BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Potensi buah jeruk termasuk jeruk lemon secara nasional amat besar. Rukmana dan Oesman (2001) menyatakan sebelum tahun 1970 Indonesia pernah berjaya sebagai produsen jeruk, yang akhirnya wabah Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD) menghancurkan tanaman jeruk di berbagai sentrum produksi potensial.
Jeruk lemon sebenarnya bukan merupakan tanaman asli Indonesia. Rukmana dan Oesman (2001) menyatakan bahwa dari beberapa literatur disebutkan bahwa jeruk lemon berasal dari Birma (sekarang Myanmar) Utara dan Cina Selatan. Namun pada abad ke-11 sampai dengan 13, tanaman jeruk lemon ini dibawa oleh orang-orang Arab ke Afrika dan Eropa. Dengan semakin banyaknya pihak yang meminati, dalam perkembangan selanjutnya jeruk lemon dibudidayakan juga di Spanyol, Italia, Sisilia, dan Siprus, lalu juga dikembangkan di California (Amerika Serikat), kepulauan Hindia Barat, dan Argentina .
Di Indonesia sendiri jeruk lemon dikenal oleh masyarakat penggemar tanaman sekitar tahun 1980-an. Tanaman jeruk lemon biasanya dimanfaatkan sebagai tanaman hias dalam pot atau ditanam di pekarangan. Daya tarik jeruk lemon terletak pada perpaduan antara bentuk buah dan warnanya, serta kemampuan berbuah yang terus menerus tanpa mengenal musim, sehingga banyak pihak yang membudidayakan tanaman jeruk lemon baik di dalam pot maupun di alam bebas.
Jeruk lemon yang buahnya berwarna kuning memiliki karakteristik warna yang cukup unik. Perbedaan warna antara buah dan latar belakangnya merupakan fenomena yang menarik untuk diteliti dan dapat digunakan sebagai alat bantu untuk pemanenan persis seperti pemanenan dengan visual mata manusia.
Pemanfaatan buah jeruk lemon amatlah luas, selain dikonsumsi secara langsung juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pewangi ruangan. Permintaan produk jeruk dari luar negeri terus meningkat, hal ini ditunjukkan dari data ekspor jeruk pada Tabel 1 yang menunjukkan peningkatan dari tahun 1997
hingga tahun 2000. Selanjutnya dari data ekspor jeruk mulai tahun 2002, 2003, 2004, dan 2005 berturut-turut adalah : (331221, 591195, 591195, 690683) kg (Pusdatin, 2006a).
Tabel 1 Volume Ekpor Jeruk Tahun 1998-2000 (dalam kg)
No Jenis Volume (kg) 1997 1998 1999 2000 Fresh - Lemon 132149 108386 444223 537516 - Mandarin - - 10887 32626 - Citrus fruit - - 9463 1346 1 Subtotal 132149 108386 464573 571488 Dried - Lemon 12516 3,8 32171 5650 - Mandarin - - - 4275 2 Subtotal 12516 3,8 32171 9925 Miccelaneous
- Citrus fruit otherwise prepered for preserved
3375 52416 21455 37795 Subtotal 3375 52416 21455 37795 3
Total 148040 164602 518199 619208 ( Sumber : Vademikum Jeruk Direktorat Jenderal Bina Produksi Hortikultura
Tahun 2002, diolah )
Kebutuhan konsumsi jeruk di dalam negeri juga mengalami peningkatan, hal ini terlihat dari peningkatan impor dari tahun tahun 1998 hingga tahun 2000 seperti ditunjukkan pada Tabel 2. Selanjutnya dari data impor jeruk mulai tahun 2002, 2003, 2004, dan 2005 berturut-turut adalah : (51813633, 27341506, 59564074, 165670303) kg (Pusdatin, 2006b).
Besarnya potensi jeruk lemon perlu diiringi dengan pengembangan metode dan teknik pemanenan produk tersebut. Hal ini untuk mengantisipasi peningkatan permintaan terhadap mutu dari produk hasil pemanenan tersebut, karena pemanenan merupakan salah satu aspek yang mempengaruhi mutu akhir dari produk pertanian.
Menurut Kondo dan Ting (1998) ada beberapa alasan mengapa pemanenan dengan manipulator (bioproduction robot) diperlukan, yaitu antara lain : operasi pertanian cenderung bersifat monoton dan tidak sesuai dengan sifat
manusia, meningkatnya biaya buruh, dan meningkatnya kebutuhan akan kualitas produksi pertanian.
Tabel 2 Volume Impor Jeruk Tahun 1998-2000 (dalam kg) Volume (kg) No Jenis Jeruk 1998 1999 2000 Fresh - Lemon 177843 161939 152712 - Mandarin 17430.519 27089.723 59619.536 - Orange 6181.374 7392.631 19438.082 - Other citrus 117 36 6817 - Citrus fruit 24771 8312 8224 1 Subtotal 226342.893 204769.354 246810.618 Dried - Lemon 81 - 2218 - Mandarin 17046 - 20106 - Orange 3681 5801 71964 - Other citrus dried - 10168 2163 2 Subtotal 53937 16168 96451 Miccelaneous 27935 32120 60093 4 Subtotal 27935 32120 60093 Total 308214.893 253057.354 403354.618
( Sumber : Vademikum Jeruk : Direktorat Jenderal Bina Produksi Hortikultura Tahun 2002, diolah )
Metode pemanenan dengan robot merupakan salah satu cara untuk mengantisipasi kebutuhan akan peningkatan kualitas produk dan kekurangan sumber daya manusia di masa depan. Namun demikian, robot pertanian memiliki kompleksitas yang lebih tinggi dibanding dengan robot industri. Ryuh et al. (1995) dalam Subrata (1998) menyatakan hal ini disebabkan karena lingkungan pertanian memiliki keragaman dan kompleksitas yang tinggi akibat banyaknya kendala -kendala seperti buah yang belum matang, cabang-cabang, dan daun.
Robot untuk aplikasi di bidang pertanian tidak semudah di bidang industri. Seminar (2000) menyatakan kesulitan dalam pemecahan masalah pertanian diakibatkan oleh kenyataan ala mi bahwa sumberdaya utama pertanian
(mikroorganisme, tanaman, hewan, buah-buahan, dan sayuran) merupakan suatu sistem kehidupan (biosystem) yang bersifat kompleks. Hal ini sangat berbeda dengan sistem non-bio (non life system) yang sifatnya lebih sederhana.
Pengembangan sistem berbasis komputer merupakan keniscayaan agar diperoleh hasil yang obyektif dan akurat. Seminar (2000) menyatakan komputer digunakan terutama untuk pengolahan dan manipulasi data secara cepat, akurat, dan obyektif dengan perilaku yang dapat diubah dan diperbaharui sesuai kebutuhan.
Dengan dasar pemikiran bahwa dunia semakin berkembang ke arah kemajuan, maka untuk negara maju yang tenaga kerjanya juga semakin mahal, pengembangan metode pemanenan dengan menggunakan manipulator robot pemanen merupakan hal yang patut dipertimbangkan.
Berdasar alasan tersebut di atas, maka permasalahan dalam bidang pemanenan dapat diangkat menjadi sebuah topik penelitian. Salah satu aspek penting dari pemanenan dengan robot adalah pengembangan sistem deteksi yang dapat digunakan oleh robot untuk mengenali buah jeruk lemon yang akan dipanen yang juga merupakan fokus dari penelitian ini.
Pengertian mendeteksi di sini adalah sistem dapat memisahkan antara buah jeruk lemon dan latar belakangnya selanjutnya sistem dapat menentukan posisi tiga dimensi dari buah jeruk lemon yang telah terdeteksi tadi. Sedangkan buah jeruk lemon yang dideteksi adalah buah jeruk lemon dengan usia ≥ 120 hari setelah bunga mekar (hsbm.). Artinya buah jeruk lemon yang akan dipane n ini memiliki umur petik 120 hsbm.
Menurut beberapa informasi dari beberapa petani pembudidaya jeruk lemon di Bogor dan sekitarnya, pemanfaatan buah jeruk lemon usia ≥ 120 hsbm dapat digunakan untuk konsumsi langsung ataupun untuk industri pengolahan se perti pembuatan sabun pembersih, pewangi ruangan, sari buah jeruk lemon, dan lainnya.
Meskipun penelitian ini merupakan penelitian perintis namun justru hasil penelitian ini dapat digunakan dan dikembangkan sebagai landasan pemanenan dengan robot. Hal ini dikarenakan inti dari pemanenan dengan menggunakan robot adalah kemampuan dari sistem deteksi robot untuk mengenali obyek panen
itu sendiri. Pada akhirnya hasil dari penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan industri perkebunan jeruk lemon.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan sistem deteksi buah jeruk lemon pada tanamannya menggunakan kamera yang hasilnya dapat dimanfaatkan untuk manipulator robot pemanen buah jeruk lemon. Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, dilakukan beberapa tahap penelitian yang mempunyai tujuan spesifik, yaitu :
1). Mempelajari, mengkaji, dan menganalisis karakteristik dan keterkaitan antara sinyal-sinyal warna merah (R), hijau (G), biru (B), dan komponen warna lain, seperti indeks warna merah (r), indeks warna hijau (g), indeks warna biru (b), serta komponen warna hue (H), saturasi (S), dan intensitas (I) yang dipantulkan oleh buah jeruk lemon 120 hari setelah bunga mekar (hsbm.) pada tanamannya.
2). Mengembangkan metode dan algoritma untuk mengeliminasi latar belakang tanaman jeruk lemon tersebut, sehingga buah jeruk lemon yang siap panen pada tanamannya dapat terdeteksi keberadaannya.
3). Mengembangkan metode kalibrasi sensor kamera yang dapat digunakan sebagai sarana untuk mengembangkan formula penentuan posisi tiga dimensi obyek.
4) Melakukan validasi formula penentuan posisi tiga dimensi dari obyek.
5) Mendapatkan formulasi yang dapat diterapkan untuk penentuan posisi tiga dimensi buah jeruk lemon pada tanamannya
6) Menguji dan mengeva luasi sistem deteksi posisi tiga dimensi buah jeruk lemon pada tanamannya.
C. Manfaat Penelitian
Berdasarkan tujuan penelitian tersebut diharapkan dapat diperoleh manfaat sebagai berikut :
digunakan untuk pengembangan algoritma deteksi buah jeruk lemon pada tanamannya.
3). Mendapatkan data dasar hubungan antara jarak pergeseran obyek pada citra stereo dan jarak riil obyek terhadap sensor kamera, yang digunakan sebagai dasar kalibrasi sistem perhitungan jarak, sehingga dapat digunakan untuk membangun sebuah formulasi penentuan posisi tiga dimensi obyek.
4). Menyediakan rancangan dasar sistem deteksi menggunakan kamera untuk pemanenan buah jeruk lemon menggunakan manipulator robot pemanen.
D. Kerangka Penelitian
Penelitian yang telah dilaksanakan ini difokuskan pada pengembangan sistem deteksi jeruk lemon untuk manipulator robot pemanen. Uji penelitian dibatasi dalam skala laboratorium, dengan sampel uji berupa tanaman jeruk lemon dalam pot.
Penelitian dilaksanakan melalui tahapan sebagaimana ditampilkan pada Gambar 1. Bahan utama yang digunakan untuk penelitian ini adalah tanaman jeruk lemon yang ditanam di dalam pot. Dari gambar tersebut tampak bahwa penelitian ini mencakup tiga bagian.
Bagian pertama adalah penelitian yang bertujuan untuk mendeteksi buah jeruk lemon pada tanamannya. Pengertian mendeteksi di sini belum melibatkan faktor jarak, hanya memisahkan antara obyek buah jeruk lemon dan latar belakangnya. Pada bagian ini penelitian dilakukan dengan menyelidiki nilai-nilai karakteristik warna pada tanaman jeruk lemon dan mendapatkan parameter warna yang dapat digunakan untuk memisahkan buah jeruk lemon dengan latar belakangnya.
Bagian kedua penelitian ini ditujukan untuk mengkalibrasi sensor kamera yang digunakan untuk melihat konsistensi alat yang digunakan. Hasil kalibrasi tersebut digunakan untuk mengembangkan formula perhitungan jarak antara sensor kamera ke obyek. Setelah formula perhitungan jarak didapat, selanjutnya dilakukan validasi terhadap formula tersebut. Hal ini dilakukan untuk menjamin formula yang dikembangkan dapat digunakan pada penelitian selanjutnya.
Pada bagian ketiga penelitian ini prinsipnya menggabungkan hasil penelitian tahap pertama dan kedua. Yang dilakukan pada tahap ini adalah dilakukan uji coba terhadap sistem deteksi untuk mendeteksi posisi tiga dimensi obyek. Uji dilakukan dengan menerapkan algoritma deteksi buah jeruk lemon pada tanamannya sehingga hasilnya dapat menampilkan hanya citra biner buah jeruk lemon saja. Selanjutnya, dengan menggunakan formula yang telah didapat pada tahapan penelitian sebelumnya, dilakukan perhitungan posisi tiga dimensi buah jeruk lemon pada tanamannya. Perhitungan posisi tiga dimensi buah jeruk lemon pada tanamannya dengan sistem deteksi ini kemudian dibandingkan dengan hasil pengukuran secara langsung dan hasilnya dianalisis dan dievaluasi.
Bagian akhir penelitian ini adalah melakukan pembahasan secara menyeluruh terhadap semua hal yang telah dilakukan mulai bagian pertama hingga bagian ketiga.
Mulai Survey lapang Studi literatur Penelitian untuk mendeteksi jeruk lemon Konsisten
dengan Teori ? Studi literatur Lebih dalam
Penelitian untuk kalibrasi & validasi sensor kamera
ya
Konsisten
dengan Teori ? Studi literatur Lebih dalam
tidak
Penelitian untuk penentuan lokasi tiga
dimensi jeruk lemon
sampel uji Pembahasan umum ya sampel uji Selesai BAGIAN I BAGIAN II BAGIAN III
Rumus penentuan posisi tiga dimensi termodifikasi
tidak
Konsisten
dengan Teori ? Studi literatur Lebih dalam
tidak Keterangan : : Dapat dibreakdown Persiapan sampel uji awal ya
