11/02/2024
0Первая в своем роде машина может способствовать быстрому улучшению здоровья лесов, увеличению сертифицированных лесных площадей и восстановлению лесосек.
Исследователи перепрофилировали платформу AORO, разработанную в Технологическом университете Лулео в Швеции. (Фото предоставлено: Технологический университет Лулео)
Шведские ученые разработали первую в мире беспилотную машину для автономного выполнения лесохозяйственных операций, что стало прорывом на пути к полностью автоматизированному управлению лесами и ведению лесного хозяйства.
Это последнее открытие Шведского университета сельскохозяйственных наук, который десятилетиями добивался отказа от трудоемкой лесозаготовки, проводимой квалифицированными операторами, с целью повышения производительности, снижения угроз безопасности и стимулирования лесной экономики.
В последние годы крупнейшие мировые производители лесозаготовительной техники (в том числе John Deere, Komatsu и другие) внедрили базовые технологии автоматизации в прототипы новых машин, чтобы сделать управление машинами более интуитивно понятным для операторов. Тем не менее, эти разработки по-прежнему вращаются вокруг квалифицированных операторов, имеющих полную автономию в управлении машиной.
До сих пор подавляющее большинство полностью автономных испытаний проводилось в небольших и средних лабораторных испытаниях, при этом тестирование в лесу было затруднено из-за трудностей с автоматизацией уличных роботов.
Новая машина, известная как платформа AORO, была оснащена вычислительным оборудованием, экстероцептивными (сенсорными) датчиками, шарнирно-сочлененной системой подвески поворотной ступени и гидравлическим краном, работающим с автономной навигацией, распознаванием бревен и, что особенно важно, управлением движением бревна.
Результаты, опубликованные в журнале Journal of Field Robotics , впервые продемонстрировали, что компьютерное зрение , автономная навигация и алгоритмы управления манипуляторами могут помочь машинам безопасно, точно и эффективно подбирать бревна с земли и маневрировать по различным лесным ландшафтам без вмешательство человека.
По сути, это снижает потребность в человеческом труде, повышает производительность и снижает затраты на рабочую силу, одновременно сводя к минимуму воздействие лесозаготовок на окружающую среду.
Последовательность шагов, выполняемых полностью автоматизированной машиной, следующая: (а) Планирование миссии. (б) Автономная навигация. (c) Сканирование бревен. (г) Сбор бревен. (Фото предоставлено: Шведский университет сельскохозяйственных наук)
По словам ведущего исследователя Педро Ла Гера, автономные лесозаготовительные машины могут решить ряд краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных экологических проблем, а также способствовать более широкому использованию сертифицированного и устойчивого лесопользования.
«Как показано в этом исследовании, благодаря использованию передовых технологий, таких как автономная навигация и алгоритмы манипулирования, беспилотная машина обеспечивает не только более эффективную заготовку древесины, но и способствует устойчивому лесному хозяйству », — сказал профессор Ла Гера.
Прежде чем добавить, что «автоматизированные операции могут быть очень точными и эффективными в отношении сопутствующего ущерба прилегающим экосистемам, что помогает нам быть более экологически чистыми, чем сейчас».
Стремление к полной автоматизации лесозаготовок происходит по мере того, как сельскохозяйственные предприятия все чаще обращаются к искусственному интеллекту и машинному обучению для оптимизации процессов и повышения эффективности.
В прошлом году компания Wood Central сообщила, что в ближайшее десятилетие до 90% работников лесной экономики будут подвергнуты автоматизации с помощью искусственного интеллекта.
Goldman Sachs «ранжировал» различные отрасли по уровню замены человека искусственным интелектом от наиболее пострадавших до наименее пострадавших. Согласно исследованию, до 90% сельского хозяйства будут иметь от 10 до 49% рабочих обязанностей, замененных искусственным интеллектом. (Изображение предоставлено: Goldman Sachs Global Investment Research)
В сентябре 2018 года Всемирный экономический форум (ВЭФ) сообщил, что «ИИ может изменить правила игры для мировых лесов».
В то время ВЭФ отметил, что управление лесами является прекрасным примером того, как подходы, основанные на технологиях, могут быстро принести результаты.
«Прогнозная аналитика и модели машинного обучения», — заявили в ВЭФ, — «помогают ученым и властям в разных частях мира в стремлении к лучшему управлению лесами — это также включает в себя восстановление территорий, поврежденных пожарами, лесозаготовками или вырубками».
Тем не менее, по мнению исследователей, хотя искусственный интеллект и технологии на основе дронов используются в мониторинге лесов, посадках и процессе производства древесины и целлюлозы, процессу заготовки еще предстоит пройти некоторое время.
«Разработка технологий автоматизации лесозаготовительной техники только начинается», — говорят исследователи и добавляют: «Наши первоначальные результаты демонстрируют появление беспилотной машины, способной выполнять упрощенную работу».
