Militaarsete mehitamata sõidukite arendajana tuntud Milrem Robotics jagab oma teadmisi üha rohkem ka tsiviilkasutusse. Lähedal ollakse läbimurdele metsatööstuses, mis automatiseerib uue metsa rajamise ja hooldamise.
Robotic Forester ehk robotmetsamees on mehitamata maismaasõiduk metsauuendustöödeks. Robotmetsamehi on kahe erineva oskusega. Lihtsustatult öeldes – üks istutab puid ja teine lõikab võsa.
Milrem Roboticsi tsiviilvaldkonna arendusjuht Priit Vellak ütleb, et kui tänased metsatööde mehhaniseeritud lahendused on suunatud peamiselt efektiivsele puude langetamisele, siis Milrem muudab efektiivseks ka metsa uuendamise ja aitab vähendada selle töö tegemisel tekkivat ökoloogilist jalajälge.
„See on esimene süsteemne lähenemine, mis mehhaniseerib nii metsa istutamise kui ka hooldamise,“ ütleb Vellak.
Piirideta unistused
Mehitamata militaartehnika arendamisele keskendunud Milrem hakkas oma oskusteabele lisakasutusvõimalusi otsima juba aastaid tagasi. Tehti mahukas valdkondadeülene analüüs ja hinnati iga ala ärilist potentsiaali. Sõelale jäi metsandus.
Aastal 2018 hakati arendama Robotic Foresteri kontseptsiooni. Appi võeti Eesti Maaülikool ja Tartu Ülikool ning kohtuti valdkonna spetsialistidega. Vellak tõstab esile Graanul Investi ja RMK-d. Nemad viisid Milremi inimesed nö sündmuspaigale, kus korraldasid metsapäeva – ette näidati kasutatav praktika, räägiti kitsaskohtadest ja anti lennukaid ideid, millised võiksid olla lahendused.
RMK metsakasvatustalituse juhataja Toomas Väät meenutab, et nende jaoks oli see väga huvitav kogemus. Milremi esindajatele räägiti, mida ja kuidas RMK-s tehakse, kus on kitsaskohad ja koos lasti mõtetel lennata.
„Unistasime raamidest välja,“ meenutab Väät. „Mõtlesime, kas on võimalik arendada masin, mis operaatorita läheb langile, teeb maapinna ettevalmistuse, istutab taime, vajadusel eelnevalt kastab või pritsib repellenti. Hiljem suudab aga minna langile tagasi ja täpse istutuskoordinaadi järgi leida taime, mille ümbert eemaldada tema kasvu segavad rohttaimed. Või luua robot, mis suudab teostada valgustusraiet ja langetatud tüved ka koondada ning metsast välja tuua. Ideaalis võiks ju olla masin, millele annad ülesande ja asukoha, kuhu ta suudab navigeerida ja töö ära teha. Kui pakirobotid sõidavad ringi, võiks ju olla ka analoogne istutusmasin.“
Taimed robotite ootel
Vajadus automatiseeritud istutamise ehk iseliikuva istutusmasina järgi on suur. Teda ootaks intensiivne töömaht. Ainuüksi riigimetsa laseb RMK igal aasta istutada 24 miljonit taime (23 miljonit kevadel, üks miljon sügisel). RMK-l oli ka sellel aastal abiks kolm istutusmasinat. Need ei ole küll iseliikuvad, kuid roomikutega ekskavaatorina suudavad nad töötada seal, kuhu inimesel oleks keerulise pinnase tõttu ligipääs raske.
Sellised masinad suudavad siiski maha panna vaid miljon taime aastas. Ülejäänud 23 miljonit taime peavad mulda jõudma inimeste füüsilise töö läbi. See tähendab, et kevadel on kaheksa nädala jooksul metsades taimede istutamisega ametis ligikaudu 2000 inimest.
Milremi insenerid arendavadki UGV-dele seadet, mis on võimeline inimestelt üle võtma füüsiliselt raske metsa istutamis- ja hooldustöö. Üks robotmees suudab kanda kuni 380 istikut. Masin valmistab ette istutuskoha, moodustades 20–30 cm kõrguse istutusmätta. Istutades hektarile 1500–3000 taime, suudab ta selle töö ära teha 5–6,5 tunniga. Ka andmebaas tekib istutuskohtadega. See tähendab, et robotmetsamehe võsalõikuri versioonil on olemas info, kus asuvad istutatud puud ning ta saab nende vahel liikudes lõigata soovimatu, puudega konkureeriva taimestiku ilma noori puid kahjustamata. Masinaid jälgitakse ja vajadusel sekkutakse keskjuhtimissüsteemi kaudu.
Täpsus vajab parandamist
Seadmed ei ole siiski veel tooteküpsed, et anda need klientidele kasutamiseks. „Meil on mõningad tehnoloogilised väljakutsed lahendamata,“ ütleb Priit Vellak. „Arendustöö käib, selle fookus on lokalisatsiooni täpsuse parandamisel ning inimese sekkumise vajaduse vähendamisel.”
“Lokalisatsiooni täpsus on üldse kõige tähtsam robotmetsamehe omadus.”
Priit Vellak
Kuna Milrem on militaarettevõte, siis ei soovi Vellak öelda, millise täpsuseni soovitakse lõpuks jõuda, kuid tänaseks on saavutatud lagedal alal 20 cm asukoha täpsus. Vellaku väitel on see täpsus, millega saab metsaistutustöö tehtud, kuid ohutuse ja efektiivsuse tõstmiseks on vajalik täpsust tõsta. Selleks on saadud ka 3,3 miljoni euro suurune rahastus Euroopa Liidu nutika spetsialiseerumise meetmest ning koos Tartu Ülikooli teadlastega otsitakse lahendusi lokalisatsioonitäpsuse tõstmiseks.
Võimalusi otsitakse ka inimese sekkumise määra vähendamiseks. Metsarobotite haldamine toimub keskjuhtimissüsteemist. See tähendab, et sealt määrab operaator tööoperatsiooni ja trajektoori, mida masinad peavad autonoomselt läbima. Kui aga teekonnal tekib takistus, millega masin hakkama ei saa, võtab juhtimise üle operaator. Pärast takistuse ületamist jätkab masin iseseisvalt tööd.
Priit Vellaku sõnul on eesmärk, et inimsekkumise vajadus ei oleks rohkem kui 20% tööajast. See tähendab, et üks inimene saab opereerida viie robotiga. Viis robotit on ka piir, mida soovitakse ühe inimese jälgimise alla anda. Üle selle lähiaastatel minna ei plaanita.
Süsteem hakkab pihta kahest masinast, kuna see võimaldab juba tekkida kulu kokkuhoiul. Võsaraie ja istutusmasinate projektides on majandusliku efekti piir natuke erinev: võsaraiel saabub tasuvus kiiremini ja piisab kahe masina kasutamisest, istutuses on vaja vähemalt kolme masina süsteemi. Keskmiselt suudab üks süsteem (4 UGV-d + 1 operaator) asendada Vellaku andmetel 8–10 inimest.
Robotid jõuavad metsa
Priit Vellak ei oska öelda, millal täpselt kirjeldatud tehnoloogilised väljakutsed lahendused leiavad, kuid ta loodab, et esimesed metsarobotid antakse klientidele katsetada lähema aasta jooksul. Läbirääkimised käivad mitme ettevõttega, Vellaku kinnitusel nii siinpool kui sealpool Atlandit. Ta annab aimu ka roboti hinnaklassist, öeldes, et robotitega pakutava teenuse hind on peaaegu kaks korda madalam kui sama teenuse hind ekskavaatoriga.
Toomas Väät usub, et käsitsi istutamine ei kao kunagi, kuid istutusmasinate ja robotite osakaal kindlasti suureneb. „Peame mõtlema, kuidas olukorras, kus inimtööjõudu on aina keerulisem leida füüsiliselt rasketele metsatöödele, edasi arendada meie tegevust nõnda, et saame ka väiksema tööjõu hulga juures vajaliku tehtud,“ räägib Väät.
Istutusmasinad panevad praegu aastas maha miljon taime ehk ligikaudu 5% kõigist RMK taimedest.
Väädi sõnul on arenguruumi seda mahtu 2–3 korda suurendada. Kui tänavu aasta oli kasutusel kolm istutusmasinat, siis järgmisel aastal on abiks juba kuus ekskavaatorit. Kuid unistamisele ei tasu piire panna, ütleb Väät.
„Kui on masinad, mis teevad ära töö sama heal tasemel ja odavamalt, siis RMK on alati avatud kõikidele katsetamistele ja teadusalasele koostööle. Oleme valmis metsakasvatust kohandama uutele ideedele, mis viivad meid edasi,“ annab Väät usku, et ka riigimetsa majandaja soetab endale robotmetsamehe.
Robotid saavad aidata kaasa bioloogilisele mitmekesisusele
Milrem Roboticsi eesmärk on metsarobotite kasutusala laiendada nii, et need oleksid võimelised kaasa aitama metsade muutmisel bioloogiliselt mitmekesisemaks.
Milrem Roboticsi tsiviilvaldkonna arendusjuht Priit Vellak tunnistab, et robotmetsamehega on ettevõttel edasiarenduse plaanid. Kuna parasjagu on käsil projekti taotluse kirjutamine, siis möönab ta, et täpne plaan on firmasaladus ja väga palju arendusplaanidest avaldada ei saa.
„Tahame arendada süsteemi, mida on võimalik kasutada ka kasvavas metsas,“ kergitab Vellak saladuskatet. „Masin peaks metsas tegema selektsiooni – valima valgustusraieks välja parimate tüveomadustega puud ja eelistama liike, mis on metsamajandajale tasuvamad. Samal ajal toimub istutusmasinaga vajalike liikide juurde istutamine. Läbi sellise selektsiooni ja juurde istutamise aitame rekonstrueerida ökosüsteeme.“
Plaan on robotite abil aidata tõsta ka elektriliinide alusel maal hooldussagedust. Loodusekspertidega on arutatud, et kui niita elektriliinide alust vähemalt kord aastas, siis tekivad sinna praeguse lepa- ja toomingavõsa asemel õistaimed. See aitab suurendada bioloogilist mitmekesisust ja on hea keskkond mesilastele ja teistele putukatele.
Päästjatel oma robot juba olemas
Enne robotmetsameest on Milrem Robotics valmis saanud juba abilise päästjatele, millega pääseb ligi keerulistesse piirkondadesse ja mis kiirendab päästeoperatsioone.
Päästelahendus Multiscope Rescue on multifunktsionaalne päästesüsteem. UGV-platvormiga võib transportida tarvikuid, seadmeid ja meeskondi, mis teeb sellest hea tööriista päästeoperatsiooni logistikas. Operatsioonijärgselt on sellega võimalik kiiremini ja väiksema tööjõuga varustus kokku pakkida.
Platvormi saab otseselt kasutada tulekahjude kustutamisel, kui sinna paigaldada vahu- ja veekustutussüsteemid. Päästjad hindavad kõrgelt UGV abi voolikuliinide koostamisel. Kolmeliikmelises päästjate meeskonnas peab 300- meetrise voolikuliini moodustamiseks iga päästja jooksma vähemalt 900 meetrit.
Kuna seda tehakse koos kaitseriietuse ja varustusega, siis on see väga suurt energiat nõudev töö. Päästevoolikukassetiga UGV veab voolikuliini laiali tunduvalt kiiremini ja pääseb ligi kohtadesse, kuhu tuletõrjujatel oleks liiga ohtlik siseneda.
Päästjad on teinud katseid ja kinnitavad, et alates 200 meetrist ei tasu enam tehnikat ja inimest võrrelda – tehnika suudab rohkem kanda, on kiirem ja lihtsustab oluliselt päästetööd. Ükskõik, kui heas vormis on päästja, inimene ikkagi lõpuks väsib ja see võib otsustada kellegi elu.
Hea teada
Robotmetsamehe tehnilised andmed
- Kiirus: 20 km/h
- Mõõtmed: pikkus 240, laius 200 ja kõrgus 115 cm
- Kliirens: 40–60 cm
- Tööaeg: hübriidajamiga 10–12 tundi, elektriajamiga 0,5–1,5 tundi
Allikas: Milrem Robotics
Metsauuenduse edulugu Ameerikast
- Ameerikas on kasutusel droonid, mis lennutavad metsapõlengutes kannatanud ja raskesti ligipääsetavatele aladele taimed kohale ja heidavad need potiga alla.
- Kuna põlengujärgselt on maapind muutunud, siis katsetakse sellisel viisil männitaimede istutamist.
