Robotika pertanian: penggunaan dan keterbatasannya pada 2023

Pertanian terus mencari cara menghemat sumber daya, memperbaiki produksi, dan mengurangi pemborosan. Robotika merupakan salah satu alatnya. Artikel ini membahas teknologi dan informasi perusahaan dari 2023.

Beberapa kegiatan pertanian dan produksi pangan dapat diotomatisasi untuk membantu meningkatkan produktivitas dan kinerja lingkungan. Hasilnya bergantung pada penerapan, biaya, dan cara pengoperasian.

Robotika dalam pertanian 

Pekerjaan manual dapat menghabiskan waktu dan tenaga, terutama pada musim sibuk. Namun, pertanian tanpa robot tidak otomatis merugi atau kekurangan informasi cuaca dan tanah. Petani menggunakan berbagai mesin, pengalaman, dan sumber data.

Sensor, perangkat terhubung, pengelolaan data, algoritma, robot, dan drone dapat mendukung tugas tertentu. Perangkat tersebut tidak semuanya tergolong robotika, dan tidak semua sistem menggunakan AI.

Sistem tersebut dapat menghemat waktu dan sebagian input pertanian, tetapi memerlukan perencanaan, perawatan, serta penilaian kelayakan ekonomi.

Permintaan pangan pada masa mendatang turut mendorong minat pada teknologi ini. Dalam proyeksi penduduk PBB pada periode tersebut populasi dunia diperkirakan meningkat dari sekitar 8 miliar pada 2022 menjadi 9,7 miliar pada 2050. Itu merupakan proyeksi saat itu, bukan jumlah penduduk saat ini atau satu-satunya penentu permintaan pangan.

Proyeksi pasar pada 2023 memperkirakan nilai pasar robot pertanian sebesar US$13,5 miliar, dengan potensi mencapai US$40,1 miliar pada 2028. Proyeksi tersebut diterbitkan oleh MarketsandMarkets. Angka itu bergantung pada definisi dan asumsi pasar, bukan hasil yang pasti. Posisi Amerika Utara tidak dapat dijelaskan hanya melalui otomatisasi di sektor lain seperti perdagangan elektronik. 

Penggunaan dalam pertanian

Sistem berbeda dalam tugas, kesiapan komersial, dan kebutuhan pengawasan. Manfaat serta biaya perlu dinilai untuk masing-masing usaha tani.

Traktor otomatis dan bantuan pengemudi dapat menjalankan pekerjaan lapangan tertentu. Penentuan posisi dan sensor mendukung pengoperasiannya; GPS saja tidak mengenali hewan atau hambatan mendadak. Bidang yang berkaitan ialah teknologi kendaraan otonom, tetapi penggunaannya di pertanian memiliki kondisi dan batasan tersendiri.

Robot tersedia untuk memanen dan mengemas buah atau sayuran tertentu. Kecepatan, kerusakan buah, pengenalan kematangan, dan kelayakan ekonomi berbeda menurut tanaman serta sistem. Robot tidak otomatis meningkatkan hasil panen.

Dalam peternakan, pemerahan susu, pembagian pakan, dan pemantauan padang penggembalaan dapat diotomatisasi sebagian. Berkurangnya pekerjaan berulang dapat menghemat waktu, tetapi perawatan serta pengawasan hewan tetap diperlukan. 

Sistem khusus dapat memantau tanaman atau mengukur sifat tanah, misalnya pH dengan sensor yang sesuai. Peralatan tertentu juga mendukung pemangkasan, penyiangan, perlindungan tanaman, dan irigasi.

Penyiangan mekanis berbeda dari penyemprotan terarah. Pengenalan gulma melalui kamera dapat mengarahkan alat ke gulma atau membatasi herbisida pada lokasi tertentu. 

Perkembangan robotika pertanian

Teknologi baru dapat membantu menghadapi kekurangan tenaga kerja dan keterbatasan air atau lahan. Pemilihannya harus mengikuti kebutuhan usaha tani.

Pada 2023 terdapat sistem komersial sekaligus prototipe penelitian. Perbedaan ini penting saat menilai ketersediaan, biaya, dan harapan pengguna.

Otomatisasi usaha tani

Sebuah sistem dapat menggabungkan komponen berikut:

• Mesin pertanian
• Sistem komputer
• Elektronik
• Sensor kimia
• Manajemen data 

Mesin otomatis dapat meningkatkan ketepatan dan penggunaan sumber daya pada tugas tertentu. Hasil panen tetap bergantung pada kondisi budidaya.

Penghematan waktu dapat memberi ruang untuk kegiatan lain. Namun, klaim bahwa sebagian besar petani sudah lebih banyak bersama keluarga berkat robot tidak disertai bukti. Perawatan dan pengelolaan sistem juga membutuhkan pekerjaan.

Sistem informasi geografis

GIS menggabungkan peta dan informasi berbasis lokasi, termasuk data satelit. Sistem ini dapat mendukung keputusan budidaya dan penggunaan input. Penginderaan jauh tidak otomatis mengukur seluruh unsur hara tanah.

Peta serta data pergerakan hewan dapat membantu pengelolaan penggembalaan. Keduanya tidak menggantikan penilaian dokter hewan atau analisis kebutuhan pakan.

Pertanian vertikal

Pertanian vertikal menggunakan beberapa lapisan budidaya yang ditumpuk. Istilah ini tidak sama dengan seluruh pertanian dalam ruangan. Hidroponik, aeroponik, dan akuaponik merupakan metode berbeda dengan pengelolaan air serta nutrisi masing-masing.

Lingkungan terkendali dapat menghemat air dan ruang serta mengurangi pengaruh cuaca. Namun, pencahayaan, pengaturan iklim, investasi, dan jenis tanaman menentukan biaya serta dampak lingkungan. Robot tidak menjamin turunnya biaya keseluruhan.

Baca lebih lanjut tentang pertanian vertikal.

Drone

Drone dapat merekam gambar dan pengukuran perkembangan serta kondisi tanaman. Bergantung pada peralatan dan aturan penggunaan, drone juga dapat menyemprot secara terarah. Pemantauan membantu menemukan masalah, tetapi tidak dengan sendirinya mencegah kekeringan, banjir, atau penyakit.

Drone dapat membantu menemukan hewan dan mengamati padang penggembalaan. Citra termal memerlukan interpretasi dan bukan diagnosis penyakit yang berdiri sendiri.

Robot untuk penyerbukan

Penyerbukan mendukung pembuahan dan pembentukan biji pada banyak tanaman. Perlindungan penyerbuk alami serta habitatnya tetap penting.

Penelitian mencakup robot rumah kaca yang bergerak di tanah hingga prototipe terbang berukuran kecil. Sebagian sistem menggunakan sensor, kamera, atau kecerdasan buatan. Tidak semua robot kecil mempunyai navigasi mandiri atau kemampuan penyerbukan di lahan pertanian yang sudah terbukti. 

Pada 2023, prototipe terbang penelitian belum menjadi solusi komersial umum untuk semua tanaman dan cuaca. Teknologi ini berbeda dari robot komersial untuk tanaman rumah kaca tertentu. Ketepatan, biaya, dan pengaruh pada hasil panen perlu diuji untuk setiap penerapan.

Penyerbukan oleh robot tidak otomatis memulihkan ekosistem atau keanekaragaman hayati. Teknologi ini dapat menjadi pelengkap, sementara perlindungan penyerbuk alami merupakan pekerjaan tersendiri.

Pengusir burung dengan laser

Pengusiran burung bertujuan mengurangi kerusakan tanaman. Orang-orangan sawah tradisional dan sistem laser merupakan metode berbeda, bukan solusi universal untuk semua burung dan hewan pengerat.

Peneliti Rebecca Brown dari University of Rhode Island menguji laser hijau bergerak di lahan jagung dengan lebar hingga sekitar 600 kaki atau 183 meter. Berkas menyapu tanaman dan perangkat elektronik dilindungi wadah. Bentuk lahan memengaruhi hasil, dan tidak semua burung pergi. Berkas yang sulit terlihat pada siang hari tidak berarti aman tanpa risiko.

Teknologi peternakan

Pemerahan susu, pembagian pakan, dan pembersihan otomatis dapat mengurangi pekerjaan berulang. Jumlah pakan harus diatur dengan benar. Pembersihan tidak menjadikan lingkungan sepenuhnya bebas penyakit dan pengawasan hewan tetap dibutuhkan.

Sensor dapat mengikuti produksi susu, aktivitas, serta tanda kesehatan atau reproduksi tertentu. Angka penggunaan robot 12 persen dan proyeksi 20 persen dalam lima tahun di artikel tidak mempunyai cakupan geografis serta dasar statistik yang jelas. Angka itu tidak dapat dibaca sebagai fakta global. Pagar virtual membimbing hewan melalui perangkat, bukan memindahkan tubuh hewan dari jarak jauh. 

Contoh perusahaan pada 2023

Informasi berikut merujuk pada periode artikel. Harga saham dan rasio keuangan bersifat historis, sementara grafik tersemat dapat berubah. Contoh ini bukan rekomendasi investasi.

1. FarmWise

FarmWise mengembangkan teknologi pertanian. Artikel menyebut pendanaan US$73,9 juta dari sembilan putaran dengan rujukan basis data CB Insights. Itu merupakan angka yang dipakai artikel saat itu, bukan jumlah pendanaan terkini yang telah diverifikasi. Perusahaan menggabungkan kamera dan alat mekanis untuk menyiangi tanaman sayuran secara selektif.

FarmWise memperkenalkan Vulcan di World Ag Expo pada 14 Februari 2023. Produk ini merupakan alat penyiangan mekanis dengan pengenalan tanaman melalui kamera dan pembelajaran mendalam. Identifikasi otomatis tidak berarti seluruh mesin beroperasi tanpa pengemudi. 

2. Deere & Company

Deere & Company, dikenal melalui merek John Deere, mengembangkan mesin pertanian dan otomatisasi. Harga US$382,20 serta penurunan sejak awal tahun sebesar 10,86 persen dalam artikel merupakan potret 2023, bukan harga atau imbal hasil saat ini. 

DE Grafik Harga

Potret historis yang sama menyebut kapitalisasi pasar US$110,07 miliar, imbal hasil dividen 1,41 persen, P/E 11,30, dan imbal hasil ekuitas 47,73 persen. Itu bukan ukuran terkini atau imbal hasil yang dijamin. Deere melaporkan laba bersih US$2,978 miliar untuk kuartal ketiga tahun buku yang berakhir pada 30 Juli 2023.

3. Carbon Robotics

Carbon Robotics menggunakan kamera dan laser untuk mengenali serta membasmi gulma. LaserWeeder komersial pada 2022–2023 merupakan alat yang dipasang pada traktor, berbeda dari prototipe demonstrasi yang bergerak sendiri pada 2021. Pengendalian laser otomatis tidak sama dengan kendaraan tanpa pengemudi. 

Pada April 2023, perusahaan mengumumkan pendanaan US$30 juta sehingga total saat itu mencapai US$67 juta. Keterangan tentang 17 negara bagian AS dan tiga provinsi Kanada merupakan rencana pengiriman pada periode itu, bukan jangkauan terkini atau bukti bahwa seluruh pengiriman sudah selesai.

4. Trimble

Artikel mencatat angka historis Trimble (TRMB): harga US$42,41, penurunan sejak awal tahun 16,12 persen, P/E 31,61, dan imbal hasil ekuitas 8,16 persen. Pendapatan kuartal ketiga 2023 mencapai US$957,3 juta, naik sekitar 8,2 persen dibanding setahun sebelumnya. Laba per saham disesuaikan non-GAAP sebesar US$0,68, sedangkan menurut GAAP sebesar US$0,30. 

Pada akhir kuartal itu, artikel mencatat kas dan setara kas US$216,8 juta serta utang sekitar US$3,05 miliar. Pada 28 September 2023, AGCO mengumumkan kesepakatan untuk memiliki 85 persen usaha patungan yang mencakup aset pertanian Trimble, dengan pembayaran US$2 miliar dan kontribusi JCA Technologies. Kesepakatan itu bukan pembelian 85 persen seluruh Trimble. Transaksi selesai pada April 2024.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

AgEagle menawarkan drone dan solusi data untuk pertanian serta penggunaan lain, termasuk infrastruktur dan pemerintahan. Perkiraan 150 karyawan dalam artikel bukan jumlah tenaga kerja terkini yang telah diverifikasi. 

UAVS Grafik Harga

AgEagle memperkenalkan eBee VISION pada 6 September 2023: pesawat tanpa awak bersayap tetap terutama untuk pengawasan, bukan semata-mata pertanian. Kapitalisasi pasar US$15,83 juta, harga US$0,13, dan P/E −0,22 bersifat historis. Aksi korporasi berikutnya membatasi perbandingan harga langsung. Artikel juga menyebut pendapatan kuartal kedua 2023 sekitar US$3,28 juta dan pertumbuhan 95,62 persen pada tahun sebelumnya, yaitu 2022. P/E negatif tidak menunjukkan keuntungan.

Manfaat dan keterbatasan

Manfaat yang mungkin diperoleh, bergantung pada penggunaan, meliputi:

• Berkurangnya pekerjaan berulang dan beban fisik. Mesin dapat bekerja lama dalam kondisi yang sesuai, tetapi tetap membutuhkan energi, perawatan, dan pengoperasian yang aman.

• Berkurangnya pemborosan dan penggunaan input tertentu. Kelayakan ekonomi juga dipengaruhi biaya pembelian, pemasangan, serta operasi. 

• Ketepatan yang dapat diulang pada tugas tertentu. Robot dan perangkat lunak tetap dapat melakukan kesalahan pengenalan, pengaturan, atau pelaksanaan.

• Sebagian bantuan ketika tenaga kerja terbatas. Semua masalah pekerjaan musiman atau waktu panen tidak otomatis hilang.

• Dukungan untuk pekerjaan berat dalam batas desain peralatan. Mesin tidak menghapus seluruh risiko kecelakaan. 

Keterbatasannya antara lain:

• Investasi awal yang tinggi. Perkiraan penghematan harus dibandingkan dengan seluruh biaya; penurunan harga atau pengembalian investasi tidak terjamin.

• Kebutuhan energi, perawatan, suku cadang, dan dukungan teknis yang memengaruhi biaya serta ketersediaan.

• Pelatihan, pengaturan yang tepat, dan penyesuaian pada tugas tertentu. Tidak setiap robot atau algoritma dapat mengerjakan seluruh kegiatan pertanian.

Kesimpulan

Robotika pertanian pada 2023 mencakup sistem komersial yang telah tersedia dan teknologi eksperimental. Gabungan sensor, kendali, serta alat mekanis menawarkan peluang dengan tingkat kesiapan berbeda.

Penilaian perlu mengikuti kebutuhan usaha tani, biaya, infrastruktur, keselamatan, dan dampak lingkungan. Robotika dapat membantu petani, tetapi tidak dengan sendirinya menjamin panen lebih besar atau keberlanjutan.