ASTRA: Adaptive Student-Teacher Method for Robust Aggregation and Client Drift Reduction in Federated Learning

Este trabalho foi desenvolvido pelos pesquisadores João Victor Feio Gonçalves (UFPA), John Sousa (UFPA), Rafael Veiga (UFPA), Lucas de Lima Bastos (UNIFESSPA), Lucas de Sousa Pacheco (UFPA), Iago Medeiros (UFPA), Denis Rosário (UFPA) e Eduardo Coelho Cerqueira (UFPA).

Eles desenvolveram o ASTRA, um novo método projetado para otimizar o Aprendizado Federado em cenários onde os dados entre os dispositivos são altamente diversificados e desconexos. O núcleo da inovação reside na Regularização em Espaço Duplo, que combina restrições físicas nos pesos do modelo com uma auto-destilação semântica para garantir que as previsões locais permaneçam alinhadas com o objetivo global. 

Para viabilizar o uso em dispositivos com recursos limitados, os autores implementam um Escalonamento Baseado em Currículo, ativando o modelo “instrutor” de forma intensa apenas no início e, posteriormente, de maneira periódica. O propósito do estudo é mitigar o desvio do cliente (client drift) e evitar a divergência catastrófica do sistema, alcançando uma precisão superior a métodos tradicionais com um aumento pequeno no custo computacional. 

Client drift/Desvio do cliente

○ Em redes de borda, os dados apresentam grande assimetria entre os diferentes dispositivos (dados não IID).

○ O impacto no treinamento local acontece porque os clientes otimizam exclusivamente com base em seus próprios dados privados e as atualizações locais dos pesos divergem significativamente do objetivo global.

○ As consequências para o FL são estas:

■ Divergência catastrófica: a média de gradientes conflitantes destrói o desempenho global do modelo

■ Falhas de convergência: métodos padrão (como o FedAvg) apresentam grave instabilidade.

○ O objetivo então é:

■ Manter as atualizações locais semanticamente alinhadas com o consenso global sem suprimir o aprendizado local,

Dessa forma, os autores demonstram que é possível conciliar estabilidade estrutural e flexibilidade lógica para criar modelos de inteligência artificial descentralizados mais robustos e eficientes.

Teacher-Student Distillation

O Teacher-Student Distillation (destilação professor-aluno), no contexto das fontes, é uma técnica de abordagem semântica que visa alinhar as saídas de um modelo (logits) em vez de apenas seus pesos. 

O conceito central baseia-se na transferência de “dark knowledge” (conhecimento obscuro) de um modelo “Professor” robusto para um modelo “Estudante” local. O Mecanismo de Funcionamento – a transferência ocorre através dos logits de saída (ativações pré-softmax) – procura minimizar a Divergência de Kullback-Leibler (KL) entre as distribuições de probabilidade do aluno e do professor.

A consistência semântica, que é reforçada nesse processo, é uma técnica que garante que as fronteiras de decisão do modelo local permaneçam alinhadas com o consenso global, permitindo que o modelo mantenha a lógica de classificação mesmo quando os pesos físicos mudam para se adaptar a dados locais.

Utiliza-se um parâmetro de temperatura para “suavizar” as distribuições de probabilidade; isso amplifica a importância das classes de baixa probabilidade, facilitando a transferência de relações entre classes (o “dark knowledge”) em vez de apenas rótulos rígidos.

O ASTRA utiliza uma variação chamada Self-Distillation (autodestilação), onde o modelo global congelado periodicamente atua como o Professor e o modelo local em treinamento é o Estudante.

Fase de mentoria

Depois da etapa inicial de estabilização do modelo, o método ASTRA entra em uma nova fase de treinamento: a Fase de Mentoria (Mentorship Phase). A proposta é que, em vez de manter a orientação do modelo global sobre os modelos locais durante todo o processo, o sistema passe a fazer intervenções periódicas, permitindo que os dispositivos trabalhem de forma mais autônoma.

No início do treinamento, na chamada Fase de Fundação, o modelo global — o “Professor” – orienta continuamente os modelos locais, os “Estudantes”. Na fase de Mentoria, essa relação muda. O Professor passa a acompanhar o aprendizado em intervalos determinados, funcionando como uma espécie de supervisor que intervém apenas quando necessário.

A cada ciclo de rodadas de treinamento, o Professor é ativado para realizar um check-in. Nesse momento, o modelo local recebe uma correção semântica que ajuda a manter suas previsões alinhadas ao objetivo global do sistema. Entre essas intervenções, porém, o Professor permanece inativo.

É nesse intervalo que entra o chamado Modo Autônomo. Sem a necessidade de executar as passagens à frente (forward passes) do modelo global para realizar a destilação, o modelo local pode se concentrar nos seus próprios dados e se especializar de acordo com as características daquele ambiente.

A estratégia tem também um impacto direto sobre o uso de recursos computacionais. Ao reduzir a frequência com que o modelo global precisa participar do treinamento, o ASTRA diminui o consumo de memória VRAM e o número de operações de ponto flutuante (FLOPs), um aspecto especialmente relevante para dispositivos de borda, que normalmente trabalham com recursos computacionais mais limitados.

A lógica pode ser comparada à relação entre um professor e seus alunos. Depois de apresentar os conceitos fundamentais, o professor não precisa acompanhar cada exercício realizado individualmente. Ele pode deixar os estudantes resolverem as questões sozinhos e, periodicamente, voltar para verificar o andamento, corrigir eventuais erros e oferecer novas orientações. No aprendizado federado, essa alternância busca equilibrar autonomia local e alinhamento global. O modelo local ganha espaço para aprender com seus próprios dados, enquanto as intervenções periódicas do modelo global ajudam a evitar que esse aprendizado se afaste excessivamente do objetivo comum, o já mencionado client drift.

Com essa abordagem, o ASTRA procura combinar a capacidade de adaptação aos dados locais com uma maior eficiência computacional, mantendo uma velocidade de treinamento próxima à do FedAvg, algoritmo de referência no aprendizado federado. A ideia central é transformar a relação entre os modelos global e local: menos supervisão contínua, mais autonomia — mas sem abrir mão de momentos estratégicos de orientação.

Desafio Computacional

Uma limitação crítica da destilação padrão é o custo computacional, pois exige uma passagem à frente (forward pass) do professor em cada etapa de treinamento. O ASTRA resolve isso ativando o sinal do professor apenas periodicamente, de acordo com um cronograma de currículo, para proteger os recursos de dispositivos de borda (edge devices). De tempos em tempos acontece a correção do modelo global. Não é possível ter o processo de mentoria ativa todo o tempo; mas a proposta é ter uma solução eficiente em que o modelo global não precise estar sempre instruindo; as coisas acontecem de forma autônoma e ele corrige o que for necessário de forma pontuada.

 

PRINCE: A Proactive Client Selection in Federated Learning for Connected and Autonomous Vehicles

Projeto desenvolvido por Amanda Lopes (UFPA), John Sousa (UFPA), Lucas de Lima Bastos (UNIFESSPA), Lucas de Sousa Pacheco (UFPA), Iago Medeiros (UFPA), Denis Rosário (UFPA) e Eduardo Coelho Cerqueira (UFPA) foi apresentado no SBRC 2026.

Cada vez mais, os veículos são capazes de coletar grandes quantidades de dados por meio de sensores e dispositivos de IoT. No contexto da autonomia veicular, uma das propostas é equipar os carros com múltiplos sensores e capacidade computacional suficiente para processar essas informações e estimar, em tempo real, a melhor maneira de se deslocar.

Com esse processamento, o próprio veículo pode tomar decisões, como frear, acelerar ou alterar sua trajetória. No entanto, o potencial é ainda maior quando diferentes veículos podem participar de uma mesma rede e compartilhar informações. A partir dos dados e das previsões produzidas por esses veículos é possível, por exemplo, identificar as melhores rotas e antecipar situações no trânsito.

É nesse contexto que surgem os veículos autônomos conectados: uma tentativa de ampliar as capacidades dos sistemas veiculares para resolver problemas que o hardware disponível em um único veículo não consegue solucionar sozinho. A ideia é aproveitar o conhecimento produzido pela academia e criar soluções que possam, futuramente, ser implementadas pela indústria.

Um dos desafios é fazer com que o veículo consiga “ler” o contexto ao seu redor e utilizar essas informações para tomar decisões mais adequadas. É nesse cenário que se insere a PRINCE, uma arquitetura de aprendizado federado (AF) voltada para redes veiculares autônomas.

A proposta busca selecionar, entre os veículos disponíveis, aqueles mais adequados para participar de um processo de aprendizado federado. Em vez de considerar todos os veículos da rede indistintamente, o sistema avalia diferentes características para determinar quais deles podem contribuir de maneira mais relevante para o aprendizado.

A seleção proativa de clientes, exemplificada pela PRINCE, apresenta vantagens significativas em relação aos métodos reativos tradicionais em ambientes de Veículos Conectados e Autônomos (CAVs), especialmente em termos de eficiência de recursos, velocidade de convergência e estabilidade do modelo. Enquanto as abordagens reativas selecionam os veículos e lidam com eventuais falhas somente depois que elas ocorrem, a estratégia proativa busca antecipar possíveis problemas e selecionar, desde o início, os clientes com maior probabilidade de concluir o treinamento.

Um dos principais benefícios está na eficiência no uso dos recursos. Nos métodos reativos, largura de banda e capacidade de processamento podem ser desperdiçadas quando veículos selecionados abandonam ou falham durante uma rodada de treinamento. A abordagem proativa procura filtrar previamente os nós instáveis, alcançando, segundo os resultados apresentados, uma melhoria de até 3,5 vezes na eficiência dos recursos. Essa antecipação também contribui para uma redução significativa das falhas de conexão, que pode chegar a 2,2 a 2,5 vezes em comparação com abordagens reativas, graças ao uso de modelos estocásticos para prever instabilidades e à pré-filtragem baseada em sinais como o RSSI.

Os ganhos também aparecem no desempenho do modelo. O PRINCE alcançou 83,90% de acurácia final, superando modelos reativos de estado da arte em até 9,22%. Além disso, a seleção proativa acelera a convergência: em um dos cenários avaliados, o sistema atingiu 60% de acurácia três vezes mais rápido do que métodos de seleção aleatória, apresentando também desempenho superior a abordagens reativas como ACSP-FL e ECS-HDSR.

Outro diferencial está na redução da latência e dos custos computacionais. Em estratégias reativas, como o ECS-HDSR, quando um cliente falha, o sistema precisa procurar um substituto e reiniciar ou reorganizar parte do processo, o que acrescenta etapas, tempo e processamento. A abordagem proativa procura evitar essa situação ao formar antecipadamente um conjunto de clientes com alta probabilidade de permanecer conectado e concluir o treinamento.

Essa antecipação também favorece a estabilidade do treinamento. Enquanto métodos reativos podem apresentar oscilações na acurácia e picos na função de perda (loss) em razão da agregação de modelos provenientes de clientes que falharam, a seleção proativa tende a produzir uma trajetória de aprendizado mais estável e consistente.

Em síntese, a diferença fundamental está na forma como cada estratégia lida com a incerteza. A seleção reativa espera o problema acontecer para então tentar corrigi-lo; a seleção proativa utiliza o histórico de comportamento dos veículos, as condições da rede e as previsões de mobilidade para antecipar possíveis falhas e evitá-las. Em um ambiente dinâmico como o dos veículos conectados e autônomos, essa capacidade de previsão pode tornar cada rodada de comunicação mais eficiente, reduzir desperdícios e contribuir para modelos globais que convergem mais rapidamente e de maneira mais estável.

Aspectos considerados na seleção ativa de veículos 

O primeiro aspecto considerado é a localização e a conectividade dos veículos, que são definidos pelo Indicador de Força do Sinal Recebido (RSSI). São avaliados carros que estejam mais próximos ou mais distantes e que tenham, ou não, cobertura de internet. Aqueles veículos que possuírem valores fracos de RSSI (i.e., valores abaixo de -85 dbM) são excluídos da futura seleção, pois eles não apresentam uma conectividade boa naquela área para participarem ativamente da seleção de clientes do aprendizado federado. Os veículos com bons valores de RSSI (i.e., valores acima de -85 dbM) são selecionados para a próxima etapa.

Para estimar a possibilidade de um veículo permanecer conectado durante o processo, na segunda etapa a arquitetura utiliza o conceito de Cadeia de Markov, um processo estocástico no qual o sistema pode se encontrar em determinado estado e permanecer nele ou mudar para outro. A partir desse modelo, é calculada a probabilidade de um determinado veículo continuar conectado à rede.

Essa informação é importante porque, em um processo de aprendizado federado, não basta que um veículo tenha dados relevantes: é necessário que ele consiga permanecer conectado pelo tempo necessário para participar do treinamento.

A importância da heterogeneidade dos dados

O terceiro e último critério utilizado pelo PRINCE é a diversidade dos dados disponíveis em cada veículo. Para isso, a arquitetura considera a Entropia de Shannon, uma medida relacionada à variabilidade e à diversidade das informações.

A lógica é que veículos com dados mais heterogêneos podem oferecer uma contribuição mais relevante ao processo de aprendizado, já que permitem ao modelo entrar em contato com diferentes situações e padrões.

Assim, o sistema procura priorizar veículos que apresentem maior índice de entropia, ou seja, maior diversidade em seus dados. A arquitetura combina, portanto, diferentes critérios para selecionar os veículos mais adequados para participar do aprendizado federado. De forma geral, são consideradas três dimensões: proximidade: priorizar veículos que estejam próximos da região ou situação de interesse; conectividade: selecionar veículos com maior probabilidade de permanecer conectados durante o processo; heterogeneidade dos dados: priorizar veículos cujos dados apresentem maior diversidade.

O objetivo é encontrar um conjunto de veículos que não apenas esteja relacionado ao problema que se deseja analisar, mas que também tenha condições de contribuir efetivamente para o treinamento do modelo.

Possíveis aplicações

Uma aplicação possível seria o uso do PRINCE por uma empresa que precise transmitir informações específicas para determinados veículos em uma determinada região.

Imagine, por exemplo, que esteja ocorrendo um problema em uma determinada rota. A empresa poderia utilizar a arquitetura para identificar os veículos que estão naquela área ou que estão se dirigindo para ela e compartilhar informações relevantes com esses usuários.

Da mesma forma, um motorista que estivesse se deslocando para determinada cidade poderia receber informações específicas relacionadas às condições daquela região, permitindo que o sistema utilizasse o conhecimento produzido pelos veículos conectados para apoiar decisões mais adequadas.

Leia o artigo completo nos anais do SBRC 2026 https://sol.sbc.org.br/index.php/sbrc/article/view/42357/42124 

 

Conheça a pesquisa FLeer2FLeer: uma Ferramenta Web Baseada em Arquitetura Par-a-Par para Orquestração do Aprendizado Federado

O projeto, conduzido pelos pesquisadores João e Silva Costa (GTA-PEE/COPPE-DEL/Poli, Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ), Guilherme A. Thomaz, Ronaldo A. Ferreira e Miguel Elias M. Campista (Facom, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – UFMS), foi apresentado no Salão de Ferramentas do SBRC 2026

O FLeer2FLeer (F2F) é uma ferramenta web para orquestração de aprendizado federado baseada em uma arquitetura P2P. O F2F introduz um indexador responsável pela descoberta, anúncio e ingresso de clientes nas múltiplas federações, sem interferir no processo de treinamento.

A ferramenta fornece uma infraestrutura de orquestração descentralizada para o Aprendizado Federado (FL), permitindo treinar modelos de inteligência artificial sem comprometer a privacidade dos usuários que detêm os dados.

O projeto, conduzido pelos pesquisadores João Silva e Costa (GTA-PEE/COPPE-DEL/Poli, Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ), Guilherme A. Thomaz, Ronaldo A. Ferreira e Miguel Elias M. Campista (Facom, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – UFMS), foi apresentado no Salão de Ferramentas do SBRC 2026 e está disponível nos anais do simpósio.

Aprendizado federado

O trabalho está relacionado ao aprendizado federado (Federated Learning), uma abordagem desenvolvida inicialmente pela Google para solucionar um problema central no treinamento de modelos de inteligência artificial: a necessidade de coletar grandes volumes de dados dos usuários, o que gerava preocupações com privacidade.

Em vez de centralizar os dados dos usuários em um único servidor para treinar os modelos, a proposta do aprendizado federado inverte essa lógica. O modelo é enviado aos dispositivos ou organizações que possuem os dados, onde o treinamento é realizado localmente. Posteriormente, apenas as atualizações dos modelos treinados são enviadas de volta ao servidor central, que combina (“faz o merge”) essas contribuições para produzir um modelo global cada vez mais preciso e convergente. Esse processo depende da participação de múltiplos clientes treinando o modelo em paralelo.

O procedimento é repetido até que o modelo convirja ou algum critério de parada seja alcançado. Essa abordagem de treinamento distribuído, por preservar a privacidade dos usuários, é bastante adequada para situações em que o treinamento exige informações sensíveis dos usuários, como dados provenientes de sistemas de Internet das Coisas (IoT), dados médicos ou produzidos por dispositivos móveis.

Peer-to-Peer

Grande parte dos trabalhos existentes na literatura assume que esses processos de treinamento já estão em andamento. No entanto, pouco se discute sobre uma questão prática: como um novo participante ingressa em um processo de treinamento federado? Como uma empresa ou um usuário que possui dados pode encontrar um treinamento compatível e começar a contribuir?

É justamente essa lacuna que o artigo procura abordar. A proposta permite que um cliente — seja uma empresa ou um usuário final, detentor dos dados — localize modelos de aprendizado federado compatíveis com seus interesses e participe dos respectivos processos de treinamento. Para isso, o sistema disponibiliza um servidor que atua como ponto de entrada para esses treinamentos.

Ao participar com seus próprios dados, o cliente contribui para o aperfeiçoamento do modelo e, ao mesmo tempo, obtém um sistema mais adaptado às suas necessidades específicas. Além disso, modelos já existentes podem continuar sendo refinados continuamente à medida que novos dados são incorporados ao processo de treinamento.

Proposta

O trabalho dos pesquisadores propõe o desenvolvimento de uma ferramenta web inspirada na arquitetura P2P, chamada de FLeer2FLeer (F2F), para treinamento de modelos federados. O F2F propõe um servidor operando como indexador para descoberta e gerenciamento de federações. Diferente das abordagens focadas em mudanças complexas no algoritmo, a ferramenta prioriza a experiência do usuário e a governança de múltiplos treinamentos de modelos simultâneos.

FLeer2FLeer é uma ferramenta inovadora que une aprendizado federado e arquitetura par a par para otimizar o treinamento de modelos de inteligência artificial. Diferente dos métodos tradicionais que centralizam informações privadas, essa solução permite que os dados permaneçam com os usuários, promovendo maior privacidade e segurança durante o processamento.

O sistema facilita a colaboração entre empresas e indivíduos, possibilitando que interessados localizem e contribuam com treinamentos específicos de forma distribuída. Ao descentralizar o esforço computacional, a plataforma ajuda a reduzir custos operacionais e torna os modelos mais precisos e personalizados para as necessidades reais dos participantes. O foco central é superar os desafios de implementação prática, conectando detentores de dados a processos de orquestração de modelos globais de maneira eficiente.

Embora o sistema não seja um serviço público aberto, ele pode ser implantado dentro de empresas, permitindo que diferentes organizações realizem treinamentos colaborativos sobre dados distribuídos, sem necessidade de centralizá-los.

Essa abordagem também possibilita a distribuição do custo computacional entre os participantes, já que o processamento é realizado de forma descentralizada. O principal desafio agora é transformar essa solução em uma tecnologia aplicável em cenários reais, ampliando sua adoção fora do ambiente de pesquisa.

 

 

Representação baseada em grafos de infraestrutura como código: possibilitando o raciocínio semântico para sistemas conteinerizados

O trabalho dos pesquisadores Guilherme M. Soares, Lucas S. Vrielink, Juliano A. Wickboldt, Jéferson C. Nobre e Lisandro Z. Granville, do Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), propõe uma maneira de transformar arquivos de configuração de computadores (como o Docker Compose) em um “mapa inteligente” que uma Inteligência Artificial (IA) consegue entender, permitindo que sejam tiradas dúvidas sobre sua infraestrutura apenas conversando. 

O trabalho, apresentado no SBRC 2026, surge num contexto em que contêineres (pequenos sistemas isolados para rodar seus sites e apps) são amplamente utilizados por cerca de 90% das empresas (Nutanix 2025), e há uma complexidade crescente em arquiteturas de microsserviços.

Ferramentas de orquestração como Kubernetes sendo mais utilizadas para gerenciar esta expansão e o aumento da complexidade, levando ao paradigma de Infrastructure as Code (IAC). E ferramentas geralmente utilizadas na automação (linters, CLI) focam apenas nos contêineres que estão sendo executados e nas sintaxes dos arquivos de definição.

Sendo assim, falta uma visão unificada da infraestrutura que forneça uma compreensão de como os componentes interagem, e as soluções existentes não fornecem mecanismos facilitadores como consultas com linguagem natural para auditar dependências transitivas ou riscos de segurança em arquiteturas complexas.

Isso significa que, atualmente, empresas usam centenas de contêineres (pequenos sistemas isolados) e as instruções para esses sistemas ficam em arquivos de texto, que são os chamados docker compose. Mas as ferramentas tradicionais só checam se o texto está escrito corretamente (isto é, sintaxe). Elas não conseguem “enxergar” o quadro geral, como por exemplo: “Se este banco de dados falhar, quais outros 10 serviços vão parar?”.

O sistema proposto pelos pesquisadores transforma arquivos técnicos e frios em um conhecimento ativo que a IA usa para ajudar o administrador do sistema a evitar erros graves e ataques de segurança de forma muito mais rápida e simples. O framework proposto faz um mapa inteligente, ou um grafo de conhecimento, a partir desses arquivos. É como um mapa mental onde cada serviço, rede ou volume é um ponto conectado a outro. O que organiza esse mapa é uma ontologia  – ou seja, um conjunto de regras que definem como cada peça pode se conectar a outras (por exemplo: um serviço usa uma imagem, um serviço se conecta a uma rede).

Inovação: uso do Model Context Protocol (MCP) para ligar esse mapa à IA (como o ChatGPT ou Claude)

A grande inovação do projeto é usar o Model Context Protocol (MCP) para ligar esse grafo à IA generativa (como o ChatGPT ou o Claude). Normalmente, a IA inventa respostas, se não souber algo. Com esse sistema, a IA é obrigada a consultar o “mapa inteligente” antes de responder.

Graças ao uso de linguagem natural, não é preciso ser um expert em código. Pode-se perguntar: “Existe algum risco de segurança na minha rede?”, e o sistema analisa todas as conexões para oferecer a resposta.

Os pesquisadores testaram o sistema em situações reais e ele encontrou problemas que ferramentas comuns ignoram, como por exemplo o Efeito Dominó: foi identificado que uma queda de um banco de dados derrubaria um serviço que nem estava conectado a ele diretamente, mas que dependia de outros serviços no meio do caminho.

Outro problema detectado foi a invasão de rede um “caminho escondido” que um hacker poderia usar para pular de uma rede pública para uma rede privada segura (movimentação lateral).

Além disso, foram identificados Conflitos de “Porta”, que acontecem quando dois serviços tentam usar a mesma “entrada” do computador ao mesmo tempo, o que causa um erro na hora de rodar.

O artigo completo dos pesquisadores está disponível neste link 

Uma Arquitetura Descentralizada para Aprendizado Federado Baseada em Blockchain: um estudo de caso sobre mecanismos de consenso

O Aprendizado Federado já é uma tecnologia consolidada e amplamente utilizada por empresas como a Google, que emprega essa abordagem em treinamentos realizados diretamente nos dispositivos dos usuários. Mas, neste trabalho, os pesquisadores Francinaldo Barbosa (UFPI), Luis Guilherme Silva (UFPI), Iure Fé (UFPI), Israel Cardoso (UFPI), Alex Vieira (UFJF), Geraldo P. Rocha Filho (UESB) e Francisco Airton Silva (UFPI) focaram em ampliar essa arquitetura ao integrar o Aprendizado Federado com Blockchain, buscando aumentar a segurança e a confiabilidade do processo de treinamento distribuído.

O trabalho aborda o aprendizado de máquina distribuído, que se distingue do modelo tradicional de aprendizado de máquina porque, neste último, os dados dos clientes são enviados para um servidor central, que possui maior capacidade computacional para processá-los e treinar o modelo. Entretanto, esse processo exige que grandes volumes de dados trafeguem pela rede, o que pode gerar problemas relacionados à privacidade, à segurança e ao risco de ataques maliciosos. O Aprendizado Federado surge justamente para minimizar esses problemas. Em vez de enviar os dados dos usuários ao servidor, cada cliente realiza localmente o treinamento do modelo utilizando seus próprios dados. Após essa etapa, apenas os parâmetros ou pesos atualizados do modelo são enviados ao servidor central, enquanto os dados permanecem armazenados no dispositivo do cliente. Dessa forma, reduz-se a circulação de informações sensíveis e preserva-se a privacidade dos usuários.

Para alcançar seu objetivo, os autores utilizaram o FLEX, um framework voltado para simulações de Aprendizado Federado. Esse framework possui diferentes bibliotecas, entre elas a FlexBlock, responsável por integrar o Aprendizado Federado com Blockchain. Essa integração permite registrar e validar as atualizações do modelo de forma descentralizada, aumentando a segurança do processo e dificultando manipulações maliciosas.

A arquitetura proposta combina dois modelos de comunicação:

  • Cliente-servidor, utilizado durante o treinamento realizado pelos clientes e no envio das atualizações do modelo;
  • Peer-to-peer (P2P), utilizado para a comunicação entre os diferentes nós (servidores) da rede Blockchain.

Na arquitetura Blockchain, os servidores participam de um processo de consenso para decidir qual atualização será incorporada ao bloco seguinte da cadeia. O artigo compara dois mecanismos de consenso.

O primeiro mecanismo baseia-se na lógica semelhante ao Proof of Work (PoW), na qual vence o servidor que realizou maior trabalho computacional para validar o bloco.

O segundo mecanismo considera o desempenho obtido no treinamento, priorizando o servidor que apresentou os melhores resultados (por exemplo, maior acurácia) ao atualizar o modelo.

O objetivo do estudo foi comparar esses mecanismos para identificar qual apresenta melhor desempenho e maior potencial de aplicação em cenários reais de Aprendizado Federado com Blockchain.

O treinamento ocorre por meio de rodadas sucessivas, característica típica do Aprendizado Federado. Em cada rodada, os clientes treinam localmente o modelo, enviam seus parâmetros atualizados ao servidor e um novo modelo global é gerado. Esse processo é repetido por um número de rodadas previamente definido.

Uma das principais métricas analisadas foi a acurácia, que indica o quanto o modelo melhora seu desempenho ao longo das rodadas de treinamento – isto é, mede o quanto o modelo “aprendeu”.

Os autores observaram que o mecanismo baseado em Proof of Work apresenta oscilações mais acentuadas na evolução da acurácia. Isso ocorre porque o consenso privilegia o servidor que realizou maior esforço computacional, e não necessariamente aquele que produziu o melhor modelo treinado. Assim, pode acontecer de um servidor vencer o consenso mesmo sem possuir os melhores resultados de treinamento.

Idealmente, espera-se que a evolução da acurácia apresente crescimento gradual e estável até atingir um ponto de estabilização, indicando convergência do modelo.

Outro resultado analisado aparece no Gráfico 2 da página 11 (o artigo está publicado aqui – https://sol.sbc.org.br/index.php/sbrc/article/view/42375), que apresenta a perda (loss) do modelo ao longo das rodadas. Essa métrica indica o erro do modelo durante o treinamento e permite avaliar sua capacidade de convergência: quanto menor a perda, melhor tende a ser o desempenho do modelo.

Desafios identificados

Os autores destacam algumas limitações do estudo.

A principal delas é que o framework FLEX ainda é bastante recente, havendo pouca documentação e poucos trabalhos publicados sobre suas bibliotecas específicas, especialmente sobre a FlexBlock. Essa limitação dificulta comparações com outros estudos e restringe a maturidade da ferramenta.

Outro ponto observado é que, embora a biblioteca disponibilize três mecanismos de consenso, apenas dois foram utilizados na pesquisa. Um terceiro mecanismo não foi incluído porque aparentava estar desatualizado ou ainda não plenamente funcional.

Além disso, o estudo poderia ter sido enriquecido pela comparação com um número maior de mecanismos de consenso utilizados em Blockchain, ampliando a análise sobre desempenho, segurança e eficiência.

Trabalhos futuros

Como continuidade da pesquisa, os autores sugerem os seguintes passos: avaliar um número maior de métricas de desempenho; comparar outros mecanismos de consenso para Blockchain; investigar o custo computacional e energético de cada mecanismo ao longo das rodadas de treinamento; ampliar os experimentos para cenários mais próximos de aplicações reais de Aprendizado Federado.

Leia o artigo completo nos anais do SBRC 2026: https://sol.sbc.org.br/index.php/sbrc/article/view/42375 

 

Workshop do ICoNIoT aconteceu no último dia 27 no SBRC 2026

O 44º Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2026) foi realizado em Praia do Forte, na Bahia, entre os dias 25 e 29 de maio de 2026. No dia 27, tivemos o workshop do nosso INCT ICoNIoT.
 
A reunião, liderada por Eduardo Cerqueira (UFPA), contou com a participação do keynote speaker Torsten Braun, da Universidade de Berna, além dos pesquisadores do ICoNIoT Carlos Kamienski (UFABC), Flavia Delicato (UFF), Marcelo Fernandes (UFRN), Allan Souza (UNICAMP),  Everton Cavalcante (UFRN), Luiz Fernando Bittencourt (UNICAMP), Edmundo Madeira (UNICAMP), Rafael Lopes (UECE), Augusto Neto (UFRN) e Carlos Trujillo (UNICAMP). 
 
Na ocasião, foram apresentados os avanços nos projetos e abertos novos espaços para colaborações.
Foi um momento de grande sucesso para o nosso INCT. Confira o vídeo!

SBRC 2026 com muitos motivos de comemoração para o ICoNIoT

O 44º Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC 2026) foi realizado em Praia do Forte, na Bahia, entre os
dias 25 e 29 de maio de 2026. Além de termos obtido grande sucesso com a realização do nosso workshop, estamos celebrado também várias conquistas de nossa equipe:

. O artigo *Agente VAMOS! Planejamento de Rotas Veiculares Cientes de
Contexto Semântico com Agentes de LLM* de autoria de Carnot Braun,
Daniel Ludovico Guidoni, Eduardo Coelho Cerqueira, Joahannes Bruno Dias
da Costa, Leandro Villas, Allan Mariano de Souza, recebeu Menção Honrosa
na Trilha Principal do SBRC 2026
.

. A tese de doutorado intitulada *”Técnicas de Gerenciamento de Sobrecarga
e Alocação de Recursos para Comunicação Massiva do Tipo Máquina em Redes de Acesso 3GPP”* de autoria de Tiago Pedroso (UNICAMP), e orientada pelo Prof. Nelson Fonseca (UNICAMP, e coordenador geral do ICoNIoT) recebeu menção honrosa no Concurso de Teses e Dissertações (CTD) do SBRC 2026.

. A dissertação de mestrado intitulada *”Detecção de Colisões e
Priorização no Acesso Aleatório mMTC Inteligentes em Redes Celulares
IoT”*, de autoria de Giancarlo Maldonado Cardenas, e orientada pelos
professores Nelson L.S. da Fonseca e Carlos A. Astudillo, foi agraciada
com menção honrosa no Concurso de Teses e Dissertações (CTD) do SBRC 2026.

. O artigo “Controle Seguro e Evasão de Colisões em Tráfego Denso de
Drones via Aprendizado por Reforço”, de Henrique J. Felisardo dos
Santos, Israel da Silva Barros, Luiz Fernando Bittencourt, Carlos
Kamienski e Fabíola M. C. de Oliveira, recebeu menção honrosa no Workshop de Computação Urbana (CoUrb).

. O artigo *”Self-Supervised Learning for Early Preamble Collision
Detection in Cellular IoT Networks”*, de autoria de Daniela M.
Casas-Velasco, Diogo Maciel Cunha, Marco Aurelio Guerra Pedroso,
Giancarlo Maldonado Cardenas, Carlos Alberto Astudillo Trujillo e Nelson
Fonseca, recebeu menção honrosa no I Workshop de Inteligência
Artificial para Redes de Computadores (WIARC) do SBRC 2026.

. O artigo “A Performance Comparison of Authentication and Authorization Patterns for Microservices Applications”, de Rafael Freitas Cardoso (UFRGS) e Jeferson Campos Nobre (UFRGS), recebeu menção honrosa no WGRS – XXXI Workshop de Gerência e Operação de Redes e Serviços do SBRC 2026.

Conheça o projeto ‘Agente K-alibra: Estratégia para Seleção de K-Clientes em Aprendizado Federado autônoma’

O Agente K-alibra é um orquestrador baseado em Modelos de Linguagem (LM) projetado para ajustar dinamicamente o número de clientes () participantes em cada rodada de Aprendizado Federado (FL).Ele foi criado para superar a rigidez de algoritmos estáticos tradicionais, que geralmente utilizam um número fixo de clientes, o que pode resultar em ineficiência ou sobrecarga de rede.

O projeto foi desenvolvido a partir de uma parceria de pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), da Universidade Federal do Pará (UFPA) e da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) que fazem parte do ICoNIoT. São eles: Rafael O. Jarczewski (UNICAMP), Eduardo Cerqueira (UFPA), Antonio Loureiro (UFMG) , Leandro A. Villas (UNICAMP) e Allan de Souza (UNICAMP). Ele está publicado nos anais do SBRC 2026, e pode ser lido na íntegra aqui.

O Aprendizado Federado (FL) é uma maneira de treinar inteligência artificial de forma segura, já que os dados de cada pessoa ficam protegidos em seus próprios aparelhos, sem precisar serem enviados para uma central. O problema é que esse processo costuma gastar muita internet e fica difícil de gerenciar quando há muitos usuários.

Atualmente, para tentar resolver isso, os sistemas escolhem quais aparelhos vão participar do treino. Porém, esses sistemas são “teimosos”: eles costumam usar sempre a mesma quantidade de aparelhos, sem mudar esse número conforme a necessidade do momento. Isso faz com que o processo gaste recursos desnecessários ou demore para aprender.

Para acabar com essa rigidez, foi criado o K-Agent. Ele funciona como um “chefe” inteligente (usando modelos de linguagem, parecidos com o que há por trás de chats de IA) que decide dinamicamente quantos aparelhos devem participar em cada etapa.Ele trabalha em três passos:

  1. Percebe como está a situação atual do treino.
  2. Raciocina para encontrar a melhor estratégia.
  3. Age, definindo o número ideal de participantes.

Os testes mostraram que o K-Agent é muito eficiente: ele consegue economizar entre 44,4% e 59% do uso da internet em comparação com os métodos tradicionais, mantendo o aprendizado estável e de alta qualidade.

Além disso, ele consegue explicar o porquê de suas decisões, tornando o sistema mais transparente para os desenvolvedores.

Conheça o Agente VAMOS – Vehicular Agent for Multi-objective Optimization and Semantics

Fruto da colaboração de pesquisadores do ICoNIoT de quatro universidades brasileiras, o projeto é um dos indicados para o prêmio de Best Paper no SBRC 2026

O projeto Agente VAMOS! Planejamento de Rotas Veiculares Cientes de Contexto Semântico com Agentes de LLM é resultado da colaboração dos pesquisadores Carnot Braun (Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP), Daniel L. Guidoni (Universidade Federal de Ouro Preto – UFOP), Eduardo Cerqueira (Universidade Federal do Pará – UFPA), Joahannes B. D. da Costa (Universidade Federal de São Paulo – UNIFESP), Leandro Villas (UNICAMP) e Allan M. Souza (UNICAMP).

O agente desenvolvido pela equipe, intitulado VAMOS (Vehicular Agent for Multi-objective Optimization and Semantics), funciona como um sistema inteligente capaz de formular trajetos personalizados ao interpretar o contexto ambiental e as prioridades individuais de cada usuário. Ele vem superar sistemas de navegação tradicionais, que priorizam a eficiência métrica, como tempo e distância, mas falham na interpretação de intenções humanas mais complexas e dependentes de contexto. 

Diferente dos navegadores convencionais, esse agente utiliza um LLM – Large Language Model – para sugerir paradas estratégicas, como postos de gasolina ou mercados, baseando-se no aprendizado contínuo sobre o perfil do viajante. O diferencial da tecnologia reside na sua capacidade de processar informações complexas para otimizar rotas sem a necessidade de comandos geográficos excessivamente específicos. 

O projeto enfrenta o desafio técnico de equilibrar o processamento robusto em servidores externos com a viabilidade de rodar modelos menores diretamente em dispositivos móveis. 

Leia o trabalho dos pesquisadores publicado nos anais do SBRC 2026

 

Prof. Edmundo Roberto Mauro Madeira (UNICAMP) escolhido para receber o Prêmio Destaque SBRC em 2026

A entrega do Prêmio Destaque SBRC – Prof. Otto Carlos Muniz Bandeira Duarte ocorrerá durante a Cerimônia de Abertura do SBRC 2026, a ser realizada no dia 26/05/2026 na Praia do Forte, na Bahia.

Reconhecimento

O nome do Prof. Edmundo foi escolhido por uma Comissão de Seleção composta pelas pessoas agraciadas com o mesmo prêmio nos últimos cinco anos, em reconhecimento a toda a sua trajetória e às contribuições à comunidade científica brasileira nas áreas de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos.

Sobre o prêmio

O prêmio Destaque SBRC foi criado em 2012, como parte das comemorações dos trinta anos do SBRC, e tem como objetivo homenagear pessoas da comunidade do SBRC que se distinguiram ao longo de suas vidas por suas contribuições científicas nas áreas de redes de computadores e sistemas distribuídos, por seus engajamentos em atividades do SBRC e/ou por serviços prestados em benefício da comunidade brasileira de redes e sistemas distribuídos.

Em 2022, o prêmio destaque passou a se chamar Prêmio Destaque SBRC Prof. Otto Carlos Muniz Bandeira Duarte. Otto era graduado em Engenharia Eletrônica pela UFRJ e tinha mestrado em Engenharia Elétrica pela Coppe/UFRJ e doutorado em Teleinformática na Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications (ENST), em Paris, França. Tornou-se Professor Titular da UFRJ em 2003. Ele era reconhecido como bolsista de produtividade nível 1A do CNPq e como Cientista do Nosso Estado do Rio de Janeiro. Orientou 17 teses de doutorado, 55 dissertações de mestrado e mais de 180 trabalhos de iniciação científica. Ele teve mais de 350 artigos publicados em revistas e congressos com revisão.

Trajetória do homenageado deste ano

O Prof. Edmundo é atualmente Professor Titular do Instituto de Computação da UNICAMP, universidade na qual concluiu seu Doutorado em Engenharia Elétrica em 1991. No INCT ICoNIoT, é coordenador da linha temática Redes Veiculares. Possui uma vasta produção científica nas áreas de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos, com mais de 6.000 citações, abrangendo temas críticos como gerência de redes, computação em nuvem e virtualização de redes. Sua reputação acadêmica foi reconhecida pelo Prêmio Zeferino Vaz de Reconhecimento Acadêmico da UNICAMP em 2004, e sua atuação inclui ainda a coordenação de projetos de pesquisa de relevância nacional e a articulação em diversas redes de pesquisa no País, a exemplo dos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs).

O Prof. Edmundo possui atuação destacada na organização e estruturação do SBRC, o principal evento da área no Brasil, tendo contribuído diretamente para a qualidade técnica e científica do Simpósio ao longo de diversas edições. Na docência, contribui fortemente para a formação de recursos humanos de alto nível e na mentoria de jovens pesquisadores. Além da docência, atua ativamente na comunidade científica, sendo membro do Corpo Editorial do Journal of Network and Systems Management (JNSM), da Springer.