Presentazione del dottorato

Il Corso di Dottorato affronta in modo integrato le sfide della transizione digitale ed energetica (Industry 5.0, Cyber-Physical Systems, Green Deal), ponendo al centro l’interazione tra sistemi elettronici, elettrici, energetici, e meccanici in ambito industriale, nonché le dinamiche dei sistemi produttivi-distributivi, al fine di individuare soluzioni progettuali e gestionali efficienti, affidabili e sostenibili.

Il programma si sviluppa in linea con l’evoluzione scientifica e culturale delle aree di riferimento, promuovendo un confronto continuo con istituzioni di ricerca, imprese ed enti pubblici. Tale sinergia assicura il costante aggiornamento dei contenuti formativi e delle linee di ricerca rispetto alle trasformazioni tecnologiche, industriali e sociali in atto.

Il percorso sviluppa competenze di alto livello nella modellazione multiscala, nella progettazione di architetture hardware e nella gestione di impianti complessi, combinando metodi fisici, tecniche data-driven e strumenti di simulazione per supportare la decarbonizzazione, l’elettrificazione dei consumi, l’integrazione di risorse distribuite e la digitalizzazione dei processi produttivi.

I profili culturali e professionali in uscita sono orientati a formare ricercatori capaci di operare in contesti interdisciplinari e internazionali. I dottori di ricerca avranno abilità specifiche nell'ottimizzazione di sistemi complessi e saranno in grado di guidare sia l’avanzamento scientifico sia il trasferimento tecnologico nei settori chiave della microelettronica, dell’energia, della manifattura avanzata, della mobilità sostenibile e delle tecnologie biomediche.

L’attività di ricerca integra le tecnologie sensoristiche con la progettazione meccanica, l'analisi termofluidodinamica e la sicurezza industriale, estendendosi fino alle applicazioni per smart building. Il Dottorato valorizza così un ecosistema territoriale e industriale di rilievo internazionale, favorendo una collaborazione diretta tra ricerca accademica e innovazione industriale.

Il Corso si colloca nel quadro delle strategie europee e nazionali per lo sviluppo delle tecnologie abilitanti. La formazione segue un modello flessibile: ciascun dottorando matura competenze specialistiche all’interno di un filone prevalente, beneficiando al contempo di attività didattiche trasversali, seminari e scuole di dottorato.

Le principali attività di ricerca si articolano in tre filoni:

1. Hardware e sistemi elettronici: micro- e nanoelettronica, circuiti integrati e microsistemi, elettronica per comunicazioni, sensori e testing, sistemi embedded ed edge computing, Cyber-Physical Systems, elettronica di potenza, modellazione elettromagnetica e ottimizzazione di dispositivi e sistemi elettronici.
2. Energia e sistemi fisici: sistemi elettrici di potenza e Smart Grids, generazione da fonti rinnovabili, fotovoltaico innovativo, mobilità elettrica, conversione energetica, termofisica e termofluidodinamica, modellazione energetica del costruito, sostenibilità ambientale, gestione di sistemi energetici distribuiti e processi industriali sostenibili.
3. Sistemi meccanici, industriali e gestionali: meccanica dei materiali e delle strutture, macchine e sistemi energetici, Digital Twin e simulazioni CAD-CAE, manifattura avanzata, sistemi meccatronici e multibody, bioingegneria e materiali innovativi, ottimizzazione dei sistemi produttivi e logistici, purchasing e supply chain management, sicurezza e affidabilità degli asset, economia circolare e simbiosi industriale.

Sbocchi occupazionali e professionali previsti

• Semiconduttori e microelettronica: progettazione di circuiti integrati (analogici, digitali, mixed-signal), dispositivi Wide Bandgap (SiC, GaN), testing e packaging avanzato, quantum computing, progettazione AI-driven.
• Energia e Green Tech: gestione di sistemi elettrici complessi e Smart Grids, mercati dell'energia e servizi ancillari, comunità energetiche, idrogeno ed e-fuels, Energy Manager (EGE).
• Industria 5.0 e meccatronica: sistemi produttivi e meccatronici, progettazione strutturale, Digital Twin, manutenzione predittiva, logistica avanzata.
• Gestione aziendale e supply chain: catene di approvvigionamento resilienti, innovation management.
• Processi industriali e circolarità: impianti manifatturieri e di processo, riduzione delle emissioni, trattamento delle acque, simbiosi industriale.
• Automotive ed e-mobility: trazione elettrica e ibrida, ricarica rapida, materiali avanzati.
• Robotica: modellazione meccanica di robot e meccanismi.
• Ricerca e trasferimento tecnologico: carriere accademiche e negli enti di ricerca (CNR, INFN, ENEA), startup deep-tech, centri di trasferimento tecnologico.