Carnegie Mellon Menggunakan Drone, Robot, dan AI untuk Membawa Pertanian ke Abad Baru

Pertanian telah berkembang pesat dalam satu abad terakhir. Kita memproduksi lebih banyak makanan dibandingkan sebelumnya – namun model yang kita gunakan saat ini tidak berkelanjutan, dan seiring dengan pesatnya pertumbuhan populasi dunia mendekati angka 8 miliar, metode produksi pangan modern memerlukan transformasi radikal jika ingin mempertahankannya ke atas. Namun untungnya, ada sejumlah teknologi baru yang memungkinkan hal ini terjadi. Di dalam seri ini, kita akan mengeksplorasi beberapa solusi baru yang inovatif yang sedang dilakukan oleh para petani, ilmuwan, dan pengusaha untuk memastikan tidak ada orang yang kelaparan di dunia yang semakin padat penduduknya.

Sejak migrasi warga Amerika di era industri dari desa ke kota, kawasan perkotaan cenderung diasosiasikan dengan teknologi mutakhir.

Nah, hilangkan korelasi itu — karena di era kecerdasan buatan, sebuah proyek penelitian baru oleh Carnegie Mellon Institut Robotika Universitas berupaya membuktikan bahwa negara ini bisa sama majunya secara teknologi dengan negara lain kota Pintar.

Disebut FarmView (jangan bingung dengan Desa Pertanian, permainan membuang-buang waktu yang telah dikuasai Facebook memberi makan selama sebagian besar dekade terakhir), proyek ini menggunakan pembelajaran mesin, drone, robot otonom, dan hampir semua bidang penelitian teknologi berbiaya besar lainnya untuk membantu petani menanam lebih banyak pangan, lebih baik, dan lebih cerdas.

“Kami telah melakukan penelitian robotika untuk pertanian selama sekitar 15 tahun,” George Kantor, ilmuwan sistem senior Carnegie Mellon, mengatakan kepada Digital Trends. “Ini mempunyai beberapa bentuk yang berbeda, dan ini merupakan upaya untuk menggabungkan semuanya menjadi satu proyek yang kohesif.”

Namun FarmView lebih dari sekadar perombakan organisasi dari atas ke bawah, seperti membuat tim administrasi keuangan bertanggung jawab atas piutang, bukan utang. Faktanya, hal ini menunjukkan adanya urgensi baru seputar topik ini, berkat statistik yang menegaskan pentingnya topik ini bagi para peneliti yang terlibat.

Statistik itu? Menurut prediksi saat ini, populasi dunia akan mencapai 9,6 miliar pada tahun 2050. Artinya, jika tidak ditemukan cara yang lebih baik untuk menggunakan sumber daya pertanian kita yang terbatas – termasuk tanah, air, dan energi – krisis pangan global mungkin akan terjadi.

“Itu statistik yang sangat memaksa kami untuk mencari solusi,” lanjut Kantor. “Teknologi saja tidak akan menyelesaikan potensi krisis ini; ini juga melibatkan masalah sosial dan politik. Namun, kami pikir ini adalah sesuatu yang dapat kami bantu. Ini bukan hanya tentang seberapa banyak makanan yang tersedia. Cara kita memproduksi pangan saat ini sangat intensif sumber daya, dan sumber daya yang tersedia telah habis. Kita harus meningkatkan jumlah pangan yang kita produksi, serta kualitasnya, namun melakukannya dengan cara yang tidak berasumsi bahwa kita memiliki sumber daya yang tidak terbatas.”

Sebagai bagian dari proyek ini, tim telah mengembangkan robot darat otonom yang mampu melakukan survei visual lahan tanaman pada waktu yang berbeda musim — berkat kamera, pemindai laser untuk mengukur geometri tanaman, dan kamera multispektral yang mengamati radiasi tak kasat mata band. Dengan menggunakan visi komputer dan teknologi pembelajaran mesin, alat ini dapat memperkirakan hasil panen buah yang diharapkan di akhir musim.

Namun, alih-alih hanya secara pasif menyampaikan informasi ini kepada petani, hal ini dapat secara aktif memicu robot tersebut pemangkasan daun atau penjarangan buah sedemikian rupa sehingga menjaga keseimbangan ekologi yang optimal antara luas daun dan buah memuat.

Peneliti CMU juga menggunakan kombinasi drone dan jaringan sensor stasioner untuk melakukan pengukuran pertumbuhan tanaman skala makro.

Meskipun ini merupakan contoh teknologi yang cerdas, dampak jangka panjang akan datang dari bagaimana teknologi seperti robot pemotong daun dan drone dapat digunakan untuk membantu meningkatkan hasil panen.

Dalam kapasitas ini, Kantor menunjuk pada tanaman sorgum, sejenis rumput kering kasar yang berasal dari Mesir ribuan tahun lalu. Biji-bijian sorgum banyak dimakan, dan dianggap sebagai tanaman sereal terpenting kelima yang ditanam di dunia. Karena terdapat begitu banyak varietas yang berbeda (total 42.000!), ia juga memiliki potensi genetik yang sangat besar untuk menciptakan varietas baru berprotein tinggi yang menjadikannya lebih penting.

Lagi pula, siapa yang puas dengan sekadar menjadi kelima-tanaman serealia yang paling penting?

Di situlah AI berperan. Jika teknologi pembelajaran mesin dapat digunakan untuk mengukur parameter sorgum sedemikian rupa sehingga pemulia dan ahli genetika dapat melakukannya memilih sifat-sifat yang paling diperlukan untuk meningkatkan hasil panen, serta paling tahan terhadap penyakit dan kekeringan, hal ini dapat memberikan dampak positif yang sangat besar dampak. Hanya dengan meningkatkan hasil panen sebesar, katakanlah, 50 persen saja sudah mewakili dampak nyata yang hanya dapat dirasakan oleh segelintir ilmuwan komputer.

Jadi apakah semua ini berarti bahwa pertanian masa depan, seperti halnya pabrik masa depan, akan menjadi seperti itu sebagian besar bebas dari manusia — dengan deretan robot bergaya Terminator yang melakukan semuanya bekerja? Tidak terlalu.

“Kami melakukan ini bukan untuk menggantikan orang. Apa yang kami lakukan adalah memperkenalkan teknologi baru yang dapat membuat petani lebih efisien dalam melakukan pekerjaan mereka, dan memungkinkan mereka menggunakan lebih sedikit sumber daya untuk melakukannya,” kata Kantor. “Skenario yang kami bayangkan tidak melibatkan penggunaan lebih sedikit orang; ini melibatkan penggunaan robotika dan teknologi lain untuk melakukan tugas-tugas yang saat ini tidak dilakukan manusia.”

Saat ini, banyak teknologi yang masih dalam tahap “pembuktian konsep”, namun Kantor mencatat bahwa mereka telah melakukan beberapa diskusi menarik dengan pengguna awal bidang pertanian. Sekarang proyek tersebut — yang juga mencakup orang-orang dari Texas A&M, Penn State, Colorado State, Washington State, the Universitas Maryland, Universitas Georgia, dan Universitas Clemson di Carolina Selatan — sedang bersiap untuk mencapai kesuksesan besar waktu.

“Banyak orang tidak menganggap ini sebagai tempat pertama untuk melakukan penelitian dan pengembangan semacam ini, namun ini adalah sebuah hal yang baik. area itu – dan saya minta maaf menggunakan kata-kata ini, tapi ini benar-benar tidak dapat dihindari – sudah sangat matang untuk kemajuan,” Kantor menyimpulkan. “Dorongan kami sekarang adalah mulai menggunakan alat-alat ini untuk memecahkan masalah dalam skala besar.”

Rekomendasi Editor

• Ilusi optik dapat membantu kita membangun AI generasi berikutnya
• Teknologi ini adalah fiksi ilmiah 20 tahun lalu. Sekarang ini adalah kenyataan
• Robot baru MIT dapat memainkan permainan menyusun balok favorit semua orang, Jenga