Merevolusi Pertanian: Peran Robotika dalam Meningkatkan Produktivitas dan Keberlanjutan

Industri pertanian selalu mencari cara untuk meningkatkan efisiensi, meningkatkan output, dan mengurangi limbah. Salah satu cara untuk melakukannya adalah melalui robot.

Robotika sebenarnya menjadi bagian integral dari proses pertanian dan produksi makanan. Tujuan robotika dalam pertanian adalah membantu sektor meningkatkan produktivitas dan keberlanjutan lingkungan.

Robotika dalam Industri Pertanian 

Pertanian tradisional tanpa robotika lebih memakan waktu dan memerlukan sumber daya manusia yang signifikan untuk menangani berbagai proses pertanian. Selain itu, proses tersebut kekurangan informasi akurat tentang cuaca, kondisi tanah, dan penggunaan pupuk. Karena sebagian besar aktivitas pertanian saat ini masih dilakukan secara tradisional, hal ini sering menghasilkan pertanian yang tidak menguntungkan dan tidak ekonomis.

Akibatnya, sistem berbasis AI canggih seperti teknologi sensor, IoT, teknologi manajemen data, algoritma pengambilan keputusan cerdas, robotika, drone, dan mekanisme maju menggantikan sistem pertanian tradisional.

Sistem-sistem ini membuat proses pertanian menjadi mudah, hemat waktu, biaya efektif, sangat produktif, dan berkelanjutan.

Revolusi pertanian ini didorong oleh kebutuhan akan peningkatan hasil produksi yang signifikan. Dengan perkiraan PBB bahwa populasi dunia akan naik dari 8 miliar menjadi 9,7 miliar pada tahun 2050, petani akan menghadapi tekanan serius untuk memenuhi permintaan tersebut.

Inilah mengapa pasar robot pertanian diperkirakan akan tumbuh dari $13,5 miliar pada 2023 menjadi lebih dari $40 miliar pada 2028, menurut MarketsandMarkets. Selain itu, Amerika Utara saat ini mendominasi pangsa pasar utama dalam industri robot pertanian berkat adopsi otomatisasi yang luas di berbagai industri seperti e‑commerce, makanan & minuman, otomotif, dan farmasi. 

Aplikasi Robotika dalam Lanskap Pertanian

Pasar robot pertanian adalah lanskap dinamis yang penuh dengan potensi besar. Jadi, mari kita lihat berbagai aplikasi yang dimiliki robot dalam industri pertanian.

Dimulai dengan tugas yang jauh lebih sederhana, traktor tanpa pengemudi, dan robot secara perlahan menggantikan mesin yang dikendalikan manusia untuk menabur benih. Di sini, visi mesin dan sensor gerak bekerja bersama untuk menghindari rintangan saat menavigasi ladang. Misalnya, traktor otonom menggunakan teknologi mengemudi sendiri berbasis GPS yang direncanakan untuk mengintegrasikan pembelajaran mesin guna membantu traktor mengidentifikasi rintangan atau hewan baru di jalurnya.

Penggunaan utama robot di pertanian dapat dilihat pada proses pemetikan dan pengemasan buah serta sayuran. Karena akurasi dan kecepatan yang dapat dicapai robot untuk meningkatkan ukuran hasil panen dan mengurangi limbah, pemetikan menjadi salah satu aplikasi robotik yang paling populer.

Bahkan tugas berulang yang terkait dengan peternakan, seperti memerah sapi, menyebarkan pakan, dan memantau lahan untuk penggembalaan, dapat diotomatisasi. Dengan mengotomatisasi tugas-tugas lambat, berulang, dan membosankan bagi petani, robot pertanian memungkinkan petani lebih fokus pada peningkatan hasil produksi secara keseluruhan. 

Selain itu, robot juga digunakan untuk melakukan tugas kompleks seperti memantau tanaman dan mengukur tingkat pH tanah. Robot dapat diprogram untuk melakukan perawatan tanaman dengan memangkas tanaman, menyiangi lahan, menerapkan insektisida, dan menyediakan irigasi.

Untuk melawan gulma, perusahaan menggunakan visi komputer dan berbagai alat mekanik yang memungkinkan robot mencabut gulma alih-alih menggunakan bahan kimia. Demikian pula, penyemprot pintar dipasangkan dengan kamera visi komputer untuk mengidentifikasi gulma guna aplikasi herbisida yang terarah. 

Inovasi dalam Robotika Pertanian

Inovasi sangat penting di setiap sektor, dan kini menjadi lebih relevan dalam pertanian daripada sebelumnya, karena mengadopsi teknologi baru seperti robotika akan menjadi faktor kunci dalam mengubah wajah pertanian. Lagipula, dengan populasi dunia yang berkembang dengan kecepatan menakjubkan, inovasi baru dalam pertanian menjadi kebutuhan.

Meskipun kita telah melangkah jauh sejak robot industri pertama diciptakan pada tahun 1950-an, dalam beberapa tahun terakhir inovasi dalam aplikasi robotika di pertanian telah berkembang pesat. Jadi, mari kita lihat beberapa inovasi penting dalam robotika pertanian.

Otomatisasi Pertanian

Otomatisasi pertanian mengurangi input dan kesalahan manusia dengan menggabungkan:

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

Dengan menggunakan pemanen otomatis dan traktor otonom, petani memanfaatkan sumber daya secara efisien dan menghasilkan hasil panen yang lebih tinggi.

Otomatisasi sudah menjadi bagian utama proses pertanian, namun seiring pentingnya yang semakin meningkat dalam beberapa tahun mendatang, tingkat otomatisasi yang lebih tinggi akan memungkinkan petani lebih fokus pada aspek kreatif, kompleks, dan kritis lainnya dalam bisnis mereka. Selain itu, berkat otomatisasi, kebanyakan petani kini dapat menghabiskan lebih banyak waktu bersama keluarga dibandingkan sebelumnya.

GIS dalam Pertanian

Sistem Informasi Geografis (GIS) dalam pertanian mengandalkan teknologi seperti satelit untuk memahami jenis dan posisi tanaman, tingkat pemupukan, status tanah, dan informasi terkait lainnya. Dengan memanfaatkan data yang dihasilkan dari perangkat dan perangkat lunak penginderaan jauh GIS, petani kemudian dapat membuat keputusan yang tepat.

Selain menggunakan teknologi ini untuk menentukan lokasi terbaik penanaman tanaman di ladang dan meningkatkan nutrisi tanah, perangkat lunak GIS juga dapat membantu kesehatan ternak, kesuburan, dan nutrisi dengan memantau pergerakan hewan.

Pertanian Vertikal

Cara pertanian baru yang populer adalah pertanian vertikal atau pertanian dalam ruangan, di mana tanaman dibudidayakan dalam lingkungan yang sepenuhnya terkontrol. Di sini, semua kebutuhan tanaman dipenuhi dengan memberikan air, cahaya, dan nutrisi secara buatan menggunakan teknik hidroponik, akuaponik, dan aeroponik.

Pertanian Lingkungan Terkontrol (CEA) secara signifikan mengurangi konsumsi air, melindungi tanaman dari kondisi cuaca buruk, dan memaksimalkan penggunaan ruang untuk budidaya guna memberikan hasil yang dapat diandalkan dan lebih tinggi sekaligus menggunakan sumber daya secara efisien serta mengurangi biaya tenaga kerja dengan memanfaatkan robot untuk pemanenan dan penanaman.

Klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut tentang pertanian vertikal.

Drone

Kendaraan Udara Tanpa Awak atau drone semakin berguna untuk memantau tanaman. Dengan menggunakan sensor canggih, drone dapat membantu memantau pertumbuhan tanaman, mendeteksi stres penyakit, memantau suhu ladang, dan menyemprot pestisida, air, atau pupuk pada lokasi yang diinginkan di ladang. Perangkat ini juga dapat digunakan untuk pencitraan dan kesuburan lahan, serta memantau kualitas tanah dan memastikan bahwa tanaman tidak terpengaruh oleh faktor lingkungan seperti kekeringan atau banjir.

Sementara itu, dalam manajemen ternak, drone digunakan untuk mengamati padang rumput dan melacak pergerakan hewan di area lahan yang luas. Beberapa drone dilengkapi dengan kamera pencitraan termal untuk mendeteksi hewan sakit dengan suhu tubuh tinggi. Dengan cara ini, drone membantu petani memperoleh data komprehensif untuk membuat keputusan tepat waktu.

Penyerbuk Buatan

Penyerbukan, proses yang memungkinkan fertilisasi dan produksi biji, sangat penting bagi kelangsungan banyak tanaman. Namun, penyerbukan menghadapi banyak tantangan, seperti hilangnya habitat, penggunaan pestisida, dan penurunan populasi lebah.

Akibatnya, inovasi semakin berkembang, seperti serangga robotik yang meniru perilaku dan penampilan penyerbuk alami. Di sini, mesin-mesin kecil dilengkapi dengan sensor, kamera, kecerdasan buatan (AI), dan mikro‑aktuator yang memungkinkan mereka terbang, menavigasi, dan menyerbuki bunga secara otonom. 

Dibandingkan dengan penyerbukan manual, serangga robotik AI tidak hanya lebih tepat, fleksibel, dapat diskalakan, dan biaya‑efektif, tetapi juga dapat bekerja dalam kondisi cuaca apa pun dan di lingkungan apa pun. Penyerbuk ini juga dapat diprogram untuk menargetkan tanaman atau tanaman tertentu, menghindari penyerbukan silang atau kontaminasi yang tidak diinginkan.

Dengan mengurangi tekanan pada penyerbuk alami, serangga robotik AI membantu memulihkan ekosistem dan keanekaragaman hayati sekaligus menciptakan peluang baru untuk pendidikan, penelitian, dan inovasi di bidang robotika dan bioteknologi.

Laser Scarecrows

Di masa lalu, petani mengandalkan orang-orangan sawah tradisional untuk mengusir burung atau hewan pengerat yang mengganggu tanaman di ladang terbuka. Namun saat ini, petani beralih ke perangkat berteknologi tinggi dengan sensor gerak untuk mencegah burung merusak tanaman.

Seorang peneliti dari University of Rhode Island membantu merancang laser scarecrow, yang memproyeksikan cahaya laser hijau, yang sensitif bagi burung. Tidak terlihat oleh manusia di bawah sinar matahari, laser ini dapat menembakkan sinar sepanjang 600 kaki di ladang untuk menakuti burung. Laser scarecrow disimpan dalam ember plastik untuk melindunginya dari elemen dan dipasang pada tiang yang dapat disesuaikan.

Teknologi Peternakan Ternak

Teknologi ternak yang muncul memungkinkan petani menyederhanakan manajemen pertanian, meningkatkan perawatan hewan, dan meningkatkan produktivitas. Misalnya, dengan memanfaatkan robotika, big data, dan AI, perusahaan teknologi mengotomatisasi tugas seperti instalasi susu untuk memerah sapi tanpa intervensi manusia, sistem pemberi pakan untuk menyediakan campuran pakan yang disesuaikan dengan kebutuhan spesifik hewan dalam jumlah yang tepat, serta sistem pembersihan untuk menghilangkan limbah dan menciptakan lingkungan yang bersih serta bebas penyakit.

Di industri susu, perusahaan mengembangkan sensor untuk memantau produksi dan kualitas susu secara real‑time, kesehatan, serta hormon kehamilan. Dilaporkan, 12% peternakan susu menggunakan robot, yang diperkirakan akan meningkat menjadi 20% dalam lima tahun ke depan. Sementara itu, pagar virtual membantu peternakan memindahkan hewan yang memakai sensor secara remote. 

Perusahaan

Dengan begitu banyak inovasi yang terjadi di industri robot pertanian, mari kita lihat beberapa pemain utama dan penting:

1. FarmWise

Inovator terkemuka dalam bidang teknologi pertanian dan robotika, FarmWise telah mengumpulkan $73,9 juta dalam 9 putaran pendanaan, menurut CB Insights. Perusahaan ini menggunakan kombinasi AI, visi komputer, dan robotika untuk membangun produknya yang ditujukan untuk menyingkirkan gulma tanpa menggunakan bahan kimia serta operasi pengumpulan data di kebun sayur.

Baru‑baru ini, perusahaan memperkenalkan implementasi penyiangan baru, Vulcan, di World Ag Expo 2023, yang menggunakan visi komputer dan model pembelajaran mendalam untuk menghilangkan gulma dengan presisi tinggi. 

2. Deere & Company

Perusahaan publik ini dikenal dengan mesin pertanian tradisionalnya dan sedang menerapkan teknologi seperti AI, IoT, robot, pembelajaran mesin, big data, dll., untuk membuat keputusan berbasis data. Dengan harga $382,20, saham John Deere turun 10,86% tahun‑to‑date (YTD). 

DE Grafik Harga

Perusahaan ini memiliki kapitalisasi pasar $110,07 miliar dan membayar dividen sebesar 1,41% dengan rasio P/E (TTM) 11,30 serta ROE (TTM) 47,73%. Untuk kuartal ketiga yang berakhir 30 Juli 2023, John Deere melaporkan pendapatan bersih $2,978 miliar.

3. Carbon Robotics

Inovator terdepan dalam bidang robotika pertanian, Carbon Robotics menggunakan AI, visi komputer, robotika, dan laser untuk memungkinkan petani menyederhanakan proses pengendalian gulma. Perusahaan menawarkan penyiang laser otonom untuk pertanian komersial yang menggunakan pembelajaran mendalam untuk mengidentifikasi dan menghilangkan tanaman yang tidak diinginkan. 

Perusahaan ini juga berada di jalur untuk mengirimkan LaserWeeder ke 17 negara bagian AS dan tiga provinsi Kanada. Pada April tahun ini, Carbon Robotics mengumpulkan $30 juta, menjadikan total pendanaan mereka sejauh ini $67 juta, untuk mempercepat manufaktur dan ekspansi internasional.

4. Trimble

Saham Trimble (TRMB), perusahaan yang membangun teknologi robotik dan otonom untuk peralatan pertanian, turun 16,12% tahun ini dengan harga $42,41 dan rasio P/E (TTM) 31,61 serta ROE (TTM) 8,16%. Untuk 3Q23, perusahaan melaporkan pendapatan $957,3 juta, naik 8,2% year‑over‑year, dan laba non‑GAAP 68 sen per saham. 

Pada akhir kuartal, Trimble memiliki kas dan setara kas $216,8 juta, dan total utangnya $3,05 miliar. Seiring perlombaan perusahaan peralatan pertanian untuk mengotomatisasi pertanian semakin cepat, AGCO Corp (AGCO.N) baru‑baru ini mengumumkan akan mengakuisisi 85% saham bisnis agribisnis Trimble senilai $2 miliar.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

Perusahaan ini, dengan perkiraan 150 karyawan, menawarkan solusi data berbasis drone untuk memungkinkan petani meningkatkan manajemen tanaman. Selain pertanian, perusahaan ini menawarkan solusi drone full‑stack di vertikal energi, konstruksi, dan pemerintah. 

UAVS Grafik Harga

Pada September, AgEagle meluncurkan sistem udara tak berawak sayap tetap eBee VISION. Dengan kapitalisasi pasar $15,83 juta, saham AgEagle (UAVS) diperdagangkan pada $0,13 dengan rasio P/E (TTM) -0,22. Pada Agustus, perusahaan melaporkan penurunan signifikan pada hasil pendapatan Q2 sebesar $3,28 juta setelah pendapatannya tumbuh 95,62% tahun lalu.

Keuntungan dan Kerugian Robotika Pertanian

Mengotomatisasi sistem pertanian datang dengan sejumlah manfaat:

• Berbeda dengan manusia, robot dapat bekerja lebih cepat dan lebih lama tanpa merasa bosan atau lelah, tidak memerlukan istirahat, mengurangi penurunan produktivitas, atau risiko cedera.

• Dengan mengurangi limbah serta biaya tenaga kerja dan operasional pertanian, robotika pertanian menjadi metode yang biaya‑efektif. 

• Karena robot tidak rentan terhadap kesalahan manusia, mereka dapat melakukan pekerjaan berulang maupun tugas kompleks dengan akurat dan tepat sepanjang proses.

• Dengan robot, Anda tidak perlu khawatir tentang kekurangan tenaga kerja untuk tugas musiman atau tanaman yang tertinggal di tanah dan tidak dipalletkan tepat waktu untuk distribusi.

• Berkat kemampuan persepsi canggih, kemampuan pengambilan keputusan otonom, dan kemampuan eksekusi yang presisi, robot dapat mencapai tujuan produksi yang akurat dan efisien bahkan dalam lingkungan yang kompleks, keras, dan berbahaya. 

Namun, mengotomatisasi sistem pertanian tidak tanpa kelemahan:

• Kekhawatiran terbesar terhadap robot adalah biayanya yang tinggi. Meskipun biaya dapat diimbangi oleh peningkatan efisiensi dan hasil, tetap menjadi pengeluaran awal yang besar, meskipun seiring kemajuan teknologi, biaya akan menurun.

• Robot juga memerlukan listrik dan perawatan rutin agar tetap beroperasi, yang menambah biaya penggunaan.

• Robot pertanian memerlukan algoritma kompleks untuk bekerja pada berbagai tugas, yang juga berarti petani perlu pelatihan sebelum menggunakannya.

Kesimpulan

Jadi, seperti yang kita lihat, robot semakin menarik perhatian baik penelitian maupun industri, yang menghasilkan evolusi cepat robot pertanian. Dengan mengintegrasikan persepsi, pengambilan keputusan, kontrol, dan teknik eksekusi, penyempurnaan signifikan juga telah tercapai.

Hal ini masuk akal di tengah latar belakang populasi yang terus bertambah dan kekurangan lahan serta air yang meningkat, di mana robot pertanian memainkan peran unik dan integral dengan menawarkan cara bertani yang lebih cerdas, lebih aman, dan lebih produktif!