Mengintegrasikan kecerdasan buatan ke dalam sistem kontrol lingkungan saat ini dapat mengurangi konsumsi energi untuk pertanian dalam ruangan hingga 25% – berpotensi membantu memberi makan dunia seiring meningkatnya populasinya, demikian temuan para insinyur Cornell.
“Jika kita menggabungkan AI ke dalam pabrik tanaman pertanian – pertanian dalam ruangan berskala besar dengan pencahayaan dan kontrol iklim yang lengkap – di seluruh dunia, kita dapat memfasilitasi fotosintesis, transpirasi, dan respirasi tanaman di gedung-gedung ini,” kata Benjamin Decardi-Nelson, seorang peneliti pascadoktoral di laboratorium Fengqi You, Profesor Roxanne E. dan Michael J. Zak dalam Teknik Sistem Energi di Cornell Engineering. “Kita dapat mengharapkan pengurangan energi yang substansial sekaligus meningkatkan efisiensi dan penghematan sumber daya yang berharga.”
Penelitian mereka, “Kecerdasan Buatan Dapat Mengatur Sistem Cahaya dan Iklim untuk Mengurangi Penggunaan Energi di Pabrik dan Mendukung Produksi Pangan Berkelanjutan,” diterbitkan pada 9 September di Makanan Alami“Sistem pengendalian lingkungan yang ada saat ini tidak cukup cerdas,” kata You, yang merupakan salah satu direktur Cornell Institute for Digital Agriculture dan salah satu direktur Cornell University AI for Science Institute.
Ventilasi dapat mengurangi penggunaan energi tetapi mempersulit pertumbuhan tanaman dengan memengaruhi kadar karbon dioksida dan keseimbangan kelembapan. Alat AI dapat membantu metode pengaturan dengan mempertimbangkan kriteria ini. “Kecerdasan buatan menawarkan solusi yang menjanjikan dengan mengelola beberapa kompleksitas,” kata Decardi-Nelson.
Dengan menggunakan teknik AI seperti pembelajaran penguatan mendalam dan pengoptimalan komputasional, para ilmuwan menganalisis selada yang dibudidayakan di fasilitas pertanian dalam ruangan di delapan lokasi berbeda – Los Angeles, Chicago, Miami, Seattle, Milwaukee, Phoenix, Fargo, North Dakota, dan Ithaca, New York di seluruh AS – serta Reykjavík, Islandia, dan Dubai, Uni Emirat Arab.
AI mengurangi penggunaan energi dengan mengoptimalkan sistem pencahayaan dan pengaturan iklim. Penggunaan energi turun menjadi 6,42 kilowatt jam per kilogram berat segar (energi yang dibutuhkan atau digunakan untuk memproduksi satu kilogram selada yang ditanam di dalam ruangan) dari 9,5 kilowatt jam per kilogram berat segar, di tempat-tempat yang menggunakan teknologi non-AI. Para peneliti menemukan bahwa untuk daerah yang lebih hangat, seperti Dubai atau iklim selatan AS, AI mengurangi penggunaan energi menjadi 7,26 kilowatt jam per kilogram berat segar, turun dari 10,5 kilowatt jam per kilogram berat segar.
Ventilasi rendah selama periode terang (16 jam simulasi sinar matahari) dan ventilasi tinggi selama periode gelap (delapan jam simulasi malam) memberikan solusi hemat energi untuk kadar karbon dioksida dalam ruangan yang optimal untuk fotosintesis, oksigen untuk respirasi dan pertumbuhan tanaman, serta menyeimbangkan kebutuhan ventilasi lainnya.
“Ini adalah konsep yang sangat mirip dengan rumah pintar,” kata You. “Kita ingin merasa nyaman di rumah sambil mengurangi penggunaan energi; begitu pula tanaman pangan. Pekerjaan ini berfokus pada sistem pintar untuk membuat produksi pangan menjadi optimal, berkelanjutan, dan mengurangi jejak karbon. Itulah yang dilakukan AI dengan sangat baik. Kita dapat menghemat cukup banyak jika kita menggunakan AI untuk mengoptimalkan pencahayaan buatan dan sistem energi lainnya dengan cermat.”
Dengan menyederhanakan operasi menggunakan AI untuk mengurangi konsumsi energi, pertanian dalam ruangan menjadi layak, kata Decardi-Nelson, bahkan di wilayah dengan peluang penghematan energi yang terbatas.
“Dengan menyelaraskan teknologi sistem kontrol lingkungan dengan biologi tanaman secara strategis,” kata Decardi-Nelson, “energi dapat dihemat menggunakan ventilasi sambil meminimalkan limbah karbon dioksida dan mempertahankan kondisi pertumbuhan yang ideal.”
Dukungan finansial untuk penelitian ini diberikan oleh Departemen Pertanian AS (Institut Pangan dan Pertanian Nasional); Dewan Riset Ilmu Pengetahuan Alam dan Teknik Kanada; dan Beasiswa Pascadoktoral Eric dan Wendy Schmidt AI dalam Sains (Cornell). Anda adalah seorang peneliti senior di Cornell Atkinson Center for Sustainability.
Sumber: Universitas Cornell
Awalnya diterbitkan: https://www.verticalfarmdaily.com/article/9657569/us-cornell-study-finds-ai-can-slash-indoor-farming-energy-use-by-25/?utm_medium=email