Robots, Artificial Intelligence and Economic Growth

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Main Author: Almeida, Derick Ribeiro da Costa
Publication Date: 2025
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: https://hdl.handle.net/10316/118028
Summary: Tese de Doutoramento em Economia apresentada à Faculdade de Economia
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spelling Robots, Artificial Intelligence and Economic GrowthRobotização, Inteligência Artificial e Crescimento EconómicoCrescimento EconómicoInteligência ArtificialProdutividade do trabalhoRegressão quantílicaRobotizaçãoArtificial IntelligenceEconomic GrowthLabor productivityQuantile regressionRobotsCiências sociais::Economia e gestãoTese de Doutoramento em Economia apresentada à Faculdade de EconomiaThe automation of the production process finds its most modern expression in Artificial Intelligence and Robotization, with consequences that are still not well understood in the specialized literature. In this work, divided into four chapters, we want to clarify part of these questions by investigating, both theoretically and empirically, the effects of these technologies on: (i) labor productivity, value added to the economy, and hours worked; (ii) prices of goods and services, wages, and family fertility decisions; (iii) as well as on knowledge creation and the rate of economic growth. In the chapter “Robots at Work: New Evidence with Recent Data,” we find that the effect of increasing robot density—defined as the number of robots per million hours worked—on labor productivity growth is positive but has declined since the global recession of 2008. We observe that this slower growth, in turn, has been associated with a smaller increase in value added and a sharper reduction in the number of hours worked. This effect is robust across different sampling methods and regression function specifications. Quantile regressions, in both longitudinal and panel data, show that the relatively less productive sectors benefited the most from robotization. Even so, the reduction in the positive effect of robotization on productivity growth after 2008 occurs across all conditional deciles. In Chapter 2, “Are Robots, Software, ICT, and Physical Capital Related to Productivity? A Panel Quantile Approach,” we study, from a comparative perspective, the elasticities of labor productivity concerning robotic capital and other more traditional forms of capital. We use a modern quantile estimation methodology for panel data, which shows that a 1% increase in robot density is associated with a 0.15% increase in labor productivity for the first decile of the conditional distribution and 0.17% for the ninth decile. This figure is below the 0.23% and 0.4% associated with the increased use of software and communication and technology capital. In Chapter 3, “Automation and Fertility,” we study, within a general equilibrium task model, the relationship between increased automation and families’ fertility decisions. The model’s implications suggest that if automation leads to a significant drop in prices and other opportunity costs, such as wages, the effect will incentivize fertility. However, since the tasks required for raising children are not easily automated, this relative price drop may not be as strong or may not happen at all. Using data from the United States, we find that a 10% increase in automation capital productivity (Artificial Intelligence or Robotization) could lead to a 3.2% increase in fertility when labor markets function perfectly and a -7.6% decrease in the presence of market failures. Finally, we propose three theoretical models that show how Artificial Intelligence interacts with researchers in the process of creating new knowledge. In this chapter, we demonstrate that while Artificial Intelligence may improve researchers’ productivity, it may not be able to overcome the effects of diminishing marginal returns to knowledge accumulation. In all models, we investigate the dynamics of transition and steady states, showing that it is more likely that Artificial Intelligence will lead to stationary growth in the innovation process, rather than explosive growth, especially in contexts like the current one, marked by declining fertility rates and potential global population decrease.O processo de automação da produção encontra na Inteligência Artificial e na Robotização a sua expressão mais moderna, com consequências ainda pouco compreendidas pela literatura especializada. Neste trabalho, dividido em quatro capítulos, procuramos esclarecer parte destas questões ao investigar, de forma teórica e empírica, os efeitos dessas tecnologias sobre: (i) a produtividade do trabalho, o valor acrescentado à economia e as horas trabalhadas; (ii) os preços de bens e serviços, os salários e as decisões de fertilidade das famílias; (iii) assim como sobre a criação de conhecimento e a taxa de crescimento económico. No capítulo "Robots at Work: New Evidence with Recent Data", descobrimos que o efeito do aumento da densidade robótica, isto é, o número de robôs por milhão de horas trabalhadas, no crescimento da produtividade do trabalho é positivo, mas diminuiu após a grande recessão global de 2008. Verificámos que este menor crescimento esteve associado a um aumento de menor intensidade do valor acrescentado e a uma redução mais acentuada do número de horas trabalhadas. Este efeito revela-se robusto para diferentes formas de amostragem e especificidades da função de regressão. Regressões em quantis, tanto com dados longitudinais como com dados de painel, mostram que os setores relativamente menos produtivos foram os que mais beneficiaram do processo de robotização. Mesmo assim, a redução do efeito positivo da robotização no crescimento da produtividade a partir de 2008 verifica-se para todos os decis condicionais. No Capítulo 2, "Are Robots, Software, ICT and Physical Capital related to productivity? A panel quantile approach", estudamos numa perspetiva comparada as elasticidades da produtividade do trabalho em relação ao capital robótico e a outros tipos mais tradicionais de capital. Utilizámos uma moderna metodologia de estimação em quantis para dados em painel, a qual demonstra que um aumento de 1% na densidade robótica está associado a um aumento de 0,15% na produtividade do trabalho para o primeiro decil da distribuição condicional e de 0,17% para o nono decil. Este valor é inferior aos 0,23% e 0,4% associados ao aumento do uso de softwares e capitais de comunicação e tecnologia. No capítulo 3, "Automation and Fertility", estudamos, através de um modelo de tarefas de equilíbrio geral, as relações entre o aumento da automação e as decisões de fertilidade das famílias. As implicações do modelo sugerem que, se o processo de automação contribuir para uma descida significativa dos preços e de outros custos de oportunidade, como os salários, o efeito será o de incentivar a fertilidade. No entanto, como as tarefas necessárias para criar filhos não são facilmente automatizáveis, esta redução relativa de preço pode não ser tão significativa ou até mesmo não ocorrer. Através de uma parametrização com dados dos Estados Unidos, verificámos que um aumento de 10% na produtividade do capital de automação (Inteligência Artificial ou Robotização) pode aumentar a fertilidade em 3,2%, no caso de os mercados de trabalho funcionarem perfeitamente, e diminuir em 7,6% na hipótese de existirem falhas de mercado. Por fim, propomos três modelos teóricos que mostram como a Inteligência Artificial interage com os investigadores no processo de criação de novos conhecimentos. Neste capítulo, demonstramos que, apesar de a Inteligência Artificial melhorar a produtividade dos investigadores, pode não ser capaz de ultrapassar os efeitos do retorno marginal decrescente da acumulação de conhecimento. Em todos os modelos, investigamos as dinâmicas de transição e estados estacionários, mostrando que é mais provável que a Inteligência Artificial leve a um crescimento estacionário no processo de inovação, e não a um crescimento explosivo, especialmente em contextos, como o atual, de diminuição da taxa de fertilidade e eventual redução da população global.FCT2025-01-08doctoral thesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttps://hdl.handle.net/10316/118028https://hdl.handle.net/10316/118028TID:101789327engAlmeida, Derick Ribeiro da Costainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-01-23T23:02:47Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/118028Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T06:11:54.447117Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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