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O ouro é uma das commodities mais importantes nos mercados financeiros, um recurso econômico crítico e uma ferramenta de controle de preços. O ouro constitui uma parcela substancial das reservas do banco central em muitos países1. Recentemente, o ouro tornou-se mais conhecido como hedge de inflação2. É um ativo de hedge chave e sua previsão de volatilidade melhora usando modelos de Heterocedasticidade Condicional Autorregressiva Generalizada - Amostragem de Dados Mistos (GARCH-MIDAS) que levam em conta assimetrias, extremos e saltos3. A Índia e a China são os maiores importadores e consumidores de ouro, respondendo por aproximadamente 60% da demanda global. O aumento contínuo dos preços do ouro impulsionado pela dinâmica do mercado e pelas relações com as commodities posicionou o ouro como um investimento preferencial para retornos futuros4. Na Índia, a magnitude das reservas físicas de ouro é substancial, com as famílias muitas vezes tratando o ouro como um bem cultural e uma salvaguarda financeira. Sua demanda por ouro físico impacta diretamente as tendências do mercado, enfatizando a necessidade de considerar sua relevância na previsão do preço do ouro 5,6. Os investidores estão constantemente buscando oportunidades de investimento que ofereçam os maiores retornos com o menor risco. Nesse sentido, o ouro serve como um ativo de refúgio, proporcionando segurança financeira durante as incertezas econômicas. Entre as principais alternativas de investimento na Índia estão ações, bancos, depósitos, seguros, poupança postal de ouro, outras opções de poupança e investimento7. Dada a sua estabilidade, o ouro é amplamente considerado como a melhor opção de investimento alternativo entre várias opções de investimento e um ativo valioso que protege contra a inflação e os riscos financeiros 1,8. A determinação do preço do ouro é influenciada por fatores como demanda de ouro, oferta, inflação e taxas de câmbio. Uma descoberta surpreendente indica que a valorização do dólar se correlaciona com o aumento dos preços do ouro, potencialmente devido ao investimento especulativo9. É difícil prever o preço do ouro por causa de seu movimento de preço volátil, imprevisível, não linear e incontrolável10. Portanto, a previsão precisa do preço do ouro é crucial para investidores, gerentes de portfólio e formuladores de políticas, pois a previsão aprimorada pode levar a oportunidades de lucro significativas11. A tendência atual do preço do ouro, que é quatro vezes maior do que há duas décadas, e o desejo de manter o ouro atraem investidores para investir em ativos relacionados12. Portanto, antes de investir em ouro, todo investidor deve entender os principais fatores que influenciam seu preço13. No setor financeiro, a capacidade de prever a direção dos preços do ouro é essencial, mesmo pequenos avanços na previsão de desempenho podem resultar em lucros, dinheiro é essencial para levar uma vida e previsões financeiras sólidas apoiarão a expansão econômica14.
A Figura 1 explora as tendências do preço do ouro na Índia durante um período de tempo que vai de 2014 a 2024 e como os preços do ouro são cada vez mais baseados em fatores globais como o índice do dólar, a taxa de fundos federais, o índice de preços ao consumidor (IPC), a taxa de câmbio, os preços do petróleo e o S&P50015. Outros fatores incluem ciclos econômicos, taxas de juros nominais, preços de commodities, taxas de câmbio e preços de ações16. Ele destaca as mudanças significativas de preços, a volatilidade do mercado e um período de expansão sustentada nos preços do ouro, principalmente nos últimos anos. Os preços mostraram pouca volatilidade entre 2014 e 2018, no entanto, em 2019, foi observada uma tendência robusta de aumento com mais oscilações de preços. A posição do ouro como um ativo de refúgio foi fortalecida por um aumento substancial em 2020, provavelmente causado por preocupações com a inflação e a turbulência econômica. O preço de fechamento acompanha de perto o preço de abertura, mas a maior volatilidade, principalmente após 2020, é mostrada por diferenças mais amplas entre os preços altos e baixos. Os preços têm subido constantemente durante o período de 2023-2024, atingindo máximos históricos. O gráfico mostra como o ouro se valorizou ao longo do tempo, tornando-o um ativo útil para analistas e investidores.
A previsão precisa do preço do ouro é vital para a tomada de decisões informadas, mas é desafiadora devido a fatores complexos, como condições econômicas e geopolíticas17. Modelos tradicionais como a Média Móvel Integrada Autorregressiva (ARIMA) muitas vezes lutam para capturar essas complexidades, limitando sua precisão preditiva18,19. Em uma busca para superar essas limitações, os recentes avanços em aprendizado de máquina e aprendizado profundo melhoraram significativamente a precisão das previsões financeiras. Experimentos demonstraram que modelos de aprendizado profundo, como redes de memória longa de curto prazo (LSTM), têm um desempenho significativamente melhor do que os modelos estatísticos tradicionais, capturando relações sequenciais e tendências nos preços do ouro20. Os modelos de previsão híbridos são uma consideração importante na previsão dos preços do ouro na computação e economia de big data21. No entanto, independentemente de seu desempenho, modelos recorrentes como Long Short-Term Memory (LSTM) e Gated Recurrent Unit (GRU) têm limitações naturais, como problemas de gradiente de desaparecimento, alta complexidade computacional e incapacidade de capturar relacionamentos de longo alcance que podem afetar sua eficiência no manuseio de dados de séries temporais financeiras em larga escala.
A fim de preencher esses déficits e aumentar ainda mais a precisão dos modelos de transformadores de previsão são agora uma escolha atraente na previsão de séries temporais, em comparação com as redes LSTM, os transformadores aproveitam os mecanismos de autoatenção, tornando-os efetivamente detectadores de padrões de longo prazo e oscilações de curto prazo em dados financeiros e processamento paralelo para melhorar a escalabilidade. Os transformadores têm um potencial considerável para melhorar a precisão da previsão do preço do ouro, dada a sua eficácia na previsão do mercado financeiro. O presente estudo tem como objetivo desenvolver um modelo transformador para previsão de preços do ouro usando preços passados do ouro e principais dados econômicos, fornecendo uma abordagem mais robusta para a previsão do ouro.
Estudos anteriores previram o preço do ouro usando várias técnicas, como redes neurais, algoritmos, aprendizado de máquina, aprendizado profundo e inteligência artificial. Alguns dos estudos relacionados à previsão do preço do ouro são os seguintes:
A regressão do processo gaussiano (GPR) emergiu como uma ferramenta robusta para a previsão de preços de metais com aplicações em aço, cobre e metais preciosos, destacando sua eficácia no tratamento de dados financeiros de alta dimensão e otimizando modelos por meio de métodos bayesianos para prever o preço do ouro com mais precisão RMSE de 0,8722. O estudo apresenta um novo modelo híbrido que combina uma Rede Neural Baseada em Kernels Convolucionais Aleatórios (RCK) com Heterocedasticidade Condicional Autorregressiva Generalizada (GARCH) para prever a volatilidade do ouro, prata e platina. A acurácia do método sugerido é 53% maior do que a do modelo GARCH-LSTM23. O estudo usou os modelos ARIMA e Holt-Winters para prever os futuros preços do ouro e as taxas de inflação na Índia e nos Estados Unidos, considerando o Índice de Preços ao Consumidor (IPC). O ouro é uma boa proteção contra a inflação para investidores indianos e americanos24. O estudo compara modelos de aprendizado profundo e aprendizado de máquina para analisar a relação do Bitcoin com fatores globais, como ouro, petróleo, índice do dólar americano (DXY) e taxas de juros. O Temporal Fusion Transformer (TFT) supera outros, destacando o ouro e o DXY como principais influenciadores em meio a eventos e regulamentações globais25. Além disso, o estudo analisa sistematicamente os fatores que afetam os preços futuros do ouro, como taxa de inflação, taxa de juros, preço do petróleo bruto e índice do dólar americano, com três métodos principais de previsão: modelos tradicionais de séries temporais (ARIMA GARCH, ARDL), modelos híbridos (MS-MIDAS-CJ, VMD-ICSS-BiGRU) e métodos de aprendizado profundo (SGRU-AM) DBN)26. As arquiteturas de transformadores têm um forte potencial na previsão de séries temporais de longo prazo, capturando efetivamente dependências de longo alcance e superando os modelos tradicionais baseados em Redes Neurais Recorrentes (RNN)27. O estudo explorou a relação entre os preços do ouro e os principais determinantes, como mercados de ações, petróleo bruto, taxas de câmbio, inflação e taxas de juros. Ele utiliza algoritmos de aprendizado de máquina, descobrindo que a regressão de aumento de gradiente é mais precisa do que a regressão de floresta aleatória na previsão dos preços do ouro14. O estudo usou o modelo Autoregressive Distribution Lag (ARDL) para prever os preços anuais do ouro usando taxas de títulos do tesouro, demanda de ouro e preços defasados do ouro como covariáveis28. O modelo proposto de Memória de Curto Prazo de Rede Neural Convolucional (CNN-LSTM) para previsão de preços do ouro demonstra desempenho superior em comparação com métodos tradicionais com valores mais baixos de MAE e RMSE. A incorporação de camadas convolucionais na arquitetura LSTM aumenta ainda mais sua capacidade de capturar padrões de curto prazo e dependências de longo prazo nos dados29.
Os preços futuros do ouro são previstos a partir de quatro commodities: dados históricos de preços do ouro, preços da prata, preços do petróleo bruto e o índice de ações Standard and Poor's 500 (S&P500) e taxa de câmbio usando o modelo Extreme Learning Machine (ELM) com uma precisão de 91,67%4. Um modelo de rede neural Multilayer Perceptron (MLP) foi empregado para prever as flutuações do preço das ações e os preços do ouro com base em dados da Bolsa de Valores de Teerã (TSE). O resultado indicou que a rede neural artificial superou os modelos tradicionais de previsão em termos de precisão de previsão30. O estudo comparou o LSTM com os modelos de Regressão Linear e descobriu que a Regressão Linear alcançou uma taxa de precisão marginalmente maior de 53,02% na previsão das flutuações diárias dos preços do ouro. Isso sugere que modelos ainda mais simples podem ser eficazes na previsão dos movimentos do preço do ouro, destacando a importância de entender as relações entre os preços do ouro e fatores econômicos mais amplos31. Os resultados experimentais do estudo de modelagem de rede neural wavelet (WNN) para previsão de preço do ouro demonstraram que o algoritmo aprimorado de colônia de abelhas artificiais (ABC) supera a abordagem ABC tradicional na previsão do preço do ouro utilizando redes neurais wavelet32.
Vários modelos preditivos avançados foram propostos para a previsão do ouro e do mercado financeiro. Um dos estudos desenvolveu um modelo de previsão do preço do ouro usando um Sistema de Inferência Neuro-Fuzzy Adaptativo (ANFIS) com preços anteriores do ouro como entradas. O modelo previu com precisão os preços do ouro no dia seguinte, superando os modelos ARIMA e CNN em termos de RMSE. Também excedeu o desempenho das estratégias Buy e Hold, oferecendo retornos sobre o investimento significativamente mais altos, demonstrando forte potencial para a previsão do preço do ouro33. Outro estudo integrou um ELM com um Sistema de Inferência Fuzzy (FIS) e usou a técnica de otimização do Algoritmo de Busca Cruzada Quântica Caótica (CQCSA). Esse modelo híbrido apresenta desempenho superior na previsão dos preços do ouro e do petróleo34. Uma pesquisa empregou vários modelos de aprendizado de máquina na previsão do mercado financeiro durante o período do COVID-19, onde os LSTMs Vanilla Stacked superaram outras abordagens na previsão de séries temporais. Os resultados enfatizaram a importância de incorporar variáveis não econômicas ao lado de dados financeiros históricos para previsões de mercado de curto prazo35. O estudo explorou modelos de conjunto para prever os movimentos dos preços das ações de ouro e prata. Essas abordagens alcançaram taxas de precisão notáveis de 85% para ouro e 79% para prata, indicando sua capacidade de capturar dinâmicas de mercado complexas36. Em outro estudo com foco em arquiteturas de aprendizado profundo para previsão de preço do ouro, o modelo Bidirectional Long Short-Term Memory (BiLSTM) superou os LSTMs padrão, alcançando valores mais altos de R2, MAE e RMSE mais baixos. Ao capturar efetivamente padrões temporais de dados históricos normalizados, o BiLSTM demonstrou seu potencial para aumentar a precisão das previsões financeiras37.
A previsão precisa dos preços do ouro há muito representa um desafio significativo para investidores, analistas e formuladores de políticas devido à natureza volátil, não linear e multifatorial dos mercados financeiros10. Modelos estatísticos tradicionais, como ARIMA e abordagens baseadas em regressão, mostraram limitações na captura das relações complexas e dinâmicas inerentes aos movimentos do preço do ouro, particularmente sob a influência de indicadores macroeconômicos, tensões geopolíticas e mudanças financeiras globais19. Embora o ARIMA e modelos semelhantes sejam úteis para previsão linear de curto prazo, eles não têm a capacidade de capturar não linearidade, quebras estruturais e dependências de longo prazo18,38. Embora modelos de aprendizado profundo como LSTM e GRU tenham melhorado o desempenho da previsão aprendendo padrões sequenciais20. Esses modelos ainda sofrem de limitações intrínsecas, como gradientes de desaparecimento e dificuldades em modelar dependências de longo prazo em dados de séries temporais29. Além disso, embora os modelos híbridos e ensemble tenham sido explorados, eles geralmente lutam com escalabilidade e eficiência computacional em conjuntos de dados financeiros de grande escala23. O ouro, cada vez mais usado como proteção contra a inflação e a incerteza econômica, especialmente em países como a Índia, onde possui um significado cultural e financeiro substancial, a demanda por modelos preditivos robustos e de alta precisão tornou-se primordial2. Inovações recentes em aprendizado profundo, particularmente a arquitetura de transformador conhecida por seu mecanismo de autoatenção, mostraram resultados promissores em tarefas de previsão de séries temporais em domínios financeiros17. No entanto, a literatura existente carece de uma investigação abrangente de modelos de transformadores especificamente para previsão de preços do ouro usando conjuntos de dados históricos de longo prazo enriquecidos com diversos indicadores econômicos. A maioria dos estudos anteriores se concentrou na previsão de curto prazo ou usou entradas de dados limitadas, negligenciando todo o potencial dos modelos de transformadores na captura de tendências de mercado de curto e longo prazo31.
Portanto, o presente estudo aborda a lacuna crítica de pesquisa, propondo e avaliando um modelo de aprendizado profundo de transformador treinado em uma década de dados históricos do preço do ouro (2014-2024) coletados por meio de um método de raspagem da web automatizado e reproduzível usando UiPath. O modelo visa melhorar a precisão da previsão superando os modelos existentes, como LSTM, CNN-LSTM e regressão. Constitui um instrumento fiável para os investidores e os decisores políticos tomarem decisões informadas em condições de incerteza do mercado22.
O aumento imparável dos preços do ouro aumentou a necessidade de previsões, que é mais importante do que nunca para investidores, analistas financeiros e formuladores de políticas. O ouro é amplamente valorizado como um ativo de refúgio e desempenha um papel fundamental nas estratégias de investimento, particularmente em países como a Índia, onde tem importância econômica e cultural. Em um mercado cada vez mais volátil e um ambiente de incerteza global, previsões confiáveis são cruciais para maximizar retornos, gerenciar riscos e tomar decisões financeiras sólidas. O estudo foi projetado para desenvolver um modelo de previsão de preço do ouro preciso e eficaz que se alinhe com as complexidades dos mercados financeiros atuais.