Perkembangan Teknologi : Masa depan pertanian

Berita Teknologi

Perkembangan Teknologi : Masa depan pertanian – Salah satu industri tertua harus merangkul transformasi digital berbasis konektivitas untuk mengatasi peningkatan permintaan dan beberapa kekuatan yang mengganggu.

Perkembangan Teknologi : Masa depan pertanian

fratech – Industri pertanian telah berubah secara radikal selama 50 tahun terakhir. Kemajuan dalam mesin telah memperluas skala, kecepatan, dan produktivitas peralatan pertanian, yang mengarah ke budidaya lebih banyak lahan yang lebih efisien. Benih, irigasi, dan pupuk juga telah meningkat pesat, membantu petani meningkatkan hasil panen.

Sekarang, pertanian berada di masa-masa awal revolusi lain, yang intinya terletak pada data dan konektivitas. Kecerdasan buatan, analitik, sensor terhubung, dan teknologi baru lainnya dapat lebih meningkatkan hasil, meningkatkan efisiensi air dan input lainnya, dan membangun keberlanjutan dan ketahanan di seluruh budidaya tanaman dan peternakan.

Baca Juga : Sejarah Perkembangan Komputer

Namun, tanpa infrastruktur konektivitas yang solid, semua ini tidak mungkin. Jika konektivitas berhasil diterapkan di bidang pertanian, industri ini dapat menambah nilai $500 miliar pada produk domestik bruto global pada tahun 2030, menurut penelitian kami.

Ini berarti peningkatan 7 sampai 9 persen dari total yang diharapkan dan akan mengurangi banyak tekanan pada petani saat ini. Ini adalah salah satu dari hanya tujuh sektor yang, didorong oleh konektivitas canggih, akan memberikan kontribusi $ 2 triliun hingga $ 3 triliun nilai tambahan untuk PDB global selama dekade berikutnya, menurut penelitian oleh McKinsey Center for Advanced Connectivity dan McKinsey Global Institute (MGI) (lihat bilah samping “Masa depan konektivitas”).

Permintaan pangan tumbuh pada saat yang sama sisi penawaran menghadapi kendala lahan dan input pertanian. Populasi dunia berada di jalur untuk mencapai 9,7 miliar pada tahun 2050, membutuhkan 70 persen peningkatan kalori yang tersedia untuk konsumsi, bahkan ketika biaya input yang dibutuhkan untuk menghasilkan kalori tersebut meningkat.

Pada tahun 2030, pasokan air akan berkurang 40 persen untuk memenuhi kebutuhan air global, dan meningkatnya biaya energi, tenaga kerja, dan nutrisi telah menekan margin keuntungan. Sekitar seperempat dari lahan yang dapat ditanami mengalami degradasi dan membutuhkan restorasi yang signifikan sebelum dapat kembali menopang tanaman dalam skala besar.

Dan kemudian ada peningkatan tekanan lingkungan, seperti perubahan iklim dan dampak ekonomi dari peristiwa cuaca bencana, dan tekanan sosial, termasuk dorongan untuk praktik pertanian yang lebih etis dan berkelanjutan, seperti standar yang lebih tinggi untuk kesejahteraan hewan ternak dan pengurangan penggunaan bahan kimia. dan air.

Untuk mengatasi kekuatan-kekuatan ini yang siap mengguncang industri lebih jauh, pertanian harus merangkul transformasi digital yang dimungkinkan oleh konektivitas. Namun pertanian tetap kurang digital dibandingkan dengan banyak industri lain secara global.

emajuan masa lalu sebagian besar bersifat mekanis, dalam bentuk mesin yang lebih kuat dan efisien, dan genetik, dalam bentuk benih dan pupuk yang lebih produktif. Sekarang jauh lebih canggih, alat digital diperlukan untuk memberikan lompatan produktivitas berikutnya. Beberapa sudah ada untuk membantu petani menggunakan sumber daya secara lebih efisien dan berkelanjutan, sementara yang lebih maju sedang dalam pengembangan.

Teknologi baru ini dapat meningkatkan pengambilan keputusan, memungkinkan manajemen risiko dan variabilitas yang lebih baik untuk mengoptimalkan hasil dan meningkatkan ekonomi. Dikerahkan dalam peternakan, mereka dapat meningkatkan kesejahteraan ternak,mengatasi kekhawatiran yang berkembang atas kesejahteraan hewan.

Namun industri menghadapi dua kendala signifikan. Beberapa daerah kekurangan infrastruktur konektivitas yang diperlukan, sehingga pengembangannya menjadi yang terpenting. Di daerah yang sudah memiliki infrastruktur konektivitas, peternakan lambat dalam menerapkan alat digital karena dampaknya belum cukup terbukti.

Krisis COVID-19 semakin mengintensifkan tantangan lain yang dihadapi pertanian di lima bidang: efisiensi, ketahanan, digitalisasi, kelincahan, dan keberlanjutan. Volume penjualan yang lebih rendah telah menekan margin, memperburuk kebutuhan petani untuk menahan biaya lebih lanjut.

Rantai pasokan global yang macet telah menyoroti pentingnya memiliki lebih banyak penyedia lokal, yang dapat meningkatkan ketahanan pertanian yang lebih kecil. Dalam pandemi global ini, ketergantungan yang besar pada tenaga kerja manual semakin mempengaruhi pertanian yang tenaga kerjanya menghadapi pembatasan mobilitas.

Selain itu, manfaat lingkungan yang signifikan dari penurunan perjalanan dan konsumsi selama krisis kemungkinan akan mendorong keinginan untuk mendapatkan sumber yang lebih lokal dan berkelanjutan, yang mengharuskan produsen untuk menyesuaikan praktik yang sudah berlangsung lama. Pendeknya,krisis telah menekankan perlunya digitalisasi dan otomatisasi yang lebih luas, sementara tiba-tiba pergeseran permintaan dan saluran penjualan telah menggarisbawahi nilai adaptasi tangkas.

Konektivitas saat ini di bidang pertanian

Dalam beberapa tahun terakhir, banyak petani mulai berkonsultasi dengan data tentang variabel penting seperti tanah, tanaman, ternak, dan cuaca. Namun hanya sedikit jika ada yang memiliki akses ke alat digital canggih yang akan membantu mengubah data ini menjadi wawasan yang berharga dan dapat ditindaklanjuti. Di daerah yang kurang berkembang, hampir semua pekerjaan pertanian dilakukan secara manual, yang melibatkan sedikit atau tidak ada konektivitas atau peralatan canggih.

Bahkan di Amerika Serikat, negara perintis dalam konektivitas, hanya sekitar seperempat peternakan yang saat ini menggunakan peralatan atau perangkat yang terhubung untuk mengakses data, dan teknologi itu tidak sepenuhnya mutakhir, berjalan pada 2G atau 3G jaringan yang akan dibongkar oleh perusahaan telekomunikasi atau pada jaringan IoT pita sangat rendah yang rumit dan mahal untuk disiapkan.

Dalam kedua kasus tersebut, jaringan tersebut hanya dapat mendukung sejumlah perangkat terbatas dan tidak memiliki kinerja untuk transfer data waktu nyata, yang penting untuk membuka nilai kasus penggunaan yang lebih canggih dan kompleks. Meskipun demikian, teknologi IoT saat ini yang berjalan pada jaringan seluler 3G dan 4G dalam banyak kasus cukup untuk memungkinkan kasus penggunaan yang lebih sederhana, seperti pemantauan lanjutan tanaman dan ternak.

Namun, di masa lalu, biaya perangkat keras tinggi, sehingga kasus bisnis untuk menerapkan IoT dalam pertanian tidak bertahan lama. Saat ini, biaya perangkat dan perangkat keras menurun dengan cepat, dan beberapa penyedia kini menawarkan solusi dengan harga yang kami yakini akan memberikan pengembalian investasi pada tahun pertama.

Namun, alat yang lebih sederhana ini tidak cukup untuk membuka semua nilai potensial yang dimiliki konektivitas untuk pertanian. Untuk mencapai itu, industri harus memanfaatkan sepenuhnya aplikasi dan analitik digital, yang akan membutuhkan latensi rendah, bandwidth tinggi, ketahanan tinggi, dan dukungan untuk kepadatan perangkat yang ditawarkan oleh teknologi konektivitas canggih dan terdepan seperti satelit LPWAN, 5G, dan LEO.

Tantangan yang dihadapi industri dengan demikian ada dua: infrastruktur harus dikembangkan untuk memungkinkan penggunaan konektivitas dalam pertanian, dan di mana konektivitas sudah ada, kasus bisnis yang kuat harus dibuat agar solusi dapat diadopsi. Kabar baiknya adalah bahwa cakupan konektivitas meningkat hampir di mana-mana.

Pada tahun 2030, kami mengharapkan infrastruktur konektivitas canggih dari beberapa jenis untuk mencakup sekitar 80 persen daerah pedesaan di dunia; pengecualian penting adalah Afrika, di mana hanya seperempat dari wilayahnya yang akan dicakup. Kuncinya, kemudian, adalah mengembangkan alat digital yang lebih—dan lebih efektif—untuk industri dan mendorong adopsi secara luas.

Seiring semakin berkembangnya konektivitas, alat-alat ini akan memungkinkan kemampuan baru di bidang pertanian:

– Internet of Things besar-besaran. Jaringan berdaya rendah dan sensor yang lebih murah akan menyiapkan panggung untuk IoT untuk ditingkatkan, memungkinkan kasus penggunaan seperti irigasi presisi tanaman lapangan, pemantauan kawanan besar ternak, dan pelacakan penggunaan dan kinerja bangunan jarak jauh dan armada besar mesin.
– Layanan misi-kritis. Latensi yang sangat rendah dan stabilitas koneksi yang ditingkatkan akan menumbuhkan kepercayaan diri untuk menjalankan aplikasi yang menuntut keandalan dan responsivitas mutlak, seperti mengoperasikan mesin otonom dan drone.
– Cakupan hampir global. Jika satelit LEO mencapai potensinya, mereka akan memungkinkan bahkan daerah pedesaan paling terpencil di dunia untuk menggunakan digitalisasi ekstensif, yang akan meningkatkan produktivitas pertanian global.

Potensi konektivitas untuk penciptaan nilai

Pada akhir dekade, konektivitas yang ditingkatkan di bidang pertanian dapat menambah lebih dari $500 miliar ke produk domestik bruto global, peningkatan produktivitas penting sebesar 7 hingga 9 persen untuk industri. Namun, sebagian besar dari nilai itu akan membutuhkan investasi dalam konektivitas yang saat ini sebagian besar tidak ada di pertanian.

Industri lain sudah menggunakan teknologi seperti LPWAN, komputasi awan, dan sensor yang lebih murah dan lebih baik yang membutuhkan perangkat keras minimal, yang secara signifikan dapat mengurangi investasi yang diperlukan.

Kami telah menganalisis lima kasus penggunaan—pemantauan tanaman, pemantauan ternak, manajemen bangunan dan peralatan, pertanian drone, dan mesin pertanian otonom—di mana konektivitas yang ditingkatkan sudah dalam tahap awal penggunaan dan kemungkinan besar akan memberikan hasil yang lebih tinggi, biaya yang lebih rendah , dan ketahanan dan keberlanjutan yang lebih besar yang dibutuhkan industri untuk berkembang di abad ke-21.

Nilai potensial pada awalnya akan bertambah untuk pertanian besar yang memiliki lebih banyak kekuatan investasi dan insentif yang lebih baik untuk mendigitalkan. Konektivitas menjanjikan survei lahan besar yang lebih mudah, dan biaya tetap pengembangan solusi IoT lebih mudah diimbangi di fasilitas produksi besar daripada di pertanian keluarga kecil.

Tanaman seperti sereal, biji-bijian, buah-buahan, dan sayuran akan menghasilkan sebagian besar nilai yang kami identifikasi, untuk alasan yang sama. Konektivitas memungkinkan lebih banyak kasus penggunaan di sektor ini daripada di daging dan susu, karena ukuran rata-rata peternakan yang besar, konsolidasi pemain yang relatif lebih tinggi, dan penerapan teknologi terhubung yang lebih baik, karena jaringan IoT secara khusus disesuaikan dengan pemantauan statis banyak variabel.

Menarik juga untuk dicatat bahwa Asia harus mengumpulkan sekitar 60 persen dari total nilai hanya karena menghasilkan volume panen terbesar (lihat bilah samping “Tentang penelitian kasus penggunaan”).

Kasus penggunaan 1: Pemantauan tanaman

Konektivitas menawarkan berbagai cara untuk meningkatkan pengamatan dan perawatan tanaman. Mengintegrasikan data cuaca, irigasi, nutrisi, dan sistem lainnya dapat meningkatkan penggunaan sumber daya dan meningkatkan hasil dengan mengidentifikasi dan memprediksi kekurangan secara lebih akurat.

Misalnya, sensor yang digunakan untuk memantau kondisi tanah dapat berkomunikasi melalui LPWAN, mengarahkan alat penyiram untuk menyesuaikan aplikasi air dan nutrisi. Sensor juga dapat mengirimkan citra dari sudut-sudut ladang yang terpencil untuk membantu petani dalam membuat keputusan yang lebih tepat dan lebih tepat waktu serta mendapatkan peringatan dini tentang masalah seperti penyakit atau hama.

Pemantauan cerdas juga dapat membantu petani mengoptimalkan jendela panen. Memantau tanaman untuk karakteristik kualitas — katakanlah, kadar gula dan warna buah — dapat membantu petani memaksimalkan pendapatan dari tanaman mereka.

Sebagian besar jaringan IoT saat ini tidak dapat mendukung transfer citra antar perangkat, apalagi analisis citra otonom, juga tidak dapat mendukung jumlah dan kepadatan perangkat yang cukup tinggi untuk memantau bidang besar secara akurat.
Narrowband Internet of Things (NB-IoT) dan 5G berjanji untuk menyelesaikan masalah bandwidth dan kepadatan koneksi ini. Penggunaan koneksi yang lebih banyak dan lebih lancar antara tanah, peralatan pertanian, dan manajer pertanian dapat membuka nilai $130 miliar hingga $175 miliar pada tahun 2030.

Kasus penggunaan 2: Pemantauan ternak

Mencegah wabah penyakit dan menemukan hewan dalam kesulitan sangat penting dalam pengelolaan ternak skala besar, di mana sebagian besar hewan dibesarkan dalam jarak dekat dengan rejimen yang memastikan mereka bergerak dengan mudah melalui sistem pemrosesan yang sangat otomatis.

Sensor tubuh yang mengukur suhu, denyut nadi, dan tekanan darah, di antara indikator lainnya, dapat mendeteksi penyakit sejak dini, mencegah infeksi kawanan, dan meningkatkan kualitas makanan. Petani sudah menggunakan teknologi penanda telinga dari penyedia seperti Smartbow (bagian dari Zoetis) untuk memantau panas, kesehatan, dan lokasi sapi, atau teknologi dari perusahaan seperti Allflex untuk menerapkan pelacakan elektronik komprehensif jika terjadi wabah penyakit.

Demikian pula, sensor lingkungan dapat memicu penyesuaian otomatis dalam ventilasi atau pemanasan di lumbung, mengurangi kesusahan dan meningkatkan kondisi kehidupan yang semakin mengkhawatirkan konsumen. Pemantauan yang lebih baik terhadap kesehatan hewan dan kondisi pertumbuhan dapat menghasilkan nilai $70 miliar hingga $90 miliar pada tahun 2030.

Kasus penggunaan 3: Manajemen gedung dan peralatan

Keripik dan sensor untuk memantau dan mengukur tingkat silo dan gudang dapat memicu pemesanan ulang otomatis, mengurangi biaya inventaris bagi petani, yang banyak di antaranya sudah menggunakan sistem seperti itu dari perusahaan seperti Blue Level Technologies.

Alat serupa juga dapat meningkatkan umur simpan input dan mengurangi kehilangan pasca panen dengan memantau dan mengoptimalkan kondisi penyimpanan secara otomatis. Pemantauan kondisi dan penggunaan gedung dan peralatan juga berpotensi mengurangi konsumsi energi.

Visi komputer dan sensor yang terpasang pada peralatan dan terhubung ke sistem pemeliharaan prediktif dapat mengurangi biaya perbaikan dan memperpanjang masa pakai mesin dan peralatan. Solusi tersebut dapat mencapai penghematan biaya sebesar $40 miliar hingga $60 miliar pada tahun 2030.

Kasus penggunaan 4: Bertani dengan drone

Pertanian telah menggunakan drone selama sekitar dua dekade, dengan petani di seluruh dunia mengandalkan pionir seperti helikopter kendali jarak jauh RMAX Yamaha untuk membantu penyemprotan tanaman. Sekarang drone generasi berikutnya mulai berdampak pada sektor ini, dengan kemampuan untuk mensurvei tanaman dan ternak di area yang luas dengan cepat dan efisien atau sebagai sistem relai untuk mengangkut data real-time ke peralatan dan instalasi lain yang terhubung.

Drone juga dapat menggunakan visi komputer untuk menganalisis kondisi lapangan dan memberikan intervensi yang tepat seperti pupuk, nutrisi, dan pestisida di mana tanaman paling membutuhkannya. Atau mereka dapat menanam benih di lokasi terpencil, menurunkan biaya peralatan dan tenaga kerja. Dengan mengurangi biaya dan meningkatkan hasil, penggunaan drone dapat menghasilkan nilai antara $85 miliar dan $115 miliar.

Kasus penggunaan 5: Mesin pertanian otonom

Kontrol GPS yang lebih presisi yang dipasangkan dengan visi komputer dan sensor dapat memajukan penerapan mesin pertanian yang cerdas dan otonom. Petani dapat mengoperasikan berbagai peralatan di lahan mereka secara bersamaan dan tanpa campur tangan manusia, sehingga menghemat waktu dan sumber daya lainnya.

Alat berat otonom juga lebih efisien dan presisi dalam bekerja di lapangan daripada yang dioperasikan oleh manusia, yang dapat menghasilkan penghematan bahan bakar dan hasil yang lebih tinggi. Meningkatkan otonomi mesin melalui konektivitas yang lebih baik dapat menciptakan nilai tambah sebesar $50 miliar hingga $60 miliar pada tahun 2030.

Sumber nilai tambahan

Teknologi yang terhubung menawarkan manfaat tambahan tidak langsung, yang nilainya tidak termasuk dalam perkiraan yang diberikan dalam kasus penggunaan ini. Industri pertanian global sangat terfragmentasi, dengan sebagian besar tenaga kerja dilakukan oleh pemilik pertanian individu.

Khususnya di Asia dan Afrika, hanya sedikit pertanian yang mempekerjakan pekerja luar. Di pertanian seperti itu, adopsi solusi konektivitas harus membebaskan waktu yang signifikan bagi petani, yang dapat mereka gunakan untuk menanami lahan tambahan untuk membayar atau mengejar pekerjaan di luar industri.

Kami menemukan nilai penerapan konektivitas canggih di peternakan ini untuk mencapai efisiensi tenaga kerja seperti itu mewakili hampir $120 miliar, sehingga nilai total konektivitas yang ditingkatkan dari hasil langsung dan tidak langsung menjadi lebih dari $620 miliar pada tahun 2030.

Sejauh mana nilai ini akan diperoleh , bagaimanapun, sebagian besar bergantung pada cakupan konektivitas tingkat lanjut, yang diperkirakan cukup rendah, sekitar 25 persen, di Afrika dan bagian Asia dan Amerika Latin yang lebih miskin. Mencapai jumlah pengadopsi kritis yang diperlukan untuk membuat kasus bisnis untuk menyebarkan konektivitas canggih juga akan lebih sulit di wilayah tersebut, di mana pertanian lebih terfragmentasi daripada di Amerika Utara dan Eropa.