Perubahan Iklim: Robot di Pertanian Dapat Memerangi Emisi dan Menanam Lebih Banyak Makanan

Sebuah revolusi robot akan datang ke pertanian masa depan, dan itu dapat memotong gas rumah kaca dan mendukung pertumbuhan populasi global.

Para peneliti di University of Florida menerbitkan sebuah makalah di jurnal Robotika sains Rabu menyerukan pertanian untuk bersiap-siap untuk masa depan, dengan drone, kendaraan otonom, sensor dan lebih banyak membuka jalan untuk keberlanjutan. Senthold Asseng, yang menulis surat kabar bersama dengan Frank Asche, menceritakan Terbalik bahwa teknologi ini dapat memecahkan sejumlah masalah seperti traktor menekan tanah dan mengurangi ruang untuk udara dan air. Iowa State University menemukan bahwa pemadatan ini dapat mengurangi hasil hingga 20 persen saja.

"Peningkatan substansial dalam keberlanjutan akan datang dari mengganti mesin berat dengan robot ringan dan dengan drone mengatasi masalah pemadatan tanah pertanian modern," kata Asseng. "Keberlanjutan juga akan ditingkatkan dengan mengoptimalkan pupuk dan pestisida untuk setiap bagian lapangan dan pada saat dibutuhkan, sehingga kerugian akibat limpasan dan pencucian akan diminimalkan atau benar-benar dihindari."

Ini datang pada saat yang sangat memprihatinkan bagi pertanian, karena para ahli memperingatkan bahwa perubahan iklim dapat mendorong beberapa negara untuk secara dramatis mempertimbangkan kembali sumber makanannya ketika tanaman mulai gagal. Bank Dunia telah memperingatkan bahwa 100 juta orang dapat didorong ke dalam kemiskinan ekstrem pada tahun 2030, dengan kelangkaan pangan menjadi prioritas utama. Sekitar satu miliar orang di dunia kelaparan karena 1,7 miliar mengukur kelebihan berat badan dari asupan kalori yang tinggi.

Garis pasangan melibatkan robot dan drone yang dibawa ke lapangan untuk menyelesaikan tugas dan mengumpulkan data. Sumber lain, seperti satelit dan sensor miniatur, dapat memberikan detail lebih lanjut tentang status terkini lapangan. Informasi ini kemudian dimasukkan ke dalam algoritma dan model simulasi untuk memahami segala macam tekanan, seperti ramalan cuaca, permintaan konsumen, perubahan pasar. Ini akan memungkinkan para ahli untuk mengambil keputusan untuk meningkatkan produksi, dan bahkan dapat membantu pembuat keputusan di tingkat yang lebih tinggi untuk memastikan stabilitas pangan nasional.

Sistem ini dapat membantu menghindari gangguan ekosistem. Makalah ini mencatat bahwa ribuan ikan terbunuh di Teluk Meksiko karena kelebihan pupuk yang masuk ke Sungai Mississippi.

“Berkurangnya kehilangan pupuk nitrogen akan mengurangi emisi karbon,” kata Asseng. “Mengatur ulang tata guna lahan yang dimungkinkan melalui memiliki drone dan robot yang lebih fleksibel untuk menghadiri area kecil, akan menjadi nilai tambah bagi keberlanjutan dengan memungkinkan untuk mengatur tata guna lahan di lanskap untuk mengurangi tekanan hama dan penyakit. Secara keseluruhan, ini dapat mengurangi penggunaan energi dan karenanya juga mengurangi emisi karbon."

Petani saat ini akan memberi saran kepada tim tentang cara terbaik untuk mengelola pos-pos di masa depan ini, tetapi tim akan secara bertahap beralih ke peran yang lebih tersentralisasi dengan ilmuwan data dan pemrogram mengambil peran yang lebih penting.

Meskipun penelitian Asseng dan Asche sebagian besar berfokus pada produksi tanaman, penelitian lain menunjukkan bagaimana penggunaan energi dapat membuat pertanian lebih berkelanjutan. Bandara Internasional Cochin di India menggunakan tanah di bawah panel surya untuk menanam 60 ton sayuran dalam setahun. Idenya dikenal sebagai "agrophotovoltaics," dan para peneliti di Universitas Hohenheim Jerman menemukan itu dapat meningkatkan efisiensi penggunaan lahan sebesar 60 persen. Menggunakan surya untuk menghasilkan listrik pertanian dapat membantu membuat kemajuan lebih jauh.

"Robot-robot di pertanian masa depan bisa ditenagai oleh matahari atau sumber energi terbarukan," kata Asseng. "Setidaknya ini diinginkan, tetapi bukan permintaan awal untuk sistem yang kami jelaskan dalam makalah ini."

Dengan planet ini bergerak menuju skenario terburuk untuk perubahan iklim, pendekatan yang lebih berkelanjutan bisa dibutuhkan sekarang lebih dari sebelumnya.

Baca pengantar kertas di sini:

Dalam menghadapi tantangan global untuk menghasilkan lebih banyak makanan karena pertumbuhan populasi, pemikiran ulang radikal diperlukan untuk mengurangi kendala yang ditimbulkan oleh berkurangnya lahan subur dan air tawar dalam iklim yang berubah. Baru-baru ini, ada terobosan dalam meningkatkan kemampuan dan biaya berbagai teknologi yang relevan dengan sistem produksi pangan.Kita sudah terbiasa dengan gagasan permesinan otonom, seperti traktor dan gabungan pemanen, menavigasi jalan mereka naik dan turun di ladang. Kemajuan teknologi telah dilengkapi robot dan drone untuk menyelesaikan tugas yang tepat dan secara bersamaan untuk mengumpulkan sejumlah besar data. Aliran, kepadatan, dan resolusi berbagai data dari satelit terus meningkat. Dengan teknologi sensor mikro nirkabel berbiaya rendah, data ini dapat disampaikan ke stasiun kendali jarak jauh, tempat “data besar” yang dihasilkan dalam sistem produksi pangan tertentu dapat dikumpulkan dan dianalisis. Misalnya, dalam bidang tertentu, data dengan resolusi temporal detik dan resolusi spasial cm2 dapat dikumpulkan dari berbagai tingkat kanopi tanaman, dari permukaan tanah, dan dari lapisan tanah. Data ini dapat dihubungkan dengan sistem yang ada, model simulasi, atau algoritma pembelajaran mesin untuk pembuatan model untuk mengoptimalkan produksi makanan dan penggunaan sumber daya. Jumlah pupuk atau pestisida untuk tanaman atau pakan untuk ternak atau ikan dapat dihitung sehubungan dengan permintaan, cuaca dan prakiraan musiman, pandangan pasar, dan kebutuhan konsumen. Saran berdasarkan permintaan, berbiaya rendah untuk mengatasi masalah pengelolaan nutrisi dan pengakuan serta pengobatan gulma, penyakit, dan hama dapat diakses di web karena semua komponen akan terhubung ke internet.