής δραστηριότητας του Τμήματος.