SUB TEMA
Teknologi
PENYUSUN
Arif Pawoko dan Regina Julia Ardi
UNIVERSITAS
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
Pendahuluan
Peningkatan kesadaran masyarakat tentang bahaya akibat pemakaian bahan kimia pada produk pertanian yang didukung oleh perkembangan trend gaya hidup sehat dengan slogan “back to nature” menyebabkan permintaan produk pertanian organik dan ramah lingkungan semakin meningkat. Berdasarkan hasil survey sejak tahun 2013 hingga 2018 perkembangan luas areal sektor pertanian organik di Indonesia mengalami peningkatan sebesar 383% (Firman dkk, 2020). Hal ini menunjukan produktivitas sayuran organik diprediksi akan meningkat seiring dengan banyaknya permintaan pasar, sehingga peluang ini dapat dimanfaatkan oleh pelaku usaha pertanian untuk memenuhi kebutuhan konsumen.
Disisi lain meningkatnya laju pertumbuhan penduduk di Indonesia mengakibatkan penggunaan sumberdaya lahan yang terus berkembang. Hal ini berdampak pada alih fungsi lahan antar sektor. Kamilah (2013) menjelaskan bahwa sektor lahan industri dan perumahan memiliki nilai yang jauh lebih tinggi dibandingkan nilai lahan pertanian. Hal tersebut disebabkan oleh manfaat ekonomi yang diterima pada lahan pertanian lebih sedikit dan lebih mudah dialihfungsikan menjadi lahan pabrik industri, kantor dan perumahan yang memberikan keuntungan ekonomi jauh lebih besar, sehingga dibutuhkan solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut. Salah satu model urban agriculture yang dapat diterapkan di lahan terbatas dan sedang berkembang di kalangan masyarakat adalah Wolkaponik yang merupakan modifikasi teknologi akuakultur, wall gardening, dan hidroponik. Kelebihan wolkaponik dibandingkan dengan sistem lainnya adalah adanya perpaduan budidaya sayuran dan ikan sekaligus dalam skala pekarangan lahan sempit. Selain itu pelaku usaha tidak perlu menggunakan pupuk kimia untuk membudidaya sayur karena kotoran ikan yang dihasilkan akan diproses secara biokimia oleh zeolite menjadi nutrisi alami bagi tanaman. Akan tetapi sistem
maintenance dan cara kerja wolkaponik belum banyak dikenal dan diketahui masyarakat. Hal ini dikarenakan belum berkembangnya media pengenalan sistem wolkaponik. Dengan begitu, perlu dikembangkan sebuah media yang mampu mengenalkan model pertanian wolkaponik secara luas.
Perkembangan teknologi, mulai menghadirkan inovasi tepat guna augmented reality (AR). Implementasi teknologi AR dalam bidang edukasi pertanian dapat memudahkan pelaku agripreneur untuk mempelajari jenis usahanya secara mudah. Cukup dengan selembar kertas yang apabila disorot oleh smartphone akan langsung menampilkan penjelasan produk di layar smartphone tersebut. Selain itu, kehadiran IoT (Internet of Things) telah mengubah cara kita berinteraksi dengan pekerjaan melalui konektivitas perangkat elektronik. Dalam konteks monitoring dan kontrol sistem pertanian, IoT memiliki potensi besar untuk meningkatkan efisiensi, produktivitas, dan fleksibilitas kerja jarak jauh. Gagasan penerapan teknologi AR dan IoT pada sistem pertanian wolkaponik sangatlah konkrit dan realistis dalam mendukung keberlanjutan implementasi.
Berdasarkan latar belakang tersebut, dengan melihat urgensi edukasi dan kegiatan maintenance sistem wolkaponik untuk menciptakan model urban farming yang berkelanjutan, penulis berinovasi menghadirkan rancangan aplikasi Paw.id yang memanfaatkan teknologi AR sebagai sarana edukasi dan fitur maintenance berbasis IoT. Kehadiran ide ini diharapkan dapat berkontribusi dalam menyongsong Indonesia emas 2045 dalam aspek kemandirian pangan dan pengembangan pertanian yang berkelanjutan melalui adopsi teknologi tepat guna.
Pembahasan
Paw.id merupakan aplikasi edukasi pertanian berbasis augmented reality yang terintegrasi dengan program maintenance pada model Wolkaponik melalui perangkat IoT. Rancangan aplikasi Paw.id berisi tentang bagaimana cara menerapkan wolkaponik, sistem pemeliharaan wolkaponik, serta fitur kontrol dan monitor sistem perairan wolkaponik yang dapat diakses melalui gawai. Pada dasarnya pemberian edukasi digital memerlukan media perangkat mobile smartphone. Berdasarkan hasil survei Badan Pusat Statistik (BPS), pada tahun 2022 sebanyak 67,88% penduduk Indonesia telah menggunakan smartphone yang di dominasi oleh remaja dan kalangan dewasa. Data tersebut menunjukan bahwa pengembangan aplikasi edukasi yang terintegrasi dengan sistem maintenance wolkaponik, merupakan terobosan yang sangat efektif dan efisien mengingat penggunaan teknologi smartphone yang telah mendominasi saat ini.
Gambar 1. Overview produk (Sumber: Penulis)
Dalam memvisualisasi proses fabrikasi dan budidaya sistem wolkaponik, digunakan teknologi AR yang dapat memberikan gambaran secara tiga dimensi. AR merupakan sebuah teknologi yang menggabungkan benda maya ke dalam lingkungan nyata melalui sistem terkomputasi sehingga objek maya yang terproyeksikan akan terlihat seperti nyata dalam 3 dimensi (Roedavan, 2014). Visualisasi 3 dimensi yang dimiliki oleh AR dapat digunakan untuk perancangan suatu objek dan simulasi kinerja alat yang dapat menunjang kegiatan bisnis dan wirausaha (Mustaqim & Nanang, 2017) Dalam industri pemasaran, teknologi augmented reality dapat digunakan sebagai sarana promosi yang lebih efektif dibandingkan dengan media konvensional karena AR dinilai lebih fleksibel, modal low budget, dan imajinatif (Dewi & Ikbal, 2022). Hal tersebut mengindikasikan bahwa pemanfaatan AR dibidang pemasaran sangatlah potensial untuk dikembangkan sehingga dapat diimplementasikan dalam bidang agribisnis.
Penelitian dilakukan di Taman Nasional Bukit Barisan Selatan pada bulan Desember 2022. Penelitian ini menggunakan perangkat lunak Smart PLS 4.0 dan alat seperti laptop Lenovo G40- 30, perangkat lunak kuesioner, serta perangkat lunak Microsoft Office 2010. Data dikumpulkan melalui wawancara terhadap 62 responden dan melalui studi literatur dari laporan hasil kegiatan, peraturan, penelitian terkait, dan jurnal yang relevan. Analisis data menggunakan pendekatan pemodelan Structural Equation Modelling (SEM) untuk menguji pengaruh masing-masing variabel terhadap yang lain. Pengembangan fitur AR pada aplikasi Paw.id, dilakukan melalui dua tahapan yaitu pembuatan markerless augmented reality menggunakan software Vuforia dan pemrograman android menggunakan software Unity 3D. Adapun diagram alir pengembangan fitur AR pada aplikasi Agronc.id adalah sebagai gambar 1.
Gambar 2. Diagram pengembangan fitur AR aplikasi Paw.id (Sumber: Penulis) Pada pengembangan fitur AR, objek edukasi yang dihadirkan pada aplikasi Paw.id mencakup prosedur instalasi serta cara kerja dan pemeliharaan. Adapun gambaran fitur AR sebagai media edukasi pada Paw.id adalah sebagai berikut.
Gambar 3. Fitur Augmented Reality Aplikasi Paw.id (Sumber: Penulis)
Terdapat 3 topik utama yang diusung dalam fitur edukasi yaitu prosedur instalasi, cara kerja, dan rekomendasi pemeliharaan. Untuk mengetahui gambaran umum mengenai wolkaponik, aplikasi paw.id menghadirkan edukasi prosedur instalasi dan cara kerja sistem dengan pembahasan mengenai ukuran instalasi, komponen instalasi, susunan instalasi, dan simulasi kerja dari sistem wolkaponik secara 3 dimensi. Selain itu, terdapat pembahasan mengenai pemilihan jenis sayuran dan ikan dan rekomendasi pemberian pakan ikan yang efektif. Melalui fitur edukasi ini, diharapkan pelaku usaha maupun pemilik wolkaponik tidak kebingungan dengan bagaimana cara berbisnis kreatif di lahan sempit dengan wolkaponik, melalui aplikasi Paw.id.
Selain menjadi aplikasi edukasi, Paw.id dilengkapi dengan fitur maintenance pada sistem wolkaponik. Saat ini penggunaan IoT telah banyak diaplikasikan pada berbagai bidang seperti bisnis, industri, bahkan pertanian salah satunya adalah sistem urban farming. Rahmanto dkk (2020) telah berhasil memanfaatkan sistem IoT pada sistem akuaponik, dimana user dapat memantau kondisi air melalui suatu web yang telah diprogram dan diintegrasikan dengan berbagai sensor. Penerapan IoT pada sistem wolkaponik mampu meningkatkan efisiensi pemantauan kualitas air yang berpengaruh pada mutu sayuran dan komoditas ikan yang dihasilkan. Beberapa parameter yang menjadi indikasi kualitas air meliputi pH, TDS, dan kadar oksigen. Adapun perancangan sistem monitoring IoT terintegrasi aplikasi Paw.id adalah seperti gambar 4.
Gambar 4. Model Maintenance Sistem Wolkaponik (Sumber: Penulis)
Fitur monitoring aplikasi Paw.id akan membaca nilai pH, TDS, dan BOD dari sensor pada sistem perairan wolkaponik yang terhubung pada rangkaian IoT secara realtime. Ketika salah satu parameter menunjukan nilai yang tidak ideal bagi tanaman dan ikan, user dapat mengontrol dengan mengaktifkan fitur “netralkan” untuk memberikan tindakan pada sistem wolkaponik. Fitur kontrol pH dapat dilakukan ketika pH air berada dalam kondisi yang terlalu asam atau basa. Perubahan pH terjadi karena tingginya kadar amonia feses ikan belum di daur menjadi nitrit dan nitrat oleh zeolit. Tindakan kontrol untuk pH dilakukan melalui penambahan buffer berupa garam fosfat pada air wolkaponik. Penambahan buffer akan otomatis berhenti Ketika pH yang terbaca pada sistem berada pada nilai yang ideal 6,8-8,1. Selain pH, Parameter TDS digunakan sebagai indikasi padatan pakan ikan yang terlarut dalam air. Semakin rendah TDS maka semakin rendah ketersediaan pakan pada kolam ikan. Fitur kontrol pemberian pakan dapat dilakukan secara otomatis ketika nilai TDS kurang dari 200 ppm melalui storage pakan yang terhubung pada relay. Kemudian untuk mengetahui kelayakan air, digunakan sensor BOD untuk mengukur kadar oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme air untuk mendekomposisi bahan organik yang terlarut. Fitur pengurasan otomatis dilakukan apabila air sudah kurang layak dengan kadar oksigen rendah dan organisme lain yang tinggi melalui integrasi relay pada IoT yang membuka valve pengurasan pada bak ikan. Valve akan tertutup ketika sensor water level bernilai nol atau air pada bak sudah habis dan akan terisi kembali secara otomatis.
Tinjauan aspek keberlanjutan menunjukkan bahwa sistem wolkaponik lebih efisien daripada sistem lainnya dan dapat menghasilkan dua komoditas hasil panen sekaligus, yaitu sayuran dan ikan. Nutrisi yang digunakan pada tanaman berasal dari feses dan urin budidaya ikan melalui proses nitratasi. Amonia yang terkonversi menjadi nutrisi tanaman menyebabkan air yang mengalir pada sistem resirkulasi menjadi bersih secara alami. Adapun keunggulan beberapa jenis urban farming pada tabel 1 adalah sebagai berikut yang ditinjau dari beberapa aspek.
Tabel 1. Keunggulan Jenis Urban Farming (Sumber: Penulis) Dari ketiga jenis urban farming masing-masing memiliki kelebihan dan juga keunggulannya masing-masing. Ditinjau dari efisiensi sumber daya dan produktivitas serta estetika wolkaponik memiliki keunggulan yang lebih dibandingkan dengan dua jenis urban farming lainnya. Bentuk tanaman dari wolkaponik yang estetik dengan susunan bertingkat menjadikan bentuk tanaman ini lebih kokoh dan hemat akan lahan tanam.
Dari segi ekonomis, apabila instalasi wolkaponik dipatok dengan harga Rp1.000.000 dengan kapasitas produksi 50 ikat sayuran organik dan 10 kg ikan nila, maka dari hasil budidaya sayur dan ikan akan mendapatkan pendapatan sekitar Rp750.000 setiap bulannya. Pembuatan lahan wolkaponik dengan akumulasi panjang 1,75 meter, lebar 1,5 meter, dan tinggi 1,5 meter dapat mencapai target kapasitas produksi panen. Dengan begitu, kebutuhan lahan instalasi wolkaponik yang tidak terlalu memakan tempat dan ramah lingkungan serta hasil panen yang cukup melimpah dapat memberikan kesejahteraan masyarakat lokal. Melalui aplikasi Paw.id, kegiatan budidaya sayuran organik dan ikan pada wolkaponik sangat mudah dilakukan. Adopsi teknologi AR dan IoT memainkan peranan penting dalam memberikan panduan budidaya wolkaponik serta aktivitas maintenance sistem pakan dan perairan wolkaponik. Sehingga, dengan adanya inovasi ini diharapkan mampu memberikan kontribusi dalam mewujudkan gagasan ketahanan pangan dan pertanian maju untuk menyongsong Indonesia emas 2045 dalam aspek pengembangan ekonomi masyarakat lokal.
Penutup
Paw.id merupakan aplikasi yang mengkombinasikan teknologi augmented reality sebagai fitur edukasi dan IoT sebagai fitur maintenance pada model pertanian wolkaponik. Adopsi augmented reality pada aplikasi Paw.id dapat memberikan edukasi mengenai panduan budidaya pertanian wolkaponik secara visual tiga dimensi yang mudah dipahami oleh pengguna. Pemanfaatan IoT dalam sistem wolkaponik yang terintegrasi dengan aplikasi Paw.id dapat menguntungkan pelaku usaha karena dapat melakukan aktivitas monitoring dan kontroling secara efisien, fleksibel, dan dapat dilakukan pada jarak jauh. Wolkaponik menjadi alternatif model urban farming yang memiliki ekonomis lebih tinggi dibandingkan sistem pertanian lainya karena mengkombinasikan akuakultur, wall gardening, dan hidroponik yang menghasilkan produk pertanian organik bebas bahan kimia. Oleh karena kehadiran gagasan aplikasi Paw.id diharapkan dapat mendukung realisasi pengembangan wolkaponik pada kalangan masyarakat, sehingga kedepannya dapat terwujud pertanian yang lebih maju melalui adopsi teknologi tepat guna.
Daftar Pustaka
Badan Pusat Statistik. 2022. Statistik Telekomunikasi Indonesia 2022. www.bps.go.id
Dewi, A. F., & Ikbal, M. 2022. Perancangan Augmented Reality (AR) sebagai Media Promosi Objek Wisata Berbasis Android. Infotek: Jurnal Informatika dan Teknologi. Vol. 1, pp. 179-186.
Kamilah A. 2013. Analisis Ekonomi Alih Fungsi Lahan Pertanian di Kota Bekasi: Kasus Kecamatan Bekasi Utara dan Gebang. CEFARS: Jurnal Agribisnis dan Pengembangan Wilayah. Vol. 5/1, pp. 36-49.
Mustaqim, I., & Kurniawan, N. 2017. Pengembangan augmented reality sebagai media pembelajaran pengenalan komponen pneumatik di SMK. Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan. Vol. 14, No. 2.
Notoatmodjo, S. 2003. Pendidikan Dan Perilaku Kesehatan. Rineka Cipta.
Jakarta.
Rahmanto, Yuri., Rifaini, A., Samsugi, S., dan Riskiono, S. D. 2020. Sistem Monitoring pH Air Pada Aquaponik Menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno. Jurnal Teknologi dan Sistem Tertanam. Vol. 1, No. 1, pp. 23–28.