Las tierras agrícolas en las áreas montañosas y colinas de Japón enfrentan desafíos críticos como el envejecimiento de los agricultores, la despoblación y condiciones desfavorables para la gestión agrícola y el rendimiento económico, lo que lleva al abandono de las tierras agrícolas. La agricultura de arroz en estas áreas rara vez es rentable; sin embargo, ocupa el 40% de la producción agrícola japonesa y afecta la seguridad alimentaria. Proponemos un modelo de negocio agrícola para utilizar tecnología de agricultura inteligente (TAI) en la producción de arroz en las áreas montañosas y analizamos el rendimiento financiero del estudio de caso. El modelo de negocio agrícola que aplica TAI tiene tres partes interesadas: la actividad colectiva de los agricultores, las operaciones agrícolas de la empresa y un subsidio gubernamental. El modelo conceptualiza la diversificación del negocio agrícola en la agricultura de arroz y otras unidades de negocio. Tres escenarios de TAI en el modelo de negocio agrícola consisten en combinaciones de máquinas convencionales y TAI: máquinas convencionales, TAI intermedias y TAI avanzadas. Los resultados del análisis financiero del estudio de caso fueron consistentes con el marco teórico de los modelos de negocio agrícola. Este estudio reveló que la elasticidad de la productividad laboral sobre los activos fijos de la TAI avanzada (0.94) fue más productiva que la TAI intermedia (0.63). Para utilizar TAI y mantener las tierras agrícolas en áreas montañosas, es indispensable un equilibrio entre la seguridad financiera y la rentabilidad, así como la vinculación de la empresa y la comunidad.