Ergebnisse
Als ersten Schritt wurde mittels einer Literaturrecherche der aktuelle Stand in der Holzernte systematisch erfasst und die Randbedingungen für den Einsatz von Robotern in der Forstwirtschaft definiert. Am 26. und 27.04.2023 wurde zu einem Innovationsworkshop ins KWF eingeladen, um weitere Ideen für den Einsatz der Robotertechnik zu evaluieren. Es nahmen 35 Personen, davon 30 externe, aus unterschiedlichen Institutionen teil. Um zusätzlich weitere Ideen für die Anforderungsdefinition von Experten zu erhalten, wurden 15 Interviews durchgeführt. Ziel war es, das bisher wenig erforschte Gebiet im Bereich Robotik in der Holzernte mithilfe der Erfahrungen, Meinungen und Einstellungen der Experten zu analysieren. Auf diese Weise wurde ein Fundament für weiterführende Forschungen für die Anforderungsanalyse gelegt. Mit den Ergebnissen der Literaturrecherche, der Interviews und des Workshops wurde eine Anforderungsanalyse (Arbeitspaket 1) verfasst und darauf aufbauend vier Konzepte für eine teil-autonome Holzernte entwickelt (Arbeitspaket 2).
Das Hauptziel von Arbeitspaket 2 war, verschiedene Konzepte für die automatisierte Holzernte zu entwickeln und dabei insbesondere die Prüfumgebung sowie das Design von Robotern und Fällgeräten zu berücksichtigen.
Basierend auf den definierten Anforderungen wurden Konzepte für die automatisierte Holzernte entwickelt. Dabei wurden verschiedene Aspekte wie die technische Umsetzbarkeit, die Effizienz der Holzernte, die Sicherheit der Arbeitsabläufe und mögliche Umweltauswirkungen berücksichtigt.
Das Ziel der Konzeptentwicklung war es, das am besten geeignete Konzept für die automatisierte Holzernte zu identifizieren, das sowohl den Anforderungen der Prüfumgebung als auch den Zielen des Projekts gerecht wird. Die entwickelten Konzepte wurden anschließend im Arbeitspaket 3 anhand einer Entscheidungsmatrix bewertet und das vielversprechendste Konzept für die weitere Umsetzung ausgewählt.
Das ausgewählte Konzept besteht aus zwei wesentlichen Komponenten. Zum einen wird ein digitaler Zwilling des Waldes erstellt und zum anderen ein Prototyp, der den Fällvorgang teilautonom durchführen soll. Ziel ist die Entwicklung eines teilautonomen Fällsystems, das eine sichere, bodenschonende und nachhaltige Holzernte ermöglicht. Wir schaffen die wichtigen Grundlagen für die weitere Digitalisierung der Prozesskette, der Waldzustandserhebung, Arbeitsplanung und dem Einschlag. Die an den Klimawandel angepasste Forstwirtschaft bekommt damit dringend benötigte Impulse zur Steigerung der Energie- und Kosteneffizienz sowie zur Ressourcenschonung. Kern des Vorhabens sind eine virtuelle 3D-Repräsentation des Baumbestandes, der sogenannte digitale Zwilling des Waldes, sowie seine Verknüpfung mit modernen Robotik- und KI-Technologien zur Steuerung des teilautonomen Holzeinschlags. Der zu entwickelnde Prototyp begegnet den Herausforderungen der Arbeitssicherheit, indem er in lebensgefährlichen Bestandssituationen eingesetzt werden kann, ohne dass sich der Forstwirt im Gefahrenbereich aufhalten muss.
