Kekuatan Melihat Melampaui Kemampuan Mata Manusia

Warna berbeda yang dapat kita lihat didasarkan pada panjang gelombang cahaya yang berbeda. Mata manusia dapat mendeteksi dan membedakan panjang gelombang dalam tiga pita (merah, hijau, dan biru) yang mencakup rentang dari 450 hingga 650 nanometer, tetapi kita tidak dapat melihat cahaya dari ratusan pita cahaya lain yang berada di luar rentang tersebut. Ada teknologi yang disebut pencitraan hiperspektral yang dapat memberikan pandangan yang lebih baik tentang apa yang terjadi di dunia sekitar kita. Ada kamera khusus yang memisahkan hingga 300 pita cahaya dengan prisma dan kemudian mendigitalkan energi yang dideteksi berdasarkan panjang gelombang tertentu. Kamera ini memiliki sejumlah besar aplikasi potensial. Misalnya, mereka dapat digunakan untuk memantau emisi gas rumah kaca, mengetahui perbedaan antara plastik bening campuran, atau mengukur kematangan buah pada jalur pengepakan.

Ada beberapa produsen kamera hyperspectral ini, tetapi setidaknya untuk saat ini, harganya cukup mahal – mulai dari sekitar $20,000. Perangkat lunak khusus kamera yang mereka gunakan tidak mudah diintegrasikan dengan sistem lain. Tantangan lain yang datang dengan pandangan dunia yang diperluas ini berkaitan dengan volume data – kamera ini menghasilkan sekitar satu gigabit data per detik!

Ada perusahaan bernama Metaspectral yang berusaha memperluas potensi pencitraan hiperspektral dengan menawarkan kombinasi perangkat keras dan perangkat lunak untuk membuat sumber data ini lebih ramah pengguna. Mereka menggunakan perangkat tepi "agnostik perangkat" yang menjalankan algoritme kompresi yang dapat dihubungkan ke kamera hiperspektral apa pun dan mengubah output datanya menjadi aliran yang dapat dikelola. Platform Fusion AI milik mereka dapat digunakan untuk berinteraksi dengan perangkat lunak pengguna yang sudah dikenal, menggerakkan robotika, atau memberi makan kecerdasan buatan dan sistem pembelajaran mendalam.

Metaspectral baru-baru ini mengumpulkan $4.7 juta dalam bentuk pendanaan awal dari SOMA Capital, Acequia Capital, Pemerintah Kanada, dan angel investor termasuk Jude Gomila dan Alan Rutledge. Perusahaan ini didirikan bersama oleh Francis Doumet (CEO) dan Migel Tissera (CTO). Tissera menjelaskan penawaran mereka sebagai berikut: “Kami telah mengembangkan algoritme kompresi data baru yang memungkinkan kami mengirim data hiperspektral dengan lebih baik dan lebih cepat, baik dari orbit ke darat atau dalam jaringan terestrial. Kami menggabungkannya dengan kemajuan kami dalam pembelajaran mendalam untuk melakukan analisis tingkat sub-piksel, memungkinkan kami mengekstrak lebih banyak wawasan daripada visi komputer konvensional karena data kami berisi lebih banyak informasi tentang dimensi spektral.”

Memang, pencitraan hiperspektral dapat digunakan pada skala yang sangat berbeda. Misalnya, salah satu aplikasi sistem Metaspektral yang paling berkembang adalah dengan kamera close-up pada jalur penyortiran untuk bahan daur ulang campuran yang dapat membedakan plastik bening berdasarkan komposisi kimia sehingga dapat disortir menjadi aliran yang sangat murni yang diperlukan untuk pemrosesan ulang. .

Pendaur ulang limbah Kanada terbesar sekarang menggunakan sistem ini. Ada aplikasi close-up lainnya untuk jaminan kualitas di jalur perakitan atau penyortiran buah.

Di sisi lain, kamera dapat menghasilkan data dari satelit di mana setiap piksel gambar mewakili 30m x 30m persegi (900 meter persegi). Badan Antariksa Kanada menggunakan pendekatan itu untuk melacak emisi gas rumah kaca dan bahkan untuk memperkirakan penyerapan karbon tanah di lahan pertanian atau hutan dengan membandingkan tingkat fluks dari waktu ke waktu. Teknologi ini juga dijadwalkan untuk penerapan di masa depan di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Penilaian risiko kebakaran hutan adalah aplikasi potensial lainnya untuk memandu tindakan seperti pembakaran preskriptif.

Opsi lain yang akan sangat berguna untuk pertanian adalah menggunakan kamera dengan drone yang terbang pada jarak 50-100 meter. Dalam hal ini, setiap piksel data dapat mewakili area berukuran 2cm x 2cm dan kemampuan untuk memantau begitu banyak panjang gelombang yang berbeda dapat memungkinkan deteksi dini gulma invasif, aktivitas serangga, infeksi jamur pada tahap sebelum terlihat oleh manusia, indikasi awal air atau kekurangan unsur hara, atau parameter kematangan tanaman untuk memandu waktu panen. Dimungkinkan untuk melacak emisi gas rumah kaca atau amonia dari tanah pertanian untuk lebih memahami bagaimana hal itu dipengaruhi oleh praktik pertanian tertentu seperti pengurangan pengolahan tanah, penanaman penutup, pemupukan tingkat variabel atau "lalu lintas roda yang dikendalikan." Saat ini yang dibutuhkan adalah penelitian “ground truthing” yang bagus untuk menghubungkan data pencitraan dengan pengukuran variabel yang dimaksud, tetapi ini akan jauh lebih mudah dengan kompresi data dan kemampuan antarmuka yang tersedia dari Metaspectral.

Satu harapan adalah bahwa beragam aplikasi pencitraan hiperspektral yang difasilitasi oleh platform Metaspektral akan menciptakan permintaan yang cukup bagi kamera untuk mendorong manufaktur lebih jauh ke bawah kurva pembelajaran biaya.