Personalbrist. Ökande kostnader. Tuff arbetsmiljö. Markskador och badwill. Stora plantavgångar. Föryngringsarbetet behöver utvecklas och nu står hoppet till autonoma planteringsmaskiner.
Text och foto: SVERKER JOHANSSON/Bitzer
Flera grundläggande problem söker sin lösning inom skogsvården, och nu läggs ett pussel av dellösningar för att skapa en helt ny tekniknivå. Branschsatsningen Autoplant ska ge precision, mindre mark-påverkan och bättre arbetsmiljö. I ett liknande upptag jobbar Södra Skogsägarna med projektet BraSatt (kommer mer i nästa nummer av 403021).
– En mindre, självgående skogsföryngringsmaskin är målet i båda projekten, berättar Autoplants projektledare Linnea Hansson vid Skogforsk. Den ska både kunna fläckmarkbereda och plantera i fläckarna.
En bit i taget
Det Vinnovafinansierade projektet har resurser fram till 2023. Sedan är tanken att markberedningstillverkaren Bracke ska ta över implementeringen tillsammans med skogsbranschen.
– Det handlar inte primärt om att skruva ihop en maskin, utan om att utveckla tekniska dellösningar genom simuleringar, utveckling och praktiska tester: kan ett aggregat åstadkomma en bra fläck, hur ska plantmatningen fungera, hur stor är egentligen en skonsam maskin om den samtidigt ska ha kraft att göra bra planteringspunkter, hur ska styrsystemet fungera, kan vi skilja hinder från hyggesvegetation, behövs ”maskinherdar” … det handlar om omfattande systemanalyser och tester när vi nu bygger något helt nytt, slår Linnea Hansson fast.
3 delar som måste funka.
1. Markberedning och plantering
Bracke Forest, som tillverkar maskiner för skogsföryngring, har en nyckelroll i projektet.
– Vi utvecklar tre prototyper av markberedningsaggregat med olika storlek och beredningsteknik, säger projektledaren Hans Eriksson, och klappar på plåtkuben han sitter på – minstingen i trion. Det lilla aggregatet är kranspetsmonterat på en Vimek Duo. Det förs i sidled och ställs ned med jämna mellanrum. Förna och rotdelar far åt sidan. Resultatet är fläckar där humus- och rotlagren rivits upp. I mineraljorden syns en lätt mikropreparering i form av ett rutmönster.
–Här ser vi en bra fläck, det är ju viktigt att komma igenom rotmattan, konstaterar Hans Eriksson. Nu utvärderar vi vilket av aggregaten som uppfyller branschens krav, det är alltså inte säkert att det blir just den här lösningen.
Bracke har även ansvar för att utveckla en fungerande plantmatning mellan maskin och aggregat, som även inkluderar laddning av plantor från plantkassetterna. Det är en tuff utmaning att hantera de känsliga plantorna autonomt.
– Vi har utvecklat en patenterad robotarm för plantmatning, men exakt hur det ska fungera kommer att klarna under den närmaste tiden, säger Hans Eriksson. Vi hoppas kunna använda den i våra befintliga planteringsmaskiner också. Men det finns många olika plantsystem i branschen. Kanske måste de uppfylla vissa kriterier för att kunna användas av en autonom maskin. Även AI-förstärkt bildanalys kan komma att behövas för att sätta plantorna rätt – och utvärdera om de verkligen hamnar rätt.
2. Maskinplattformen
Autoplants basmaskin 2 anses behöva landa på cirka 10-12 ton, med hänsyn till framkomlighet, lastkapacitet och tillräcklig tyngd för att markbereda. Den maskin som används som testbädd är en autonom maskin som konstruerats av Luleå tekniska universitet och försetts med ett avancerat styrsystem och olika sensorer. Den har redan testats som autonom skotare.
– Vi har idag möjligheten att göra skogsmaskinerna så smarta att de själva kan läsa av omgivningen och upptäcka områden som är känsliga. På det sättet kan användningen anpassas efter de specifika förutsättningar som råder på platsen. Ett exempel kan vara att sensorer på maskinen i ett renbetesområde upptäcker större områden med lav och väljer andra vägar för att skona marken, berättar Magnus Karlberg, som leder LTU:s projekt.
Maskinen tar sig fram med hjälp av en övergripande så kallad global planering. Den bygger på geodata i form av vattenkartor, terrängmodeller och skördarens produk-tionsfiler samt system för lokal planering från KTH baserat på maskinens sensorsystem – det handlar om hur den visualiserar sin omgivning och gör begåvade vägval när den globala planeringen inte räcker till. När maskinen ska laddas med nya plantor eller bränsle får den inte köra över de plantor den redan planterat på sin väg till och från laddplatsen, så det måste byggas in en logik i navigeringen.
3. Drift och säkerhet
Om maskinen ska gå på diesel eller el är inget som avgörs i Autoplant-projektet. Däremot om maskinen kan göras helt autonom (vilket är målet), eller om man landar i fjärrstyrning med autonoma moment. När det gäller säkerheten tar Skogforsk med sig erfarenheter från arbetet med den fjärrstyrda skotaren i projektet Auto2, som har automatisk detektering av människor runt maskinen. Men en självgående maskin som inte arbetar inom ett tydligt markerat område måste enligt lag ändå ha någon på plats som ansvarar för säkerheten, även om man förser maskinen med säkerhetssystem. Därför behövs det kanske ändå någon typ av maskinherde. Plantorna måste skötas om – de ska täckas, vattnas och någon behöver sköta plantlogistiken. Maskinen måste servas och repareras. Den måste tankas och kanske laddas med plantor – även om förhoppningen är att den kan göra det själv.
Vad finns under marken?
Kan markradar förbättra möjligheterna för Autoplant att göra ett bra jobb? Skogforsk testar nu tekniken som kan se stenar och rötter under markytan – och hjälpa maskinen att hitta rätt plats för fläckmarkberedning samt en bra planteringspunkt. Utanför Skogforsks forskningsstation Sävar har forskarna preparerat tio ”gravar” fyllda med olika kombinationer av morän, sand och silt samt lägesbestämda stenar och block.
– Förhoppningsvis kan vi detektera stenar på 5–10 centimeter som ligger ned till 50 centimeter under markytan, säger Skogforsks Mikael Andersson, som leder projektet.
Eftersom radartekniken är känslig för vatten, kommer man även reglera vattenhalten i gravarna för att se hur det påverkar radarskanningen. Slår försöken väl ut ska tekniken testas på riktiga hyggen och i en förlängning kan den – om radarn visar sig vara snabb och billig nog – appliceras på maskiner för markberedning och plantering.
– Tekniken kanske även kan mäta grundvattennivåer och detektera forn-minnen. Vi får se vad vi kommer fram till i våra tester, säger Mikael Andersson.
4 hållbarhetsmål i fokus.
I Autoplants projektgrupp ingår forskningsutövare (Skogforsk, LTU och KTH), brukare (SCA, Södra, Sveaskog och Holmen) och tillverkare (Bracke Forest och Skogstekniska klustret). Vinnova har bidragit med 10 miljoner kronor och projektparterna medfinansierar med samma belopp. Om utfallet blir lyckat kan bidrag sökas till steg 3 där en färdig produkt ska tas fram och kommersialiseras.