Robotizáció az erdészeti gépesítésben

Bevezetés
1. Robotizáció az erőgépeken 
1.1. Erőgépek automatikus kormányzása
1.2. Robottraktorok az erdészeti munkákban
2. Drónok az erdőben 
2.1. Drónok az erdősítésben
2.2. Drónok az erdővédelemben 
3. Robotizáció a csemetetermesztés gépein
3.1. Precíziós vetőgépek
3.2. Vetőrobotok 
3.3. Ápolórobotok
3.4. Öntözőrobotok
3.5. Mesterséges intelligencia az intenzív csemetetermesztés gépein
3.6. Robotok a burkolt gyökérzetű csemetetermesztésben
4. Robotizáció az erdőművelés gépein
4.1. Csemeteültető robotok
4.2. Gödörfúró robotok 
4.3. Távvezérelt szárzúzók
5. Robotizáció a fahasználat gépein 
5.1. Távvezérelt csörlők 
5.2. Távvezérelt forvarderek
5.3. Intelligens hidraulikus daruk
5.4. Programozható harveszter-fejek
5.5. Iker fejek
5.6. Fakitermelő gépek VR alapú vezérlése
5.7. Harvester robotok
5.8. Gépflotta-üzemeltetés a fakitermelésben 
5.9. Platooning rendszer a faanyag-szállításban
5.10. A jövő erdészeti terepjáró tehergépkocsijai
6. Erdőtűz-oltó robotok
7. Precíziós erdészet
Irodalom

Precíziós erdészet
A precíziós erdészet – más elnevezéssel: erdészet 4.0 – az információs technológia (IT) lehető legnagyobb mértékű integrálását jelenti az erdőgazdálkodásba.
A precíziós erdészet (88. kép) az alábbi négy fő terület lehető legnagyobb mértékű összehangolását jelenti az erdőgazdasági gyakorlatban:

• valós idejű környezeti monitoring – adatgyűjtés (1);
• internet az erdőben (2);
• adatelemzés (3);
• fejlett IT-rendszerek (4).

88. kép. A precíziós erdészet tartalma: 1. valós idejű környezeti monitoring – adatgyűjtés;
2. internet az erdőben; 3. adatelemzés; 4. fejlett IT-rendszerek (forrás: FPInnovations)

A valós idejű környezeti monitoring, az adatgyűjtés meghatározó módszertani, technikai lehetőségei az alábbiak:

• dróntechnika alkalmazása;
• szenzoros adatgyűjtés;
• műholdas felvételek;
• továbbfejlesztett erdei leltár;
• földi-, műholdas- és lézer alapú (LIDAR) távérzékelés.

Az internet az erdőben az IoT[1] elképzelésen alapul, amely adatokat szolgáltató, vagy akár beavatkozásra is alkalmas eszközök megjelenését jelenti az erdőben. Ez az együttműködési rendszer biztosítja a valós idejű kommunikációt, azaz létrehozza az „összekapcsolt erdő”-t.

Az adatelemzés biztosítja, hogy az adatok valós időben továbbíthatók és online tárolhatók, az érintettek számára bárhol elérhetőek, továbbá lehetővé teszi:

• a döntéstámogató rendszerek működését;
• az igények szerinti termelést és értékteremtést;
• az ügyfelek igényeinek kielégítését (pl. megfelelő faanyag kerüljön a fűrészüzembe).

A fejlett IT rendszerek az automatizált és a robotizált technikai eszközök, gépek megjelenését jelentik az erdészeti technológiákban. Jelentik azt, hogy a folyamatok egyre automatizáltabbakká válnak, emberi irányítástól független vagy félig független berendezéseket használunk. Például a fakitermelésben használatos harveszterek esetében a GPS alapú helymeghatározást és a LIDAR rendszert egyesítik az optimális választék kihozatal eléréséhez (89-90. képek). A döntések egy részét rendszerek, vagy akár a mesterséges intelligenciával rendelkező robotok hozzák meg. A precíziós erdészetben alkalmazott technikai eszközök, gépek számos intelligens megoldással rendelkeznek, egyrészt a haladáshoz és kormányzáshoz kapcsolódó automatikák (auto pilot, laser pilot, GPS pilot stb.), másrészt a műveletekhez kapcsolódó speciális eszközök (térkép, autocleaning, autoslope stb.) révén.

A precíziós gazdálkodás gépesítésének jövőbeli technológiáit a többi között a valós idejű, mobil szenzorálás (mérés), az értékelés (adatelemzés), a reagálás (beállítás módosítás), a megfelelő hálózati rendszer és a robotizáció jellemzi. A jövő erdőgazdasági üzeme teljes hálózati működést jelent, a műholdak és a földi szenzorok részletes információi segítségével.

A precíziós erdészet gyakorlati megvalósításán több meghatározó erdészeti gépgyártó dolgozik szerte a világban, közülük a John Deere és a Komatsu cégek ezzel kapcsolatos eddigi eredményeit mutatjuk be a következőkben.

A John Deere cég a fakitermelési gépeihez csatlakoztathatóan létrehozta a TimberManager és a TimberMatic Maps nevű rendszereit, amelyek a gépek összehangolt munkavégzését teszik lehetővé (91. kép). A TimberManager egy webalapú megoldás PC-khez, táblagépekhez és mobiltelefonokhoz, amely lehetővé teszi a gépek munkájának nyomon követését a munkaterületen, a TimberMatic Maps pedig egy innovatív fedélzeti szoftvermegoldás, amely segíti újszerű módon megjeleníteni a munkaterületet. A két szoftver kombinálása teljes áttekintést biztosít a gépek működéséről az erdőtől a feldolgozóhelyig, egyszerűsítve a kommunikációt és növelve a hatékonyságot. A valós idejű termelési nézetekkel, az optimalizált útvonalakkal és a gépek közötti vezeték nélküli kapcsolatokkal a fakitermelési műveletek magasabb szintje valósul meg.

91. kép. Fakitermelési gépek összehangolt munkavégzése
(forrás: John Deere Co.)

A Komatsu cég felhőalapú szoftvert (MaxiFleet) fejlesztett a fakitermelő gépei üzemeltetéséhez (92. kép). A drónnal készült 3D-s faállomány-felvételek alapján megy a harvester a kitermelendő faegyedekhez, és hajtja végre a programnak megfelelő fakitermelést és választékolást.

Az FPInnovations alacsony építésű UGV (93. kép) fejlesztésén dolgozik, amely lehetővé teszi az érzékelőrendszerek tesztelését az autonóm navigáció és a valós idejű erdőleltár megvalósítása érdekében. Utóbbi esetében az UGV-t az erdőbe küldik – hasonlóan egy felderítőhöz –, hogy visszaküldje a fafajokra, a fa mennyiségére és egyéb erdőleltárra vonatkozó adatokat, mielőtt nagyobb gépeket küldenének ki a kívánt munka elvégzésére (94. kép).

92. kép. Felhő alapú fakitermelési gép-üzemeltetés elve
(forrás: Komatsu Forest Oy)