Synergy of AI and the Social Industrial Internet for the Future Sustainability and Security of Agri-Food Systems

In recent years, the global agricultural and food industries have faced increasingly complex challenges—ranging from rising food demand driven by population growth to the growing risks of data security breaches in digitalized supply chains. Amid these challenges, the integration of Artificial Intelligence (AI) and the Social Industrial Internet of Things (SIIoT) offers a transformative pathway toward building an agricultural system that is more efficient, transparent, and secure. The agri-food supply chain is a highly interconnected system that links farmers, processors, distributors, and end consumers. Within this network, data plays a vital role—from monitoring crop conditions and managing post-harvest distribution to ensuring food safety and traceability. Through the integration of AI and SIIoT, data collected from various sensors and devices can be processed in real time. For example, IoT sensors deployed in the field can measure soil moisture, temperature, and weather conditions, while AI systems analyze this information to optimize planting and irrigation schedules. Beyond operational efficiency, this synergy between AI and SIIoT also strengthens cybersecurity across the supply chain. Agricultural data is increasingly vulnerable to cyber threats such as hacking, information manipulation, or data leakage. These risks can be mitigated through the use of blockchain and advanced encryption technologies. Blockchain ensures that each transaction or production record is securely stored and immutable, creating a transparent digital trail from the farm to the consumer’s table. In this way, data security becomes not only a technological concern but also a foundation for trust—between industry stakeholders as well as between producers and consumers.

AI plays a crucial role in enhancing both efficiency and security in food production. Through machine learning, AI systems can forecast crop yields based on historical and environmental data, helping farmers make more informed decisions. Predictive analytics can identify potential disruptions in the supply chain—such as extreme weather or transportation delays—and provide early warnings for logistics and processing operations. Meanwhile, Natural Language Processing (NLP) technologies facilitate cross-language communication between farmers, distributors, and consumers, fostering stronger collaboration within the global agricultural ecosystem. AI-based cybersecurity systems are also capable of detecting suspicious activities in agricultural IoT networks, such as unauthorized access or sensor data manipulation, with high accuracy. A real-world application of this technology can be found in intelligent orchard monitoring systems, where IoT sensors track humidity, temperature, and pest presence. The collected data is analyzed by AI platforms to determine precise irrigation and fertilization needs while maintaining strong data protection through multi-layered encryption. The result is improved resource efficiency, higher yields, and reduced pesticide use—by as much as 35% in some cases.

Dalam beberapa tahun terakhir, sektor pertanian dan industri pangan global menghadapi tantangan besar yang semakin kompleks—mulai dari peningkatan permintaan pangan akibat pertumbuhan penduduk, hingga ancaman keamanan data dalam rantai pasok yang kian terdigitalisasi. Di tengah tantangan tersebut, hadirnya kecerdasan buatan (Artificial Intelligence) dan Internet Industri Sosial (Social Industrial Internet of Things) menawarkan terobosan penting dalam membangun sistem pertanian yang lebih efisien, transparan, dan aman. Rantai pasok agri-food merupakan sistem yang saling terhubung dari petani, pengolah, distributor, hingga konsumen akhir. Di dalamnya, data menjadi komponen vital—baik untuk memantau kondisi tanaman, mengatur distribusi hasil panen, hingga memastikan keamanan pangan. Melalui integrasi AI dan SIIoT, data dari berbagai sensor dan perangkat dapat dikumpulkan dan dianalisis secara real-time. Misalnya, sensor IoT yang dipasang di lahan pertanian dapat mengukur kelembapan tanah, suhu, dan cuaca, sementara AI menganalisis data tersebut untuk mengoptimalkan waktu tanam dan irigasi. Kombinasi AI dan SIIoT ini juga memperkuat keamanan siber dalam rantai pasok. Ancaman terhadap data pertanian seperti peretasan sistem, manipulasi informasi, atau kebocoran data—dapat dicegah dengan penerapan blockchain dan enkripsi canggih. Blockchain memungkinkan setiap transaksi atau data produksi dicatat secara terdistribusi dan tidak dapat diubah, menciptakan jejak digital yang transparan dari lahan hingga meja makan. Keamanan data bukan hanya soal teknologi, tetapi juga kepercayaan baik antar pelaku industri maupun antara produsen dan konsumen.

AI memiliki peran besar dalam meningkatkan efisiensi dan keamanan produksi pangan. Melalui machine learning, sistem dapat memprediksi hasil panen berdasarkan data historis dan kondisi lingkungan saat ini, sehingga membantu petani mengambil keputusan yang lebih tepat. Analitik prediktif mampu memperkirakan potensi gangguan rantai pasok—seperti cuaca ekstrem atau gangguan transportasi dan memberi peringatan dini bagi pelaku logistik dan pengolah produk. Selain itu, Natural Language Processing (NLP) memungkinkan komunikasi lintas bahasa antara petani, distributor, dan konsumen, memperkuat kolaborasi dalam ekosistem pertanian global. Pada sisi lain, AI berbasis keamanan mampu mendeteksi aktivitas mencurigakan dalam jaringan IoT pertanian, seperti upaya akses ilegal atau manipulasi data sensor, dengan tingkat akurasi tinggi. Contoh nyata penerapan teknologi ini dapat dilihat dalam sistem pemantauan cerdas lahan apel yang menggunakan sensor IoT untuk memantau kelembapan, suhu, dan hama. Data dari ribuan sensor dikirim ke pusat analisis berbasis AI untuk menentukan kebutuhan air dan pupuk secara presisi, sekaligus melindungi data melalui protokol keamanan berlapis. Hasilnya, efisiensi sumber daya meningkat, produksi lebih tinggi, dan penggunaan pestisida berkurang hingga 35%.

Lebih dari sekadar keamanan teknologi, konsep “sosial” dalam Internet Industri Sosial menekankan kesejahteraan tenaga kerja dan keadilan dalam rantai pasok. Penerapan sistem digital yang aman juga harus melindungi data pribadi petani dan pekerja lapangan, memastikan bahwa otomatisasi tidak menggantikan peran manusia secara tidak adil, melainkan memberdayakan mereka melalui data dan teknologi. Integrasi AI dan SIIoT juga membuka peluang baru bagi pasar digital pertanian. Di India misalnya, sistem pasar cerdas yang terhubung melalui jaringan IoT dan algoritma AI berhasil memotong rantai distribusi yang panjang. Petani dapat langsung menjual hasil panennya kepada pembeli dengan harga yang lebih adil, sementara konsumen memperoleh produk yang terjamin asal-usulnya. Model seperti ini menunjukkan bagaimana digitalisasi dapat mendorong efisiensi ekonomi sekaligus keberlanjutan sosial.

Dengan semakin majunya teknologi, konsep Pertanian 4.0 dan 5.0 membawa harapan besar bagi ketahanan pangan dunia. Di masa depan, sistem pertanian yang terhubung akan didukung oleh pembelajaran terfederasi untuk melatih model AI tanpa harus mengorbankan privasi data. Teknologi kriptografi tahan kuantum juga mulai dikembangkan untuk melindungi informasi penting dalam rantai pasok dari ancaman generasi komputer masa depan. Dampak lebih luas dari sinergi AI dan SIIoT bukan hanya pada peningkatan produktivitas, tetapi juga pada ketahanan ekosistem pangan global. Dengan sistem yang transparan, aman, dan adaptif, masyarakat dapat memastikan bahwa setiap langkah dari penanaman hingga distribusi berjalan efisien dan bertanggung jawab. Kolaborasi antara peneliti, industri, dan pembuat kebijakan menjadi kunci untuk membangun ekosistem agri-food yang cerdas dan berdaya tahan. Dengan teknologi sebagai fondasi dan keamanan sebagai prioritas, masa depan pertanian presisi menjanjikan sistem pangan yang lebih tangguh, adil, dan berkelanjutan bagi seluruh dunia.

Reference

• Halder, S., Rafiqul Islam, M., Mamun, Q., Mahboubi, A., Walsh, P., & Zahidul Islam, M. (2025). A comprehensive survey on AI-enabled secure social industrial Internet of Things in the agri-food supply chain. Smart Agricultural Technology, 11(March), 100902. https://doi.org/10.1016/j.atech.2025.100902.

PT. Precision Agriculutre Indonesia adalah ekosistem digital pertanian Indonesia yang mengintegrasikan agrotech, pertanian presisi, pertanian cerdas, dan pertanian pintar melalui pemanfaatan teknologi seperti sensor pertanian, Internet of Things (IoT), kecerdasan buatan, sistem irigasi otomatis, pemupukan cerdas, dan pemantauan tanaman berbasis data real-time, serta menghadirkan layanan edukasi petani modern, digitalisasi agribisnis, pasar produk pertanian online, penguatan rantai pasok, inovasi teknologi tepat guna, dan solusi pertanian ramah lingkungan yang mendukung pertanian modern, berkelanjutan, dan berdaya saing tinggi di era Revolusi Industri 4.0.  Pertanian Presisi Indonesia