Algoritmer som hjälper till att planera skogsgallringar och skogsmaskiner som ska kunna navigera automatiskt. Det är två exempel på forskning inom Mistra Digital Forest som utvecklas i nära samverkan med svenska skogsföretag.

– Vi har angripit digitalisering inom skogsbruket på ett sätt som gör att kunskapen ska tillämpas och ge effekter inom näringslivet. Redan i arbetet med programansökan hade vi en workshop med skogsföretagen för att fånga upp deras behov och se hur forskningsresultaten kan komma till praktisk användning.

Det säger Erik Willén, processledare för digitalisering på Skogforsk, en av Mistra Digital Forests programpartner. Han leder Effektivt skogsbruk, ett av de fyra arbetspaketen i programmet, med fokus på digitalisering och automation av skogliga operationer som avverkning, plantering och gallring.

– Hållbarhetsvinsterna med att använda sig av mer av digitala möjligheter och autonoma skogsmaskiner är många – lättare maskiner som kör mer effektivt minskar både avtryck på mark och leder till minskade koldioxidutsläpp. Det uppstår också andra värden. Miljön i skogsmaskiner är tuff och när dessa maskiner istället kan fjärrstyras förbättras arbetsmiljön, vilket kan attrahera fler människor att arbeta med detta.

Optimerade rutter minskar utsläpp

Som exempel på miljö- och klimatvinster tar Erik Willén upp den så kallade planeringsroboten som nu är under utveckling och testning. Roboten innebär att skogliga operationerna kan planeras i detalj med hjälp av algoritmer. All typ av data som är av vikt samlas in, exempelvis närmaste bilvägar, terräng och känsliga naturområden. Datan vägs samman med målet att få fram den mest optimerade färdvägen. Skogsbrukaren får ett färdigt förslag istället för att lägga tid på manuell planering. Forskningen bedrivs i samarbete med Laval University i Quebec, Kanada.

– Tester visar att körsträckan blir åtta kilometer kortare per avverkning med hjälp av planeringsroboten, jämfört med manuell planering. Förhoppningen är att metoden ska kunna användas inom skogsbruket redan inom programperioden, säger Erik Willén.

Precisionsskogsskötsel med hjälp av digitala kartor är en annan viktig komponent inom arbetspaketet. Med hjälp av laserscanning på skogsytor samlas data för bland annat volym, täthet och markens förhållanden in. Digitala kartor finns sedan tidigare, men inom Mistra Digital Forest samlas än mer detaljerad information. Syftet är att skapa mer precisa underlag för att utvärdera vilka effekter skogsplantering, återväxt och gallring får, bland annat på ekosystemtjänster.

Digital tvilling för automatiserade skogsmaskiner

Den största utmaningen, och ett av arbetspaketets fokusområden, är arbetet med autonoma skogsmaskiner. För att gå från mer manuella moment till ökad automation och förarlösa fordon krävs mycket forskning och tester längs vägen. Inom Mistra Digital Forest ligger fokus på att utveckla skogsmaskiner som utifrån data kan läsa av och uppfatta terrängen för att välja de bästa rutterna men också vilka träd som ska avverkas.

– Till skillnad från förarlösa bilar som kan förhålla sig till svarta vägar med vita streck möter skogsmaskiner all typ av terräng. Nu håller vi på att träna maskinen hur den ska lära sig manövrera i skogen med hjälp av data om markens egenskaper genom en så kallad digital tvilling vid Umeå universitet, berättar Erik Willén.

Utanför Mistras forskningsprogram, inom Vinnovaprojektet Auto 2, har de första stegen mot fjärrstyrning tagits. I ett labb för fjärrstyrning sitter förare med bildskärmar och VR-glasögon och testar olika lösningar. Inom Mistra Digital Forest forskas det vidare på hur stationerna ska utformas – hur ska förarmiljön se ut, vilket förarstöd och vilken typ av verktyg behövs för att arbetet ska vara effektivt och skonsamt för mark, terräng och individ.

Skogens variation innebär utmaningar

I början på oktober sker en presentation för skogsföretag som visar stort intresse för arbetet. Vissa lånar ut operatörer som testar de autonoma lösningarna, en viktig del i arbetet poängterar Erik Willén. Även skogsmaskinstillverkare visar stort engagemang i utvecklingen, inte minst några av jättarna inom industrin och det är viktigt att skogsföretagens synpunkter når fram till dem. Men att i rask takt byta ut hela maskinparken är inte rätt väg att gå enligt Erik Willén.

– Det är fortfarande många frågetecken inom forskningen och innan helt nya maskinkoncept utvecklas behöver dessa besvaras. Även om vi kan använda oss av forskning inom andra branscher, som gruvindustrin, har en skog större variationer. Nu arbetar vi med tom hytt och sensorer för att testa lösningarna konceptuellt och man behöver ha respekt för att det tar tid att komma hela vägen fram.

Ytterligare ett av områdena inom Erik Willéns arbetspaket är utveckla beslutsstöd i realtid för att effektivisera alla steg i produktionsprocessen och kunna ta bättre miljöhänsyn.

För att sprida forskningsresultaten under resans gång bjuds aktörer från industrin in till kvartalsvisa möten med olika teman. Det ger möjlighet att fånga in frågor och synpunkter på pågående forskning och redovisa utveckling inom de olika områdena. Ett möte har handlat om planeringsroboten, ett annat om hur avverkningsmetoder underlättar automation och i november är temat autonom körning i terräng.

– Det blir reflekterande möten som skapar förankring. Tillsammans identifierar vi utmaningar och behov på den pågående forskningen istället för att enbart presentera resultat. Det tror vi innebär stora förändringsmöjligheter, säger Erik Willén.

Mistra Digital Forest

Mistra Digital Forest fokuserar på att skapa en funktionell digitalisering som integrerar hela den skogliga värdekedjan, där den industriella processen startar redan i skogen. Visionen är att skapa digitala lösningar som bidrar till en cirkulär bioekonomi.

Programmet består av fyra arbetspaket, så kallade work packages:

• Programledning, WP-koordinering och kommunikation.
• Skogliga fakta.
• Effektivt skogsbruk.
• Skogens och skogprodukters värden.