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IA BIOINSPIRADA, ROBÓTICA E PENSAMENTO COMPUTACIONAL:ABORDAGEM PEDAGÓGICA EM OTIMIZAÇÃO, SEGURANÇA, MEIO AMBIENTE COM DESAFIO DAS OITO RAINHAS

O desenvolvimento das competências relacionadas ao pensamento computacional, à inteligência artificial e à robótica constitui um dos desafios contemporâneos da educação científica e tecnológica. Nesse contexto, o problema clássico das oito rainhas apresenta elevado potencial didático por permitir a integração entre conceitos de otimização, algoritmos bioinspirados, programação e resolução de problemas. Este artigo apresenta uma proposta pedagógica fundamentada na utilização do desafio das oito rainhas como ambiente de aprendizagem para o ensino de Inteligência Artificial Bioinspirada, empregando Algoritmos Genéticos (AG) e Particle Swarm Optimization (PSO) como estratégias de busca. A pesquisa possui caráter qualitativo, bibliográfico e propositivo, complementada por uma análise comparativa das características computacionais dos algoritmos. São discutidos aspectos relacionados ao espaço de busca, representação das soluções, complexidade computacional, segurança algorítmica e sustentabilidade computacional, considerando os princípios da Green AI. O trabalho demonstra que o problema das oito rainhas permite abordar conceitos fundamentais de abstração, decomposição, reconhecimento de padrões, otimização e inteligência coletiva, favorecendo a interdisciplinaridade entre Computação, Matemática e Robótica Educacional. Conclui-se que a proposta constitui uma estratégia pedagógica capaz de aproximar conteúdos clássicos de Inteligência Artificial da Educação Básica, do Ensino Técnico e do Ensino Superior, promovendo uma aprendizagem baseada na investigação, experimentação e resolução de problemas. Este artigo se encerra com uma conclusão e sugestão de futuros trabalhos.

INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL EM SISTEMAS AUTÔNOMOS DE DEFESA: SEGURANÇA, CONTROLE HUMANO, EDUCAÇÃO, ENGENHARIAS E CONFIABILIDADE PARA O EMPREGO DEFENSIVO

A incorporação de inteligência artificial (IA) a sistemas autônomos de defesa amplia capacidades de percepção, previsão, apoio à decisão, proteção de infraestrutura e resposta a ameaças, mas introduz riscos de imprevisibilidade, falhas de classificação, vulnerabilidades cibernéticas, viés de automação e diluição da responsabilidade humana. Este artigo analisa requisitos técnicos, humanos, educacionais, éticos e jurídico-institucionais para o emprego defensivo responsável desses sistemas, com ênfase em segurança, controle humano significativo, formação em Engenharias e confiabilidade. Adotou-se revisão teórico-conceitual e documental de normas, resoluções, estratégias governamentais, documentos de organismos internacionais e literatura científica, priorizando publicações de 2018 a junho de 2026 e estudos clássicos indispensáveis. Os resultados demonstram que a presença formal de um operador não assegura controle efetivo: são necessários compreensão situacional, autoridade real, tempo de intervenção, competência, rastreabilidade e capacidade de suspender a ação. Propõe-se o Modelo SC²D-IA, estruturado em seis portões de decisão: legitimidade defensiva, delimitação do domínio operacional, segurança e confiabilidade técnica, controle humano, teste-avaliação-verificação-validação e monitoramento com recertificação. O modelo também orienta a educação em Engenharia por meio de projetos simulados, análise de riscos, fatores humanos e avaliação interdisciplinar. Conclui-se que a IA pode apoiar vigilância, logística, busca e salvamento, ciberdefesa e neutralização de ameaças materiais, desde que submetida a limites verificáveis, supervisão humana e governança baseada em evidências.

ASPECTOS AMBIENTAIS, SEGURANÇA DEVIDO EVOLUÇÃO DA I.A., BIG DATA, IoT E CIÊNCIA DE DADOS COMO AGENTES DAS MUDANÇAS DIGITAIS NA INDÚSTRIA 4.0, AGRICULTURA 5.0, ÉTICA NA IA GENERATIVA E ROBÓTICA

A transformação digital ampliou a integração entre sistemas físicos, plataformas digitais e modelos inteligentes, reposicionando a Inteligência Artificial (IA), o Big Data, a Internet das Coisas (IoT) e a Ciência de Dados como agentes centrais das mudanças produtivas e organizacionais. Este artigo analisa a evolução da IA incluindo aplicações como o controle inteligente do fluxo de veículos, que contribui para maior fluidez e segurança no trânsito, além da redução das emissões de CO₂ associadas a veículos em estado de espera. Além disso, examina sua convergência com Big Data, IoT e Ciência de Dados nos contextos da Indústria 4.0, da Agricultura 5.0, da ética na IA generativa e da robótica. A pesquisa caracteriza-se como qualitativa, exploratória e bibliográfica, fundamentada em revisão narrativa da literatura científica e de documentos institucionais. Os resultados indicam que a geração de valor digital depende da integração entre coleta de dados, conectividade, processamento analítico, modelos de IA, sistemas de informação e governança. Na Indústria 4.0, esses recursos favorecem a manufatura inteligente, a manutenção preditiva, a rastreabilidade e a robótica colaborativa. Na Agricultura 5.0, ampliam a agricultura de precisão, o uso sustentável de recursos, a automação rural e a centralidade humana. No campo da IA generativa, destacam-se oportunidades de apoio à decisão, documentação, simulação e criação de conhecimento, acompanhadas por desafios éticos relacionados a vieses, transparência, privacidade, responsabilidade e segurança. Como contribuição, propõe-se um modelo conceitual integrado que articula IoT e automação, Big Data, Ciência de Dados, IA generativa, robótica e governança ética. Conclui-se que a transformação digital deve ser compreendida como um fenômeno sociotécnico, no qual produtividade e inovação dependem de infraestrutura tecnológica, competências humanas, sustentabilidade e uso responsável da inteligência artificial. Como perspectivas futuras, sugerem-se estudos relacionados aos aspectos de segurança, impactos ambientais e ao desenvolvimento de sistemas de IA com níveis crescentes de autonomia.

BIG DATA, IoT, PENSAMENTO COMPUTACIONAL E SISTEMAS DE INFORMAÇÃO COMO VETORES DA TRANSFORMAÇÃO DIGITAL NA INDÚSTRIA 4.0, AGRICULTURA 4.0/5.0 E CONSTRUÇÃO CIVIL PENSAMENTO COMPUTACIONAL NA EDUCAÇÃO INFANTIL: ROBÓTICA EDUCACIONAL E INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL EM EXPERIMENTO PEDAGÓGICO APLICADO À EDUCAÇÃO AMBIENTAL E À SEGURANÇA  

A transformação digital tem promovido mudanças significativas nos setores produtivos por meio da integração entre Big Data, Internet das Coisas (IoT), Inteligência Artificial, Pensamento Computacional e Sistemas de Informação. Este artigo analisa como essas tecnologias atuam como vetores da transformação digital na Indústria 4.0, Agricultura 4.0/5.0 e Construção Civil. A pesquisa caracteriza-se como qualitativa, exploratória e bibliográfica, fundamentada em revisão narrativa da literatura científica e de documentos institucionais relacionados à digitalização dos processos produtivos. Os resultados evidenciam que, apesar das particularidades de cada setor, existe uma infraestrutura tecnológica comum baseada na coleta, processamento e utilização estratégica de dados para apoio à tomada de decisão. Observou-se que Big Data, IoT, Inteligência Artificial e Sistemas de Informação atuam de forma complementar na otimização de processos, aumento da produtividade, rastreabilidade, sustentabilidade e eficiência operacional. Como contribuição, o estudo propõe um modelo conceitual integrado composto por cinco camadas: IoT e Automação, Big Data, Analytics e Inteligência Artificial, Sistemas de Informação e Governança e Segurança. Conclui-se que a transformação digital constitui um fenômeno sistêmico que depende da integração entre tecnologias, processos, pessoas e mecanismos de governança, contribuindo para a construção de organizações mais inteligentes, resilientes e sustentáveis.

PENSAMENTO COMPUTACIONAL NA EDUCAÇÃO INFANTIL: ROBÓTICA EDUCACIONAL E INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL EM EXPERIMENTO PEDAGÓGICO APLICADO À EDUCAÇÃO AMBIENTAL E À SEGURANÇA

A inserção do Pensamento Computacional (PC) na Educação Infantil tem sido reconhecida como estratégia relevante para o desenvolvimento de habilidades relacionadas à resolução de problemas, ao raciocínio lógico, ao reconhecimento de padrões, à abstração e ao sequenciamento de ações. Entretanto, nessa etapa da escolarização, sua abordagem exige práticas pedagógicas compatíveis com o desenvolvimento infantil, priorizando experiências concretas, lúdicas, colaborativas e contextualizadas. Nesse contexto, a Robótica Educacional apresenta-se como recurso didático promissor ao possibilitar que conceitos abstratos sejam explorados por meio da manipulação de objetos, da experimentação orientada e da resolução de desafios práticos. Este estudo tem como objetivo analisar a articulação entre Robótica Educacional, Inteligência Artificial e Pensamento Computacional na Educação Infantil por meio de um experimento pedagógico desenvolvido em oficina de formação docente, com ênfase ambiental e princípios de segurança. A proposta direciona-se ao contexto do Pré II e organiza-se a partir de atividades práticas envolvendo manipulação, identificação e classificação de objetos representativos de resíduos sólidos, utilizando um braço robótico educacional para simular ações de coleta, seleção e destinação adequada dos materiais. A pesquisa adota abordagem qualitativa, exploratória e descritivo-interpretativa. Espera-se que os resultados evidenciem o potencial da proposta para integrar tecnologia educacional, educação ambiental, segurança e aprendizagem ativa, contribuindo para a formação docente e para o desenvolvimento de práticas pedagógicas inovadoras desde as primeiras etapas da escolarização.

Do Virtual Ao Tangível: A Experiência Gestual Na Educação De Redes De Computadores

Embora os simuladores de rede sejam comuns no ensino de TI, muitos não conseguem ir além da replicação de habilidades básicas em um ambiente sintético. Este artigo apresenta um estudo sobre a aceitação dos usuários de um simulador pedagógico inovador paramontagem de redes de computadores que utiliza interação gestual natural. Nossa investigação, focada em ergonomia, usabilidade e envolvimento do aluno, envolveu um grupo de estudantes voluntários. A análise das percepções dos usuários revela que a estéticado sistema, a facilidade de uso e a utilidade percebida são preditores significativos tanto da satisfação quanto da utilidade geral. Os resultados demonstram que a interação gestual bilateral (com as duas mãos) aumenta a imersão e a satisfação do usuário.O estudo também identifica limitações atuais, incluindo feedback auditivo insuficiente e falta de recursos de acessibilidade para alunos com necessidades especiais. Propomos desenvolvimentos futuros centrados na personalização da interface e pesquisas contínuas para validar a eficácia do simulador na retenção de habilidades a longo prazo e nos resultados educacionais.

Towards the Concept of Smart Municipality: Agribusiness Model Integrationg Rural and Urban Areas for Organic Food Production: A Review 

Smart cities leverage information and communication technologies to enhance urban life quality, essential in densely populated environments requiring comprehensive planning. A critical area in urban settings is food production and delivery, where effective management becomes vital. New technologies can assist, but require models that support innovative production and commercialization methods. This study proposes an integration model between family farming—producers of organic food—and urban areas—consumers of these products. The model focuses on the management of organic food production and delivery to meet urban demands, serving as a tool in the transformation of these areas into smart municipalities. Additionally, this study suggests an alternative certification method for organic food production within family farming. A systematic literature review was conducted using the Methodi Ordinatio methodology. Content analysis of the selected articles identified strategies cities can adopt to promote organic certification, emphasizing transparent governance, public food procurement policies, and participatory certification systems. The proposed model aims to reduce bureaucracy and improve family farmers’ income, aligning with several Sustainable Development Goals: SDG 2 (Zero Hunger), SDG 8 (Decent Work and Economic Growth), SDG 11 (Sustainable Cities and Communities), SDG 12 (Responsible Consumption and Production), SDG 15 (Life on Land), and SDG 17 (Partnerships for the Goals).

Innovation Reefs (I-Reef): A New Concept For Innovation Ecosystems Focused On Regional Sustainable Development

The creation of successful innovation ecosystems, like Silicon Valley, is challenging due to significant cultural, infrastructural, and resource differences between regions. In this context, the Innovation Reef (I-Reef) model emerges as a promising alternative, offering an approach for regions with limited resources to develop successful innovation ecosystems based on cooperation and mutual benefit among participants. This model has great potential to promote regional development, especially due to its focus on retaining and sharing the value generated. However, the role of I-Reef in sustainable regional development still needs to be further explored. Thus, the objective of this study is to deepen the theoretical understanding of the I-Reef model by analyzing its contribution to sustainable development. To achieve this, a comparison was made between I-Reef and established models such as business, innovation, knowledge, and entrepreneurial ecosystems. A systematic literature review conducted on Scopus found 704 articles published in the last three decades. The purpose was to identify the similarities and differences between the models of innovation business ecosystem models. The results show that there is alignment between I-Reef and the different ecosystems on several points. A central aspect of I-Reef is that it relies on a strong network of mutually beneficial relationships, much more oriented to sustainable development than the other models, which is a key factor in generating competitive advantage and development for the region. This characteristic is either not addressed or not placed at the core of the ecosystems discussed in the literature. For future research, empirical studies and validation of the I-Reef model with experts are suggested, as this theoretical study lays the foundation for more in-depth analyses.

Integrating City Master Plans with Sustainable and Smart Urban Development: A Systematic Literature Review 

Urban configurations have substantial impacts on lifestyles, behaviors, and people’s daily lives. Elaborating urban plans based on smart and sustainable initiatives is a challenging task as it encompasses numerous multidisciplinary premises due to the dynamics of the urban context. This research aims to conduct a systematic review of the literature in three axes: sustainable urban development, city master plans, and smart cities. From the portfolio of papers built, it was possible to map projects designed for sustainable urban development in order to verify the integration of these projects with city master plans, specifically for smart cities. The content analysis also sought to identify global regions that use robust models, their frameworks, and technologies for this purpose as a strategy to identify which research or frameworks can be replicated in the future, helping to develop city master plans for smart cities. Although some results were found, it was observed that there is a lack of studies integrating the topics of smart cities, sustainability, and city master plans in the same discussion. Few types of research involve the three themes or their full application, being mostly described in isolation. Thus, the originality of this study is filling this gap in the literature.

Cidades inteligentes e desenvolvimento sustentável: o contexto dos países desenvolvidos e em desenvolvimento 

Os ambientes urbanos, cada vez mais complexos, exigem respostas rápidas para os desafios da grande concentração humana nas cidades. Este livro é uma contribuição para o debate sobre cidades inteligentes. Ao longo da obra, é possível acessar estudos sob diversas perspectivas, contemplando assuntos que abordam questões tecnológicas, antropotecnológicas, meio ambiente, desenvolvimento sustentável e gestão de resíduos. Conhecer estes assuntos e entender os reflexos que podem gerar nos ambientes urbanos é fundamental para o planejamento e adoção de ações estratégicas que possam melhorar a qualidade de vida dos cidadãos. Sob o ponto de vista da inovação, são várias as tecnologias utilizadas nas cidades. Em geral, elas visam melhorar os serviços públicos, a governança, a mobilidade, a conectividade, e a gestão urbana como um todo. É importante lembrar que estes aspectos são voltados para a melhorar a interação entre os ambientes urbanos e seus cidadãos. Assim, as experiências e estudos apontadas nesta obra demonstram a crescente preocupação com o desenvolvimento sustentável, tema cada dia mais relevante e caro para a sociedade. Nesse contexto, o livro é de grande importância, contribuindo para o debate sobre cidades inteligentes, bem como o desenvolvimento de políticas públicas que possam melhorar a capacidade de planejamento urbano e desenvolvimento sustentável das cidades. Assim, este livro visa suscitar o interesse por este tema tão amplamente debatido atualmente.

Measuring the Impact of Artificial Intelligence on the Higher Education Environment An Analysis of Learning at a Federal University in Brazil

Significant advances have been made evident in Artificial Intelligence in recent decades. Such advances are related to an evolution of several algorithms in machine learning, pattern recognition, natural language processing, automation, and robotics applications. Several software has started to integrate AI algorithms into their codes, covering a multitude of applications and providing countless solutions. These softwares can store large volumes of data. With advances in AI in recent months, specifically with the improvement of ChatGPT, new challenges have been imposed on teaching environments. Using various software, with emphasis on ChatGPT, the user began to interact with the machine in a more friendly way, allowing the AI to answer a multitude of questions. However, to what extent is there effective learning of the content proposed in a teaching plan given students’ easy access to AI tools such as ChatGPT? How will ethics in an evaluative environment deal with this issue? Therefore, this study intends to analyze and discuss the impacts of AI, specifically ChatGPT, in the classes of three Engineering courses at a federal university in Brazil. The big challenge is to measure student learning over an entire academic semester, after the massive emergence of ChatGPT, notably from November 2022. To achieve the objectives, a web page was developed to apply and evaluate the proposed scenario. In addition, two case studies were carried out: analyzing and measuring learning in a Computer Programming subject; and analyze and measure learning in two theoretical disciplines. 30 activities were carried out, distributed among the subjects of Programming Language, Computer Organization and Computer Organization and Architecture, totaling 902 responses in evaluation questionnaires. The results showed that, in Engineering courses with a strong technological bias, it is necessary to combine creative forms of teaching combined with AI, together with the content required in the teaching plans. Some students tend to carry out activities using ChatGPT to check their answers. The contributions of the work are to discuss how to combine new AI tools with teaching and at the same time be effective in learning. Therefore, it appears that new teaching strategies become necessary for the assimilation of content without AI tools causing a dependence on teaching and learning. It is necessary to discuss ethical issues of AI tools in education as these tools are gradually increasing.

Cidades Inteligentes E Economia Circular: Perspectivas Para O Desenvolvimento Urbano Sustentável 

Nos últimos anos, o interesse pelos conceitos: cidades inteligentes e economia circular tem aumentado significativamente. As cidades inteligentes utilizam tecnologias para aprimorar a qualidade de vida dos cidadãos, assim como a eficiência e a sustentabilidade dos ambientes urbanos. Já com relação à economia circular, esta tem como objetivo principal reduzir o desperdício e promover a reutilização de recursos. Nesse contexto, este estudo
busca identificar estratégias e tecnologias que possam impulsionar, simultaneamente, o desenvolvimento da economia circular e das cidades inteligentes. Além disso, analisar as publicações existentes sobre esses temas. Para isso, adotou-se uma abordagem metodológica composta por bibliometria, revisão da literatura Methodi Ordinatio
e o uso do software VOSviewer®. A Methodi Ordinatio permitiu encontrar os artigos mais relevantes sobre o assunto para revisão de literatura, já o VOSviewer foi utilizado para analisar os dados coletados. Logo após, aplicou-se os respectivos filtros, sendo analisadas 20 produções científicas com maior InOrdinatio. Durante a análise, foram observadas as cocitações entre autores, as co-ocorrências das palavras-chave utilizadas nos estudos,
bem como os países que mais publicaram sobre esses temas. Também realizou-se uma análise de conteúdo do portfólio estudado. Os resultados da pesquisa fornecem direcionamentos importantes para gestores municipais e demais atores urbanos interessados em compreender melhor os pontos em comum entre os conceitos de cidades
inteligentes e economia circular.

Location as a key factor for waste to energy plants

The growing demand for energy, associated with the inherent challenges of urban solid waste management, makes many cities seek new treatment solutions, and among these, the Waste to Energy – WtE strategies stand out. However, the location of these plants still appears as a big challenge once it involves many factors in decision-making. In this way, the objective of this study is to identify the most relevant criteria for defining the ideal location for WtE plants and to point out the tools and methods most used in this process. To this end, a bibliographic review was carried out to find the main references on the subject. The results show that the place’s definition is complex and considers criteria of different natures – economic, social, legal, and environmental -. Among these, those of an economic nature are the most recurrent and, in general, deal with issues related to the costs of installation and operation of the WtE plant, like costs related to the transport of residues, availability of residues, and easy access to road infrastructure. In turn, although with less recurrence, the social, legal, and environmental criteria also show their importance in the decision-making process. Among these, the most recurrent were: social (distance to urban centers, acceptance by the population, and strengthening of the local economy), legal (land use), environmental (the minimum distance to water bodies, the topographical characteristics of the area, and the minimum distance to protected areas). Considering the tools and analysis techniques, the Geographic Information System – GIS and Analytic Hierarchy Process – AHP methods were the most used, appearing respectively in about 40% and 30% of the analyzed studies.

Recent Advances and Challenges in AI for Sustainable Agricultural Systems. Lecture Notes on Multidisciplinary Industrial Engineering

Agriculture is a booming market for several decades. Technological advances in this sector have produced promising results that can optimize profitability, productivity and sustainability. A technological revolution has taken place to meet industrial challenges. The development of the IoT has improved its sustainability and profitability by responding to digitization. New techniques emerge to improve the production process. Artificial Intelligence (AI) is presented as a science capable of replicating cognitive skills through machines. In this context, the main objective of this paper is building knowledge to guide researchers on AI advances and challenges in sustainable agricultural systems. It will be possible through the following specific steps: (a) Selecting a relevant Bibliographic Portfolio from the previous search on the Web Of Science database with time delineation of the last 11 years (from 2009 to 2019), and (b) Perform a bibliometric analysis of the bibliographic repertoire using the softwares Endnote X9®, Excel and to correlation analyses graphs will be diagrams with VosViewer®.

The Perception of Knowledge Management by Small and Medium-Sized IT Companies

Knowledge Management (KM) is important tool for small and medium sized enterprises (SMEs) survive in the market. Information technology (IT) facilitated inclusion the SMEs in the KM process. Therefore, it was investigated the perception of knowledge management in IT SMEs in a region of Brazil, through the application of a questionnaire. Then it was identified that, although some variables had a frequent occurrence, the creation of new knowledge is not effective in the companies interviewed.

Girls, Music and Computer Science

In this Innovative Practice paper we describe our experience on using an updated methodology based on the paper “Music Education Meets Computer Science and Engineering” with a focus on pre-university female students. The main differences from this work are: (1) We taught the girls how to program and how to play the music instruments in parallel, having two classes per week, one for each subject instead of weekly meetings; (2) We started the project by using some of the games and puzzles from lightbot.com and code.org and then move to the Greenfoot Initial Learning Environment; (3) We asked the students to survey some music games related to their music instrument and design three potential games that they would like to develop using the music instruments; (4) They had to present and pitch the projects they designed to the undergraduate and graduate students of our computer music technology laboratory. Given the time constrains of the project, we had to help them to select the most feasible idea; (5) We applied a questionnaire to capture the perception of the students at the end of the project. It should be noted that all students successfully developed their music-based games using the digital music instruments and the Greenfoot Initial Learning Environment. In total four games were developed: (1) A game that allows drummers to perform ear training where they list to a particular drumming sequence and must replicate the sequence; (2) A game that allows guitar players to practice the execution of musical scales; (3) A game that allows keyboard players to practice their sight reading based on the simultaneous of two or more notes at the same time; (4) A game that allows bass players to practice their sight reading. It should be noted that by participating in the project one of the students acquired the skills and confidence to join the school and church bands.

Music education meets computer science and engineering education

This paper presents a novel interdisciplinary approach to aid with the growing concern about how to showcase computer science and engineering degrees to pre-university level students. This novel approach is based on empowering students to create their own music-related game using real music instruments. In order to allow the students to program their games we have used the Greenfoot Introductory Learning Environment to teach object-oriented programming skills with the java programming language. We have also taught the students music theory and practice. All these skills were required to allow the students to successfully develop their musical games that interact with the music instruments.

Latin Music Mood Classification Using Cifras

This article describes the automatic classification of emotions through five novel feature descriptors based on the “cifras” of the songs. A “cifra” is a document that contains the harmonic structure and harmonic progression a song. In order to evaluate the proposed feature sets, we have created a novel database, namely the Latin Music Cifras Mood Database (LMCMD). This database was created manually by the authors by querying different websites for the “cifras” of songs.