Piano Strategico Dottorato

in Big Data e Intelligenza Artificiale

Federated Learning in Dynamic and Heterogeneous Environments

Dottorando:

Fabio Liberti

Università:

Universitas Mercatorum

Ciclo XXXVIII

A.A. 2024/2025

Curriculum: Intelligenza artificiale per industria 5.0 ed economia circolare

Panoramica del Piano (ultimo anno)

16 h
Ore settimanali dedicate (media mensile)
3
SAL mensili con supervisori (tutors dottorato, tutors tirocini)
6
Mesi tirocinio internazionale (completati 18 mesi tirocinio aziendale,
anno 2023/2024/2025)
2
Paper scientifici previsti (1 paper pubblicato su rivista scientifica,
anno 2024)

Avanzamento Tesi

Completamento complessivo 10%
Cap. 1: Introduzione 10%
Cap. 2: Stato dell'arte 25%
Cap. 3: Metodologia 15%
Cap. 4: Risultati 20%
Cap. 5: Discussione 0%
Cap. 6: Conclusioni 0%

Allocazione Settimanale

Giorni Feriali

6:00-7:30
Attività ad alta concentrazione
21:00-22:30
Attività flessibili

Weekend

8:00-12:00
Lavoro concentrato su dottorato
Pomeriggio
Tempo per famiglia/recupero

Sintesi delle Attività

Completate

  • Definizione piano attività annuale

    Gennaio 2025

  • Consegna report SAL gennaio e febbraio

    Gen-Feb 2025

  • Completamento tirocinio aziendale (16/18 mesi)

    In fase conclusiva

  • Pubblicazione articolo scientifico

    Applied Sciences, 2024

  • Relazione annuale A.A. 2024/2025

    Febbraio 2025

  • Completamento risultati preliminari

    Febbraio 2025

  • Partecipazione lezioni "Opportunità e sfide tecnologiche" e "Metodologie analisi dati"

    Gennaio 2025

In Corso

  • Definizione struttura tesi

    Completamento previsto: 15 marzo

  • Sviluppo metodologia FL per ambienti eterogenei

    Deadline posticipata: 10 marzo

  • Preparazione report SAL marzo

    Consegna prevista: 31 marzo

  • Sviluppo framework sperimentale FL

    Deadline: 31 marzo

  • Formalizzazione tirocinio internazionale

    Modulo in approvazione

  • Partecipazione lezioni "IA sostenibile"

    3, 7, 31 marzo

  • Preparazione abstract per FLTA2025

    Avviato, completamento previsto aprile

Pianificate per Q2 2025

  • Avvio tirocinio internazionale

    Aprile 2025

  • Finalizzazione abstract FLTA2025

    Aprile 2025

  • Analisi dei dataset principali

    Maggio 2025

  • Submission paper FLTA2025

    Deadline: 2 giugno 2025

  • Partecipazione a seminari formativi

    Aprile-Maggio 2025

Pianificate per Q3/Q4 2025

  • Completamento bozza tesi (50%)

    Luglio 2025

  • Sviluppo secondo paper scientifico

    Luglio-Agosto 2025

  • Completamento tirocinio internazionale

    Settembre 2025

  • Versione finale della tesi

    Ottobre 2025

  • Difesa tesi

    Novembre 2025

Stato di Avanzamento per Aree

Attività Accademiche

Lezioni 35%
Seminari 20%

Tesi

Struttura 75%
Contenuti 10%

Tirocini

Aziendale 90%
Internazionale 15%

Pubblicazioni

Paper pubblicati 50%
Paper in preparazione 25%

Progetto di Ricerca

Obiettivi e Focus della Ricerca

Focus Principale

La ricerca si concentra sul Federated Learning in ambienti dinamici ed eterogenei, con particolare attenzione a:

  • Meccanismi adattivi per la partecipazione dinamica dei client
  • Ottimizzazione delle prestazioni in contesti Edge/IoT
  • Protocolli di privacy preservation e sicurezza federated
  • Riduzione dell'impronta energetica nei sistemi federati

Contributi Innovativi

Il progetto mira a sviluppare contributi originali in diverse aree:

  • Framework di valutazione specifico per ambienti dinamici ed eterogenei
  • Integrazione blockchain-FL per incentivazione e garanzia transazionale
  • Approcci di containerizzazione per ambienti sicuri e distribuiti
  • Metodologie FL per l'applicazione in contesti clinico-sanitari

Approccio Metodologico

Metodologia di Ricerca

Approccio multidisciplinare che combina:

  • Revisione sistematica della letteratura recente (2022-2024)
  • Sviluppo di framework sperimentale integrato
  • Simulazioni di scenari realistici con client eterogenei
  • Validazione empirica in contesti sanitari tramite tirocinio
  • Analisi comparativa con approcci alternativi

Parametri Chiave

  • Eterogeneità: distribuzione dati, architetture, hardware
  • Dinamicità: disponibilità intermittente, volatilità client
  • Performance: accuratezza, convergenza, efficienza comunicativa
  • Sostenibilità: consumo energetico, scalabilità

Impatto e Applicazioni

Applicazioni Pratiche

  • Ambito clinico-sanitario: collaborazione tra ospedali senza condivisione di dati sensibili
  • Edge computing: ottimizzazione sistemi IoT con risorse limitate
  • Reti mobili: adattamento a connettività intermittente
  • Enterprise: democratizzazione AI con rispetto privacy

Risultati Attesi

  • Framework validato per l'adozione FL in contesti enterprise
  • Protocolli standardizzati per incentivazione partecipazione
  • Algoritmi ottimizzati per eterogeneità e convergenza
  • Metodologie di mitigazione consumi energetici
  • Contributi scientifici: 2 pubblicazioni su riviste indexed

Rilevanza e Collegamento con Tirocini

Tirocinio Aziendale

Partner: Ospedale Pediatrico Bambino Gesù (IRCCS)

Contributo alla ricerca: Validazione delle metodologie FL in contesto clinico reale, con focus su:

  • Gestione dati sanitari sensibili in contesti federati
  • Conformità normativa (GDPR, HIPAA)
  • Implementazione di standard HL7/FHIR
  • Creazione di piattaforma divulgativa per ospedali italiani

Tirocinio Internazionale

Partner: Blekinge Institute of Technology (Svezia)

Contributo alla ricerca: Ampliamento prospettiva internazionale con focus su:

  • Metodologie avanzate per garantire robustezza sistemi FL
  • Tecniche di ottimizzazione energetica in ambienti distribuiti
  • Sviluppo di algoritmi per client con risorse limitate
  • Integrazione con standard europei di interoperabilità

Calendario Lezioni A.A. 2024/2025

Insegnamenti Dottorato

Insegnamento Docente Date Orario Modalità
Opportunità e sfide tecnologiche per un mondo interconnesso Prof. Marco Mezzalama 10/01/2025 10:00-13:00 VIDEOCONFERENZA
Metodologie avanzate per l'analisi dei dati Prof. Maurizio Lenzerini 24/01/2025 9:00-12:00 VIDEOCONFERENZA
31/01/2025 9:00-12:00
Innovazione e trasferimento tecnologico Prof.ssa Alessandra Micozzi 14/02/2025 9:00-12:00 VIDEOCONFERENZA
21/02/2025 9:00-12:00
Intelligenza artificiale sostenibile Prof. Filippo Busato 03/03/2025 9:00-13:00 VIDEOCONFERENZA
07/03/2025 9:00-12:00
31/03/2025 9:00-12:00

Altre Attività e Seminari

Attività Docente Data Orario Modalità
Fare scienza aperta oggi: dall'open access all'open data Daniele Archibugi 18/03/2025 11:00-12:00 VIDEOCONFERENZA
n.d. n.d. n.d.
Protezione e valorizzazione dei risultati della ricerca: tutele e strumenti Alessandra Micozzi 27/05/2025 8:30-10:30 VIDEOCONFERENZA
Alberto Romano 27/05/2025 10:30-12:30
Bruno Tassone 27/05/2025 12:30-14:30
Etica e integrità della ricerca Giuseppe Corasaniti 14/04/2025 10:00-13:00 VIDEOCONFERENZA
Realizzare la transizione digitale verde Ing. Francesco Costa 22/04/2025 9:00-13:00 VIDEOCONFERENZA

Piano Mensile Dettagliato

Calendario Appuntamenti - Marzo 2025

Lunedì Martedì Mercoledì Giovedì Venerdì Sabato Domenica
1
2
3
IA sostenibile 9-13
Sviluppo tesi
4
Preparazione SAL
5
Sviluppo paper
6
Sessione lunga tesi
7
IA sostenibile 9-12
Sessione lunga paper
8
SAL tutor dottorato
9
Sviluppo tesi
10
SAL tutor aziendale
Deadline struttura FL
11
Sviluppo paper
12
Preparazione tirocinio
13
Sessione lunga tesi
14
Revisione e pianificazione
15
Sviluppo tesi
16
Sviluppo paper
17
Sviluppo tesi
18
Open Science 11-12
SAL tutor internazionale
19
Preparazione tirocinio
20
Sessione lunga tesi
21
Sessione lunga paper
22
Revisione capitolo
23
Completamento attività per SAL
24
Sviluppo paper
25
Sviluppo tesi
26
Preparazione tirocinio
27
Sessione lunga tesi
28
Preparazione report mensile
29
Sviluppo tesi
30
Call con supervisori
31
IA sostenibile 9-12
Framework sperimentale
Deadline framework
Attività Tesi
Meeting/SAL
Paper Scientifico
Tirocinio
Pianificazione
Lezioni
Deadline/SAL/Call

Settimane 1-2 (Marzo)

Lunedì
Sviluppo tesi (cap. in corso)
Martedì
Preparazione SAL mensile tutor dottorato
Mercoledì
Sviluppo paper scientifico
Giovedì
Sviluppo tesi
Venerdì
Preparazione/attività tirocinio estero
Weekend
Sessioni lunghe sviluppo tesi e paper

Settimane 3-4 (Marzo)

Lunedì
Sviluppo e revisione capitoli tesi
Martedì
Sviluppo paper e attività mensili
Mercoledì
Sviluppo tesi e paper scientifico
Giovedì
SAL con tutor internazionale e sviluppo tesi
Venerdì
Preparazione/attività tirocinio estero
Weekend
Sessioni lunghe tesi, revisione obiettivi e pianificazione

Piano Annuale

Proiezioni di Completamento

Progresso Attuale

10% di completamento complessivo

Risultati preliminari completati e avvio stesura metodologia

Punti Critici

Giugno 2025: Submission paper

Settembre 2025: Completamento tirocinio e revisione

Obiettivo Finale

Novembre 2025: Difesa tesi

Proiezione attuale in linea con il target pianificato

Gennaio 2025

Avvio attività e pianificazione

  • Definizione piano attività annuale
  • SAL iniziale con tutti i supervisori
  • Impostazione repository e strumenti di lavoro

Febbraio 2025

Consolidamento ricerca preliminare

  • Completamento risultati preliminari
  • Deadline consegna relazione annuale
  • Avvio pratiche tirocinio internazionale

Marzo 2025

Preparazione framework e attività

  • Strutturazione capitoli metodologia
  • Call strategica con tutor internazionale
  • Lezioni e seminari formativi
  • Competamento Tirocinio Aziendale

Aprile 2025

Avvio tirocinio internazionale

  • Inizio Tirocinio Internazionale
  • Completamento framework sperimentale (25%)
  • Finalizzazione abstract per FLTA2025
  • Kickoff meeting con supervisore internazionale

Maggio 2025

Primo mese pieno tirocinio

  • Analisi dataset principali (30%)
  • Stesura preliminare paper FLTA2025
  • Integrazione metodologia internazionale nella tesi

Giugno 2025

Fase centrale tirocinio

  • Avanzamento capitoli metodologia/risultati
  • Submission paper FLTA2025 (2 giugno deadline)
  • Mid-term review con tutti i supervisori

Luglio 2025

Consolidamento risultati

  • Completamento prima bozza integrale (50%)
  • Avvio secondo paper (se richiesto)
  • Revisione bozza tesi con supervisore dottorato

Agosto 2025

Finalizzazione contenuti

  • Completamento tesi integrale (60%)
  • Finalizzazione secondo paper
  • Revisione dettagliata con supervisore internazionale

Settembre 2025

Chiusura tirocinio e revisione

  • Completamento tesi rivista (80%)
  • Submission secondo paper (se richiesto)
  • Completamento Tirocinio Internazionale
  • Presentazione risultati finali tirocinio

Gestione SAL e Supervisione

SAL Tutor Dottorato

  • Frequenza: Mensile, seconda settimana
  • Formato: Report strutturato
  • Preparazione: 3-4 giorni prima
  • Documentazione: Avanzamento tesi, pubblicazioni, attività

SAL Tutor Internazionale

  • Frequenza: Bisettimanale durante tirocinio
  • Formato: Report sintetico + incontro online
  • Preparazione: 2 giorni prima
  • Documentazione: Focus su risultati sperimentali

SAL Tutor Aziendale

  • Frequenza: Mensile fino a completamento
  • Formato: Email + call periodiche
  • Preparazione: 1-2 giorni prima
  • Documentazione: Applicazioni pratiche e impatto

Sviluppo Paper Scientifici

Paper 1: FLTA2025

  • Deadline: 2 giugno 2025
  • Focus: Federated Learning in ambienti dinamici
  • Piano intensivo:
    • Sett. 1-2: Finalizzazione abstract (Aprile)
    • Sett. 3-6: Stesura sezioni metodologia
    • Sett. 7-8: Revisione e finalizzazione
    • Sett. 9: Submission
  • Supervisione: Coordinata con tutor internazionale

Paper 2: Seconda conferenza

  • Timeline: Luglio-Settembre 2025
  • Approccio: Riutilizzo parziale Paper 1 con focus su:
    • Risultati sperimentali del tirocinio
    • Integrazione con tecniche di ottimizzazione energetica
    • Applicazioni in ambito healthcare
  • Supervisione: Coordinata con tutor dottorato

Pianificazione Attività in Parallelo

Marzo 2025

Attività Tesi
Lezioni
Paper
SAL/Deadline
Tirocinio

Checklist Azioni Immediate (Marzo 2025)

Finalizzare documentazione tirocinio Blekinge (priorità massima)
Strutturare template report SAL per supervisore internazionale
Preparare abstract preliminare per FLTA2025
Consolidare struttura metodologica FL (milestone posticipata al 10/03)
Pianificare call con supervisore dottorato per conferma piano accelerato

Milestones Principali

Data Milestone Descrizione Stato
15/01/2025 Pianificazione e Metodologia Definizione del piano di attività annuale Completato
15/02/2025 Risultati preliminari Completamento risultati preliminari Completato
15/03/2025 Struttura Tesi Definizione della struttura della tesi In corso
15/04/2025 Framework sperimentale Completamento framework sperimentale Pianificato
15/05/2025 Analisi Dati Conclusione dell'analisi dei dataset principali Pianificato
02/06/2025 Paper Conferenza Sottomissione dell'articolo scientifico FLTA2025 Pianificato
15/07/2025 Prima Bozza Completa Completamento prima versione tesi (50%) Pianificato
15/09/2025 Versione Rivista Completamento versione rivista tesi (80%) Pianificato
15/10/2025 Versione Finale Consegna della versione finale dopo revisioni (90%) Pianificato
15/11/2025 Difesa Tesi Preparazione e difesa finale della tesi (100%) Pianificato

Archivio Documentale

Report SAL e Documentazione Università

Data Documento Tipologia Stato Azioni
31/01/2025 Report Mensile - Gennaio 2025 Report SAL Consegnato
28/02/2025 Report Mensile - Febbraio 2025 Report SAL Consegnato
31/03/2025 Report Mensile - Marzo 2025 Report SAL In preparazione
15/02/2025 Relazione Annuale A.A. 2024/2025 Documentazione Università Consegnato
10/03/2025 Modulo Richiesta Tirocinio Estero Documentazione Università In approvazione
30/04/2025 Delibera Approvazione Tirocinio Documentazione Università In attesa
15/07/2025 Relazione Intermedia Tirocinio Documentazione Università Pianificato

Pubblicazioni Scientifiche

Articolo in preparazione

"Evaluation framework for Federated Learning system implementation in enterprise healthcare contexts"

Target: IEEE Conference In sviluppo

Abstract FLTA2025

"DynamicFedHealth: A Standards-Compliant Federated Learning Framework for Highly Dynamic and Heterogeneous Healthcare Networks"

Deadline: 2 giugno 2025 In preparazione

Pubblicato

"Federated Learning in Dynamic and Heterogeneous Environments: Advantages, Performances, and Privacy Problems"

Applied Sciences, 2024; 14(18):8490 Pubblicato

Presentazioni e Materiali

Presentazione SAL Febbraio 2025

Slides per incontro con supervisori

Grafico avanzamento mensile

Dashboard interattiva di monitoraggio

Template documentale tesi

Struttura capitoli e formattazione

Framework sperimentale FL

Documentazione architettura

Repository Completo

Centrale documentale dottorato

Archivio completo di tutti i documenti, report e materiali

Struttura repository

Documentazione Università

  • Moduli e richieste
  • Relazioni periodiche
  • Delibere e comunicazioni

Attività di Ricerca

  • Pubblicazioni e paper
  • Materiale conferenze
  • Risultati sperimentali

Tesi e Sviluppo

  • Capitoli in lavorazione
  • Bibliografia e riferimenti
  • Note e appunti

Richieste Risorse e Supporto

Supervisione Scientifica

  • Confronto su approccio metodologico per FL

    Validazione della metodologia proposta per ambienti federati dinamici ed eterogenei

  • Revisione struttura tesi proposta

    Feedback sull'impostazione dei capitoli e il bilanciamento teorico-sperimentale

  • Supporto ambiti innovativi di integrazione

    Valutazione approcci blockchain-FL e efficienza energetica

  • Integrazione metodologica di ricerca

    Supporto per partecipazione a Summer School 2025

Risorse Tecniche

  • Accesso a infrastrutture di calcolo

    Risorse computazionali per simulazioni federate complesse

  • Network di ricerca internazionale

    Connessione con comunità di ricerca su FL (gruppo MONAI)

  • Accesso a pubblicazioni specialistiche

    Abbonamenti IEEE per letteratura ingegneristico-informatica

  • Software specialistico

    Licenze per strumenti di visualizzazione dati e modellazione

Piano Strategico Dottorato

Ultimo aggiornamento: Marzo 2025

Fabio Liberti - Dottorato in Big Data e Intelligenza Artificiale

Universitas Mercatorum - XXXVIII Ciclo