Nu blir skogsarbetet självkörande – med eget 5g-nät

2020-06-02 06:00  

Digital teknik kan göra att mycket skogsarbete i framtiden sköts på distans, av operatörer i en kontrollcentral. Nu tas de första stegen för att testa 5g-nät och autonoma eller fjärrstyrda skogsmaskiner.

I skogen utanför Uppsala fjärrstyrs en 17 ton tung skotare med tv-skärmar och vr-glasögon. Nu ska det nystartade tekniklabbet testa 5g-baserad telekommunikation, i både fjärrstyrning och autonom framdrift av skogsmaskiner och virkeslastare.

Det handlar om världens första fjärrstyrda skotare, som hittills styrts med 4g och wi-fi. Dock bara på relativt korta avstånd, och med fri sikt mellan operatörsstation och maskin.

– Men vi har sett att fjärrstyrning har stor potential i skogsmaskiner, och vi vill gå vidare och undersöka hur vi kan öka räckvidden, säger Olle Gelin.

5g i skogen – räckvidd på någon kilometer

Han är projektledare inom driftsystem på Skogforsk, skogsindustrins forskningsinstitut, som står bakom satsningen.

– Vi tror på 5g som den bästa standarden för den här typen av applikationer. Främst på grund av den höga överföringshastigheten, den låga svarstiden och den inbyggda säkerheten i protokollet, säger Olle Gelin.

Självgående skotare. Foto: Skogforsk

Därför kommer 5g att prövas och jämföras med de tidigare testade teknikerna, både för fjärrstyrning lokalt vid avverkningstrakten och från längre avstånd. Planen är att installera och driva ett eget lokalt 5g-nät runt operatörscentralen, inte olikt de försök Volvo Construction Equipment tidigare genomfört med fjärrstyrning av anläggningsmaskiner, som Ny Teknik har skrivit om.

Läs mer: Så blev sågverket smartast i Sverige

Initialt räknar man med någon kilometers räckvidd från basstationen. Men att driva 5g-nät ute i skogen medför en del rätt specifika svårigheter.

– Miljön runt en skogsmaskin varierar ju väldigt mycket, det är träd i vägen, man måste ner i dalgångar och så vidare. Men vi hoppas kunna visa på en lösning för praktisk tillämpning av fjärrstyrning i fält, säger Olle Gelin.

Sedan i höstas bedrivs arbetet vid Skogforsks nystartade tekniklabb Troëdsson Forestry Teleoperation Lab utanför Uppsala.

Självkörande skotare testas hösten 2020

Men redan 2018 inledde Skogforsk projektet Auto 2, där man utvecklar en delvis autonom skotare som själv planerar sin körning och kan upptäcka människor. De första testkörningarna av autonom framdrift är planerade till hösten.

Maskinen använder laserscanningsdata av skogsmiljön, och en terrängnavigeringsalgoritm, för att räkna ut den bästa färdvägen.

– När det handlar om autonomi så har den ju sina egna utmaningar i skogen. Undervegetationen kan ställa till det, maskinen kan ha svårt att se och prediktera vilken typ av mark den har framför sig. Till exempel måste systemet lära sig skilja mellan en buske, som maskinen kan köra över, och en sten, som den måste köra runt. Det är en bit kvar till praktisk tillämpning, säger Olle Gelin.

Maskinen styrs inte från hytten utan från en separat lokal i närheten. Med 5G hoppas Skogforsk att fjärrstyrningen ska ta stora kliv i utvecklingen. Foto: Skogforsk

Men även om autonomi och fjärrstyrning är skilda tekniker med skilda utmaningar, har flera viktiga erfarenheter från Auto 2-projektet lyfts in i fjärrstyrningssatsningen.

Exempelvis sådana som berör säkerhetsfrågorna med förarlösa maskiner: inom Auto 2 har man utvecklat kameraövervakningssystem och personigenkänningsalgoritmer, som tillsammans bygger upp en virtuell säkerhetszon runt maskinen.

– Och de båda projekten har visat på goda möjligheter att koppla ihop automatisering med fjärrstyrning och få en god produktion. Man kan exempelvis tänka sig att en förare fjärrstyr och övervakar två maskiner, genom att skotaren lastas manuellt med fjärrstyrning och sedan kör autonomt ut till avlastningsplatsen och tillbaka. Under tiden kan föraren lasta en annan skotare för ökad effektivitet, säger Olle Gelin.

Vinsterna: ökad säkrehet och bättre arbetsmiljö

Det finns också stora arbetsmiljövinster med att få ut föraren ur maskinen.

– Det är mycket buller och vibrationer i en skogsmaskin, och det händer att fallande virke slår in i hytten. Dessutom kommer man ifrån ensamarbetet, man kan sitta flera operatörer tillsammans i driftcentralen. Det underlättar också upplärningen av nya operatörer, om de får jobba ihop med mer erfarna kolleger, säger Olle Gelin.

Markberedning ligger närmast till hands för fjärrstyrning, tror Olle Gelin på Skogsforsk. Men i förlängningen antas tekniken bli applicerbar på de flesta arbetsuppgifter i skogen. Foto: Sverker Johansson/Skogforsk

Han räknar med att fjärrstyrningen kan fungera i alla förekommande applikationer: såväl maskiner som arbetar på hyggen med fri sikt, som maskiner som arbetar i stående skog. Men enklast att fjärrstyra är markberedning, alltså när man förbereder avverkad mark för nyplantering.

– Där handlar det om ren terrängkörning i ganska hög hastighet och inget kranarbete. Men i takt med att automation och förarstöd utvecklas, tror vi att tekniken blir applicerbar på de flesta maskiner och arbetsmoment, säger Olle Gelin.

Fjärrstyrd virkeslastare på terminalet

Skogforsk medverkar också i ett annat projekt, där bland andra Volvo, SCA och Mittuniversitetet ska utveckla en demonstrator av en fjärrstyrd virkeslastare. Den ska sedan testas på en eller flera av SCA:s virkesterminaler.

Även här handlar det om kamerateknik och upprättande av ett eget, lokalt 5g-nät. Virkesterminaler skiljer sig dock en hel del från den miljö där skogsmaskiner arbetar.

– Visserligen är omgivningen föränderlig även på en terminal, timmertravarna kan bli 15-20 meter höga och trä absorberar radiovågor väldigt bra. Men en terminal är en fast plats med infrastruktur, ofta fiber och andra installationer, som möjliggör uppkoppling på längre avstånd, säger Olle Gelin.

En fjärrstyrd virkeslastare ska testas på en av SCA:s terminaler. En idé är ett nätverk av små terminaler med fjärrstyrda lastare, som styrs från en större driftscentral. Foto: Erik Viklund/Skogforsk

Syftet med fjärrstyrning av virkeslastare är främst ökad tillgänglighet på terminalerna.

– Många av dem ligger på ensliga platser och är kanske bara öppna ett par dagar i veckan. Här kan man tänka sig ett nätverk av små terminaler med fjärrstyrda lastare, som styrs från en större terminal eller driftscentral, säger Olle Gelin.

I förlängningen kan han tänka sig fjärrstyrning och autonoma funktioner även i plantering, röjning och andra typer av skogsarbete.

– Banverket, kraftnätsägare och andra har visat intresse för den typen av applikationer. Vårt huvudfokus ligger på avverkning, men när tekniken väl är på plats finns ingen anledning att inte testa den i fler verksamheter, säger Olle Gelin.

Film: Skotare körs med skärmar och vr-glasögon

33-bolaget Voysys bidrar med teknik

Skogforsks fjärrstyrningsprojekt ska pröva och jämföra 5g med 4g och wifi, både för fjärrstyrning lokalt vid avverkningstrakten och från längre avstånd. Man ska även undersöka vilka arbetsuppgifter som är möjliga och lämpliga att utföra på distans.

Projektet genomförs tillsammans med Linköpingsföretaget Voysys, som utvecklar bildbehandling och bildströmmar, och kom med på Ny Tekniks 33-lista 2018.

Sedan i höstas sker arbetet på Skogforsks nya tekniklabb, Troëdsson Forestry Teleoperation Lab utanför Uppsala. Laboratoriet finansieras med medel från Stiftelsen Nils och Dorthi Troëdssons forskningsfond.

Skogforsks Auto 2-projekt

Projektet består av tre delar: Autonom terrängkörning, säkerhetssystem runt autonoma maskiner, samt fjärrstyrning. Enligt plan ska de första autonoma testkörningarna inledas i höst.

Auto 2 finansieras av Vinnova och den svenska skogsbranschen med 20 miljoner kronor. Förutom Skogforsk deltar Komatsu Forest, Unibap, Billerud Korsnäs, SCA, Stora Enso, Södra, Sveaskog, Holmen, BAE Systems, Extractor, KTH, Umeå universitet, Luleå Tekniska Universitet, och Skogstekniska klustret.

Fjärrstyrda virkeslastare

Projektet är ett samarbete mellan Mittuniversitetet, SCA, Skogforsk, Volvo, Biometria och Telia. En demonstrator av en fjärrstyrd virkeslastare ska utvecklas och testas på en eller flera av SCA:s virkesterminaler.

Målet är att samma operatör ska kunna ta hand om lastning och lossning på flera virkesterminaler samtidigt. Förutom en kostnadseffektivare logistik, pekar de inblandade parterna på möjligheten att fjärrstyrda fordon kan skapa en säkrare arbetsmiljö för operatören och mer flexibla lösningar för industrin i stort.

Projektet har en total budget på drygt åtta miljoner kronor. Det delfinansieras med bidrag från Vinnova på fyra miljoner kronor.

Tommy Harnesk

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt