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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL E MACHINE LEARNING NA OTIMIZAÇÃO DA GESTÃO DA AGRICULTURA 4.0: UMA REVISÃO SISTEMÁTICA DA LITERATURA
Autor(es): ERIK MANOEL DEMÉZIO DA SILVA
Primeiro orientador: WALLACE DA SILVA DE ALMEIDA
Resumo: O agronegócio brasileiro, setor responsável por 23,2% do PIB nacional em 2024, enfrenta o desafio de aumentar a produção de alimentos de forma sustentável frente ao crescimento populacional e à demanda global, prevista pela ONU para exigir 70% mais produção até 2050. Nessa conjuntura, a Agricultura 4.0, sustentada por tecnologias digitais como Inteligência Artificial (IA) e Machine Learning (ML), surge como estratégia para otimizar a gestão agrícola, integrando ambientes físico e digital, monitorando cultivos, clima e solo em tempo real e apoiando decisões estratégicas. O objetivo geral desta pesquisa é avaliar como as ferramentas de IA e ML transformam os processos de gestão na Agricultura 4.0, criando valor em eficiência operacional, decisão estratégica e sustentabilidade. O presente estudo, caracterizado pela natureza qualitativa, exploratória e bibliográfica, fundamentou-se em revisão sistemática da literatura (RSL). A questão norteadora foi: Como as soluções de IA e ML transformam processos de gestão na Agricultura 4.0, criando valor em eficiência operacional, decisão estratégica e sustentabilidade? Para responder à questão, definiu-se a string (“Artificial Intelligence (AI)” OR “Machine Learning (ML)”) AND (“Agriculture 4.0” OR “Smart Agriculture”), aplicada nas bases de dados Scopus e Web of Science (WoS), em julho de 2025, limitada a “artigos” e “artigos de revisão”, no idioma inglês, de acesso aberto e publicados entre 2020-2025. Após filtros e critérios de inclusão e exclusão, de 649 registros na Scopus e 260 na WoS, chegou-se a 13 estudos considerados suficientes para a RSL. Os resultados apontam que IA e ML, integradas a tecnologias digitais correlatas, possibilitam monitorar e controlar em tempo real variáveis como clima, solo, lavouras e pecuária, prever safras, facilitar consultoria, automatizar irrigação, pulverização inteligente e colheita, otimizar o uso de recursos e melhorar a rastreabilidade. Benefícios comuns identificados na literatura incluem: aumento de produtividade, redução de custos operacionais, uso eficiente de insumos, minimização do impacto ambiental, melhoria na qualidade dos produtos e apoio à tomada de decisão estratégica, baseada em dados. Contudo, existem desafios substanciais, como custos iniciais elevados, necessidade de infraestrutura digital adequada, ausência de mão de obra qualificada, falta de conectividade no campo, dificuldades de integração tecnológica e resistência à adoção. Os achados reforçam que IA e ML, aplicadas de forma integrada e estratégica, têm potencial para redefinir a agricultura e promover uma gestão mais eficiente, sustentável e competitiva, desde que acompanhadas por investimentos em capacitação, infraestrutura e governança de dados.
Abstract: The Brazilian agribusiness sector, responsible for 23.2% of the national GDP in 2024, faces the challenge of increasing food production sustainably in light of population growth and global demand, with UN projections indicating a 70% rise in production needs by 2050. In this context, Agriculture 4.0, supported by digital technologies such as Artificial Intelligence (AI) and Machine Learning (ML), emerges as a strategy to optimize agricultural management by integrating physical and digital environments, monitoring crops, climate, and soil in real time, and supporting strategic decisions. The general objective of this research is to evaluate how AI and ML tools transform management processes in Agriculture 4.0, creating value in operational efficiency, strategic decision-making, and sustainability. This study, characterized as qualitative, exploratory, and bibliographic, was based on a systematic literature review (SLR). The guiding question was: How do AI and ML solutions transform management processes in Agriculture 4.0, creating value in operational efficiency, strategic decisionmaking, and sustainability? To address this question, the following search string was defined: (“Artificial Intelligence (AI)” OR “Machine Learning (ML)”) AND (“Agriculture 4.0” OR “Smart Agriculture”), applied to the Scopus and Web of Science (WoS) databases in July 2025, restricted to “articles” and “review articles,” in English, open access, and published between 2020–2025. After applying filters and inclusion and exclusion criteria, from 649 records in Scopus and 260 in WoS, a total of 13 studies were considered sufficient for the SLR. The results indicate that AI and ML, integrated with related digital technologies, enable real-time monitoring and control of variables such as climate, soil, crops, and livestock, as well as yield prediction, consultancy support, automation of irrigation, smart spraying, and harvesting, optimization of resource use, and improved traceability. Common benefits identified in the literature include increased productivity, reduced operational costs, efficient use of inputs, minimization of environmental impact, improved product quality, and support for data-driven strategic decision-making. However, substantial challenges remain, including high initial costs, the need for adequate digital infrastructure, shortage of skilled labor, lack of field connectivity, technological integration difficulties, and resistance to adoption. The findings reinforce that AI and ML, when applied in an integrated and strategic manner, hold the potential to redefine agriculture and promote more efficient, sustainable, and competitive management, provided they are accompanied by investments in training, infrastructure, and data governance.
Palavras-chave: Inteligência Artificial (IA)
Machine Learning (ML)
Agricultura 4.0
Gestão Agrícola
Transformação Digital
Sustentabilidade
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/12777
Data do documento: 2025
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