I temi di ricerca in cui Antonio Femia è coinvolto includono tecniche di intelligenza artificiale applicate agli azionamenti elettrici, strategie di diagnostica per macchine elettriche multifase e strategie di controllo per convertitori elettronici di potenza. In particolare, le seguenti tematiche sono oggetto di studio:
- Diagnostica di guasti affliggenti gli avvolgimenti di statore (corto circuiti, contatti ad elevate resistenza).
- Diagnostica di guasti di natura meccanica (eccentricità rotoriche, disallineamenti).
- Sistemi di controlli con elevata tolleranza ai guasti.
